Przegląd konstrukcji budowlanych

Nick Salameh

zdjęcie powyżej dzięki uprzejmości US Navy

w ramach straży pożarnej, Budownictwo budowlane można zdefiniować jako badanie, jak budynki są połączone; materiały i połączenia używane, jak ogień wpływa na materiały i połączenia, co może się nie udać, jak może się nie udać, a co się dzieje, gdy nie. Dlaczego warto studiować Budownictwo? Zmarły Francis L. Brannigan powiedział to najlepiej: „bo od tego zależy Twoje życie!”

Straż Pożarna musi ewoluować, aby wyprzedzać nowe technologie., Organizacje badawcze, takie jak National Institute of Standards and Technology (NIST) i Underwriter Laboratories (UL) pomagają nam to zrobić poprzez swoje badania, uzbrajając nas w informacje i wiedzę, aby uczynić nas lepszymi, szybszymi i bezpieczniejszymi, bez odbierania naszych zaprzysiężonych obowiązków ochrony życia i mienia.

RELATED: od podstaw/użyteczna opozycja Przedplanowania i Przedplanowania

nowe technologie są stale wykorzystywane w budownictwie., Deweloperzy szukają lepszych sposobów na tańsze budowanie struktur przy zachowaniu lub zwiększeniu ich możliwości przenoszenia obciążeń. W wielu przypadkach te nowe funkcje konstrukcyjne zapewniają większą wytrzymałość niż poprzednie typy konstrukcji, ale przy niższych kosztach. Obniżony koszt oznacza zmniejszoną masę, więc chociaż konstrukcje mogą być silniejsze, ich integralność strukturalna słabnie szybciej w warunkach pożaru. Na przykład, starsze drewniane typy konstrukcji szkieletowych, które zapewniają około 18-20 minut od rozpoczęcia pożaru aż do upadku staje się problemem., Tymczasem bardziej nowoczesna, lekka konstrukcja z drewna może zacząć tracić swoją integralność strukturalną w ciągu czterech do ośmiu minut od rozpoczęcia pożaru.

zmiany w branży budowlanej wprowadzają wiele innych technik i elementów konstrukcyjnych, kompozytowych i ekologicznych, a także zastosowanie materiałów syntetycznych. W przypadku strażaków przekłada się to na zmienioną dynamikę ognia, mniejszą masę strukturalną, większe przestrzenie puste dla pionowego i poziomego przedłużenia ognia oraz potencjał wczesnego zapadania się., W rezultacie, uzyskanie wystarczającej ilości wody na siedzeniu pożaru tak szybko, jak to możliwe, spowoduje zwiększenie bezpieczeństwa i możliwości przetrwania dla strażaków i uwięzionych pasażerów.,

• zbadaj go
• Rozpoznaj go
• Przedplan it
• Rozmiar go
• odczytaj dym
• przewiduj podróż pożarową
• przewiduj upadek

typy konstrukcji budowlanych

• Ognioodporne – Typ I
• niepalne/ograniczone palne-Typ II
• zwykłe – typ III
• ciężkie drewno – typ IV
• drewniana rama – typ V

uwaga: ponieważ inżynierowie i architekci naciskają ograniczenia konstrukcyjne materiałów budowlanych, budynki mogą być budowane przy użyciu wszystkich pięciu rodzajów konstrukcji lub różnych odmian, takich jak budownictwo hybrydowe., Bardziej zaprojektowane Drewno, syntetyki( Tworzywa sztuczne), kleje i inne elementy konstrukcyjne sprawiają, że są opłacalne i mocne i trwałe w budownictwie, ale znacznie gorzej dla strażaków w Warunkach pożarowych.

konstrukcja budynku ognioodpornego (typ I)

Ogólna

• dobrze zbudowany budynek, w którym nie jest odsłonięta stal konstrukcyjna, a wszystkie otwory pionowe są chronione.
• konstrukcja żelbetowa, prefabrykowana i stelażowa spełnia kryteria konstrukcji typu I.,
• powszechnie spotykane w wieżowcach mieszkalnych i komercyjnych.

• najwyższy poziom ochrony przed rozwojem i rozprzestrzenianiem się pożaru, a także zawaleniem.
• wszystkie materiały konstrukcyjne składające się z materiałów niepalnych lub o ograniczonej palności o wysokim współczynniku odporności ogniowej.
• elementy takie jak ściany, podłogi i sufity muszą być odporne na ogień przez trzy do czterech godzin.
• oczekuje się, że pozostanie stabilny strukturalnie podczas pożaru i uważany za najbardziej odporny na zapadanie się.,
• elementy konstrukcyjne nie przyczyniają się do rozprzestrzeniania ognia, ale jego zawartość.
• często stosuje się systemy ochrony przeciwpożarowej i zespoły przeciwpożarowe.

