Эффективнейшее средство против недопустимого нагрева колонн в случае пожара — это применение полых профилей, наполненных водой. Оно основано на принципе кастрюли, наполненной водой, которая не раскаляется на огне до тех пор, пока в ней есть вода, или водяного охлаждения двигателя, в цилиндрах которого возникают высокие температуры при сжигании топлива.
Устройство
Рисунок 1. 1. Для охлаждения колонн здания в случае пожара необходимы следующие устройства: колонна а наверху соединена с запасным баком b, который трубой с соединяется с низом колонны d. При пожаре колонна и находящаяся в ней вода нагреваются, отчего в системе возникает циркуляция воды Нагретая вода поднимается по колонне, холодная вода опускается вниз по трубе с. Приток и отвод воды рассчитаны таким образом, чтобы ожидаемое при пожаре тепло можно было отвести. Образующийся пар удаляется через выпуск е. Система труб присоединена к водопроводу f так, чтобы при снижении уровня воды в баке b ниже допустимой величины из него поступала свежая вода.
Рисунок 2. 2. Применение системы водяного охлаждения для наружных колонн здания. Колонны соединены друг с другом по верхним и нижним концам. При нагреве только одной колонны циркуляция воды возникает прежде всего между этой колонной и соседними с ней; при этом в нагреваемой колонне вода поднимается, а в соседних колоннах холодная вода течет вниз и поступает в нагреваемую при пожаре колонну. При большем распространении огня вода достигает расширительного бака, охлажденная вода поступает оттуда в систему. При длительном пожаре испарение компенсируется поступлением воды из водопроводной сети или цистерны пожарной команды. Большие здания в плане разделяют на несколько циркуляционных систем. В высоких зданиях, для того чтобы давление воды не было очень большим, необходимо создать по высоте здания несколько независимых друг от друга циркуляционных систем.
Рисунок 3. 3. В здании администрации Стальной корпорации США в Питтсбурге каждые 16 этажей высотой по 4 м были объединены в одну циркуляционную систему, при этом давление в ней достигало 6,4 кгс/см2.
Колонны имеют полое поперечное сечение, которое изготовлено из труб, четырехугольных труб или сварных полых профилей. Стыки сварные, в торцовых пластинах имеются отверстия необходимого размера. Стыки колонн выполнены таким образом, чтобы было возможно обеспечить полный выпуск воды. Особых затруднений при изготовлении стальных конструкций не возникало.
Чтобы избежать коррозии внутри колонны и замерзания воды, применяют специальные добавки.
Так как подобных конструкций еще немного, то данных о стоимости их пока не имеется.