• odpryskiwanie betonu jest możliwe przy długotrwałym ataku ogniem.
• komory mogą zatrzymywać ciepło, przyczyniając się do szybkiego rozwoju pożaru.
• dachy są niezwykle trudne do penetracji w celach wentylacyjnych ze względu na materiał konstrukcyjny i konstrukcję.,
• okna mogą być trudne do otwarcia dla wentylacji.
• szeroko otwarte plany pięter mogą ułatwić podróż ciepła / dymu i szybkie rozprzestrzenianie się ognia.
• istnieje możliwość pionowego rozprzestrzeniania się ognia poprzez automatyczną ekspozycję, niezabezpieczone przebicie(s), prace kanałowe HVAC, szyby wind, Zewnętrzne ściany osłonowe i otwarte schody między piętrami.

Odporność ogniowa

• elementy konstrukcyjne otrzymują zazwyczaj trzy do czterech godzin ochrony przeciwpożarowej.,

możliwość zwinięcia

• tylko w przypadku długotrwałego ataku ogniem dochodzi do awarii, a w takich przypadkach zwykle jest to zwinięcie zlokalizowane. Upadek World Trade Center z 11 września jest skrajnym przykładem.

niepalna (Typ II) konstrukcja budynku

Ogólna

• Zwykle złożona z niezabezpieczonych metalowych elementów konstrukcyjnych.
• często rozpoznawalny z zewnątrz. Z wnętrza widać niezabezpieczoną stal na poziomie sufitu.,
• metalowe elementy szkieletowe, Okładziny metalowe lub betonowo-blokowe konstrukcje ścian z metalowymi dachami pokładowymi wsparte niezabezpieczonymi belkami otwartymi to najczęstsze formy konstrukcji typu II.
• konstrukcje te mają ocenę od jednej do dwóch godzin w zależności od elementów budynku(połowa oceny typu I).

słabe strony

• niezabezpieczone elementy metalowe sprawiają, że ten typ konstrukcji jest podatny na wczesne zapadanie się.,
• produkty palne stosowane do materiałów dachowych zabudowanych (pianka izolacyjna, wodoszczelność asfaltu, papier filcowy, guma) mogą być wysoce łatwopalne i mogą prowadzić do oddzielnego pożaru powyżej i poniżej dachu( ogień z metalowego dachu), który może samowystarczalny i rozprzestrzeniać się z powodu wytwarzanego ciepła i łatwopalnych oparów z tych wysoce palnych materiałów.
• pustka sufitowa może pozwolić na gromadzenie się znacznej ilości podgrzanych gazów w napowietrznych, które mogą szybko opadać, prowadząc do zdarzenia wyzwalającego (rozruchu, backdraft) po wprowadzeniu wystarczającej ilości powietrza.,
• brak wcześniejszego schłodzenia powierzchni sufitu pozwoli na osłabienie ciepła Niezabezpieczonej stali, co spowoduje potencjalną awarię i zawalenie się, a także przyczyni się do pożaru metalowego dachu i zdarzeń wyzwalających.

Odporność ogniowa

• elementy konstrukcyjne rzadko otrzymują ochronę przeciwpożarową i są narażone na działanie ciepła ognia.
• projekt może obejmować ochronę przeciwpożarową instalacji tryskaczowej.

potencjał zwijania

• ponieważ elementy konstrukcyjne są niezabezpieczone i narażone na ogień/ciepło, szybko ulegną awarii i należy przewidzieć wczesne załamanie.,
• ekspansja stali może spowodować zawalenie się ścian zewnętrznych i parapetów.
• Stal zaczyna się wydłużać w temperaturze 800º i może ulec awarii w temperaturach powyżej 1000 º.

Budownictwo zwykłe (typ III)

ogólne

• zwykle spotykane w starszych szkołach, obiektach handlowych, gospodarczych i mieszkalnych.
• Tarcica pełnowymiarowa.
• belki Ognioodporne (pozwalają na zapadanie się podłóg, a murowane ściany pozostają stojące).
• Ściany zewnętrzne i elementy konstrukcyjne wykonane z materiałów niepalnych.,
• ściany wewnętrzne, kolumny, belki, podłogi i dachy są całkowicie lub częściowo wykonane z drewna.

• wspólne ściany partii. Belki mogą znajdować się w tym samym gnieździe ściennym (możliwość poziomego przedłużenia ognia, zagrażającego stabilności konstrukcji).
• mogą istnieć wspólne cokoły lub strychy, pozwalające na rozprzestrzenianie się ognia.
• pionowe i poziome przestrzenie pustki występują wewnątrz drewnianych kanałów tworzonych przez systemy dachowe i kratownicowe, pionowe ścianki rurowe oraz między kołkami ściennymi. Umożliwi to rozprzestrzenianie się ognia, chyba że w Pustkach zainstalowane zostaną ograniczniki ognia.,
• starsze konstrukcje typu III mogły być poddawane renowacjom, które przyczyniły się do większego zagrożenia pożarowego ze względu na tworzenie dużych ukrytych pustek nad sufitami i pod podłogami, które mogą tworzyć wiele ukrytych pustek.
• w niektórych przypadkach dachy deszczowe mogły być instalowane nad istniejącymi dachami płaskimi.

Odporność ogniowa

• elementy konstrukcyjne są zwykle zabezpieczone tynkiem lub płytą gipsowo-kartonową.
• Ściany zewnętrzne są niepalne.,

potencjał zapadania się

• starsze budynki o zwykłej konstrukcji zawierają elementy konstrukcyjne o znacznych rozmiarach, które dobrze trzymają się pod atakiem ognia, ale mogą I ulegną awarii, powodując zawalenie.
• lekkie elementy konstrukcyjne z drewna łatwo ulegną uszkodzeniu pod ostrzałem.
• belki Ognioodporne umożliwią zawalenie się wnętrza budynku, podczas gdy murowane ściany pozostaną nienaruszone. Ta funkcja może mieć wpływ na strażaków pracujących w budynku.,

Budownictwo Z Drewna ciężkiego (Typ IV)

Budownictwo Ogólne

• zbudowane z solidnych elementów konstrukcyjnych składających się z tarcicy 6×6, 8×8 i tarcicy o większych wymiarach.
• nowoczesne elementy konstrukcyjne z ciężkiego drewna są często projektowane przy użyciu drewna laminowanego. Elementy te mogą ulegać awarii znacznie szybciej, ponieważ kleje laminatowe, które utrzymują je razem, mogą ulegać degradacji i parować w warunkach ciepła.
• znajdują się w fabrykach młynów, stodołach, kościołach, nowych i wyremontowanych pomieszczeniach biurowych itp.,

• ściany nośne są niepalne.
• mogą istnieć odpływy podłogowe do odprowadzania wody używanej w gaszeniu pożarów. Ta funkcja zmniejsza masę wody i potencjał zapadania się.
• normalnie nie ma pustych spacji.

• podłogi mogą być nasączone olejem z obecnego lub poprzedniego użytkowania maszyn.
• między kondygnacjami mogą występować niezabezpieczone otwory.,
• może wystąpić nadmierne obciążenie ogniowe zapasów, procesu produkcyjnego lub przechowywania gotowych towarów.
• zmiany mogą tworzyć Ukryte przestrzenie.
• złącza wpuszczane / czopowe zmniejszają tłuszcz drzewny i mogą być podatne na działanie ciepła.
• podobnie jak niezabezpieczone elementy metalowe, połączenia metalowe mogą ulec awarii (800-1000 º).

Odporność ogniowa

• elementy konstrukcyjne mają znaczne rozmiary i przyczyniają się do dużego obciążenia paliwem do pożaru.,
• Po tym, jak ogień minął początkowe etapy, jest bardzo trudny do opanowania i może się palić przez dłuższy czas.

potencjał zapadania się

• chociaż zbudowane są z znacznie dużych kawałków drewna i nie są podatne na zawalenie się, pod długotrwałym atakiem ognia, budynki te ulegną awarii.
• połączenia Wspólne mogą być podatne na zagrożenia, w zależności od typu punktu połączenia.

Konstrukcja szkieletowa drewniana (typ V)

Ogólna

• stosowana w budownictwie mieszkaniowym jedno i wielorodzinnym, komercyjnym, zewnętrznym itp.,
• okładziny ścian wewnętrznych mogą być z tynku lub płyty gipsowo-kartonowej.
• mogą składać się z litej tarcicy wymiarowej (Legacy-pozwala na dłuższy czas spalania i lepszą integralność strukturalną w warunkach pożaru).
• może składać się z lekkich komponentów drewnianych i laminowanych (sprzyja szybkiemu rozprzestrzenianiu się ognia i zmniejszonej stabilności konstrukcji) stosowanych w kratownicach sufitowych i podłogowych oraz innych kompozytowych elementach konstrukcyjnych.
• Platforma, balon, kłódka, słupek i belka oraz deska i belka to wszystkie formy konstrukcji szkieletowej z drewna.,

• Konstrukcja platformy zapewnia pewne bariery dla pionowego przedłużania ognia.
• budynki z bali, słupów i belek oraz z desek i belek mają znacznie większe elementy konstrukcyjne.

• Drewno spłonie.
• starsze budynki mogą mieć suchą zgniliznę, uszkodzenia spowodowane wodą lub uszkodzenia od owadów borujących Drewno.
• puste przestrzenie są powszechne, a w ramce balonowej mogą być rozległe.
• remonty są powszechne w starszych obiektach.
• pionowe pustki zaczynają się w piwnicach i mogą prowadzić do znacznego pionowego rozprzestrzeniania się ognia na poddasze.,
• dzisiejsza Tarcica inżynierska jest słabsza niż stare drewno, które miało znacznie mocniejsze pierścienie wzrostu.
• dzisiejsza Tarcica wymiarowa jest często mniejsza w porównaniu do jej starszego odpowiednika. Wtedy, 2×4 był w rzeczywistości dwa cale na cztery cale. Część dzisiejszych tarcicy jest strugana do nieco mniejszych wymiarów.
• lekkie drewniane elementy konstrukcyjne i techniki na nowo zdefiniowały drewnianą konstrukcję szkieletową, dzięki czemu nowoczesne konstrukcje drewniane są bardziej podatne na szybkie rozprzestrzenianie się pożaru i wczesne zapadanie się oraz zagrożenie dla strażaków.,

Odporność ogniowa

• tynki lub płyty gipsowo-kartonowe mogą zapewnić pewną ochronę elementów konstrukcyjnych.
• odsłonięte drewniane elementy i użycie plastiku / winylu przyczyni się do pożaru.

potencjał zwarcia

• konstrukcje ramowe stanowią problem zwarcia, ponieważ tracą swoją nośność podczas spalania.
• rodzaj konstrukcji szkieletowej określi potencjał zwarcia, lekka bardziej podatna na uszkodzenia niż tradycyjna konstrukcja.
• domki z bali są pokaźne i zazwyczaj wytrzymują tylko zawalenie się dachu.,
• inne konstrukcje ramowe są podatne na lokalne i ogólne zapadanie się.

Poniższy wykres porównawczy pochodzi z książki Vincenta Dunna „Strategia przeciwpożarowa”i pokazuje związek między każdym rodzajem konstrukcji budynku a jego potencjałem rozprzestrzeniania się i zawalenia.

*

pomimo różnych typów konstrukcji, wszystkie konstrukcje palą się w wyniku ich zawartości (dziś głównie syntetyków), a w przypadku niektórych dzisiejszych konstrukcji-ich elementów konstrukcyjnych i estetycznych., Każdy typ konstrukcji jest wyjątkowy, a strażacy muszą mieć dobrą wiedzę praktyczną na temat konstrukcji budynku, użytych materiałów i połączeń, jak dym i ogień rozprzestrzeni się wewnątrz i na zewnątrz konstrukcji, jak ogień wpływa na materiały i połączenia, co może się nie udać, jak może się nie udać i co się dzieje, gdy się nie powiedzie.

Theodore Lee Jarboe powiedział: „nie ma większego wpływu na zmiany w straży pożarnej niż śmierć strażaka.,”Ponieważ od tego zależy Twoje życie, staraj się unikać lekcji wyciągniętych z własnej tragedii, będąc na bieżąco z nowymi technologiami i zmianami w branży budowlanej.

Frances L. Brannigan, Glenn Corbett, Brannigan ' s Building Construction for the Fire Service, Fifth Edition

Gordon Graham, Organizational and Operational Risk Management, www.gordongraham.com, www.firefighterclosecalls.com, www.firefighternearmiss.com, www.Lexipol.com, oraz [email protected]

James P., Smith, Strategic and Tactical Considerations on the Fireground, Fourth Edition

Vincent Dunn, Strategy of FireGround

NIST – https://www.nist.gov/

ul – https://www.ul.com/

NICK J. SALAMEH jest 36-letni weteran straży pożarnej. Był kapitanem Straży Pożarnej i ratownictwa medycznego, a wcześniej kierownikiem programu szkoleniowego dla Straży Pożarnej w Arlington County( VA), gdzie służył 31 lat. Był przewodniczącym Komitetu szkolenia Straży Pożarnej w Północnej Wirginii. Nick jest współpracownikiem magazynu Fire Engineering www.,fireengineering.com i przestań wierzyć Zacznij wiedzieć (SBSK).

---