Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Czynne i bierne zabezpieczenia ogniochronne konstrukcji stalowych

Active and passive fire protection measures in steel constructions
Przykład budynku z zewnętrzną stalową konstrukcją nośną niezabezpieczoną przeciwogniowo | Active and passive fire protection measures in steel constructions
Przykład budynku z zewnętrzną stalową konstrukcją nośną niezabezpieczoną przeciwogniowo | Active and passive fire protection measures in steel constructions
www.arcelormittal.com

Bezpieczeństwo pożarowe obiektów o stalowej konstrukcji nośnej zwiększa się dzięki działaniom prewencyjnym. Ponadto można je poprawić przez zastosowanie środków ochrony czynnej (urządzeń monitorujących i alarmowych oraz instalacji gaśniczych) oraz środków ochrony biernej (odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych), które zmniejszają skutki oddziaływania termicznego występującego w trakcie pożaru lub/i ograniczają jego rozpowszechnianie oraz zasięg.

Ciąg dalszy artykułu...

Metoda temperatury krytycznej

Podstawą oceny bezpieczeństwa pożarowego metodą temperatury krytycznej jest wyznaczenie temperatury θa,t elementu stalowego po upływie wymaganego okresu ognioodporności tfi,d,req i porównanie jej z temperaturą krytyczną θa,cr, przy której wystąpiłoby wyczerpanie nośności, tj. sprawdzenie warunku:

θa,t ≤ θa,cr (4)

Ten model obliczeniowy oceny bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji można stosować tylko wtedy, gdy nie trzeba uwzględniać kryteriów stateczności ani warunków odkształcenia elementu stalowego.

Temperatura krytyczna stalowego elementu konstrukcyjnego θcr (przy danym poziomie jego obciążenia i równomiernym rozkładzie oddziaływania temperatury) to temperatura, przy której następuje ujawnienie się stanu granicznego. Oblicza się ją ze wzoru:

w którym wskaźnik wykorzystania nośności m0 określa się wzorem:

gdzie:

Efi,d – efekt oddziaływań na konstrukcję wyznaczony zgodnie z regułami wyjątkowej, obliczeniowej sytuacji pożarowej według normy PN-EN 1991-1-2:2007 [4],

Rfi,d,0 – nośność obliczeniowa elementu stalowego w obliczeniowej sytuacji pożarowej w czasie t = 0.

Temperatura krytyczna elementów stalowych θa,cr wynosi na ogół 500–800°C. Wzór (5), określający temperaturę krytyczną θa,cr, można stosować w odniesieniu do elementów o przekrojach klasy 1, 2 lub 3. W przypadku kształtowników o przekrojach klasy 4 należy stosować zachowawczą temperaturę krytyczną θa,cr = 350°C.

Sposoby zabezpieczenia ogniochronnego konstrukcji stalowych

Aby umożliwić ewakuację z budynku objętego pożarem, ograniczyć skutki działania ognia na wyposażenie obiektu i zmniejszyć zakres zniszczenia konstrukcji, stosuje się izolacje ogniochronne elementów konstrukcyjnych lub chłodzenie spryskiwaczami automatycznymi.

Montuje się także instalację wykrywaczy pożaru (czujniki i alarmy, które umożliwiają wykrycie ognia lub dymu i stłumienie pożaru w najwcześniejszej fazie zapłonu), ekrany oraz klapy dymowe (Czytaj więcej na ten temat). Metody ochrony przeciwpożarowej dzielą się na systemy czynne i bierne.

Izolacje ogniochronne mogą działać w różny sposób: mieć niską wartość współczynnika przenikania ciepła, dużą wilgotność, ­zmieniać swoje rozmiary pod wpływem wzrostu temperatury (co wpływa korzystnie na zmianę wskaźnika masywności przekroju, np. pęcznienie powłoki) czy mieć dużą pojemność cieplną.

Jest wiele rodzajów powłok (otulin) ogniochronnych różniących się efektywnością czy sposobem zamocowania na elemencie. Za każdym razem jednak zadaniem izolacji ogniochronnej jest minimalizacja przyrostu temperatury chronionego elementu stalowego. Bardzo ważnymi parametrami powłok ogniochronnych są: współczynnik przejmowania ciepła, ciepło właściwe i przewodzenie ciepła. Dzięki nim stal nabiera cech odporności ogniowej i może być bezpiecznie stosowana jako materiał konstrukcyjny w budownictwie.

Metody czynne

Zastosowanie urządzeń dynamicznej ochrony przeciwpożarowej (czujników, alarmów, klap dymowych, instalacji tryskaczowych) lub gaszenie zarzewia pożaru przez ludzi (gaśnicami) nosi nazwę czynnych metod ochrony przeciwpożarowej. Ich głównym zadaniem jest ograniczenie rozprzestrzeniania się ognia, tak by możliwa była jak najszybsza ewakuacja oraz interwencja służb ratowniczych.

Urządzenia służące do wykrywania pożaru różnią się technologią (statyczne, oparte na pomiarze prędkości przepływu płynów lub różnicowe), rodzajem wykrywanego zjawiska (dym, płomienie, wysoka temperatura) oraz zakresem działania (ograniczone lub liniowe). Stosowane są systemy niezależnego wykrywania pożaru i aktywowania systemów zabezpieczających.

Po wykryciu pożaru (lokalnego) zostaje aktywowane jedno automatyczne zabezpieczenie (lub większa ich liczba) w celu włączenia urządzeń zabezpieczających – drzwi pożarowych, klap dymowych itp. W ramach strategii przeciwpożarowej budynku montuje się m.in. określoną liczbę czujników, które umożliwiają wykrycie ciepła, dymu i płomieni. Systemy alarmów przeciwpożarowych ostrzegają osoby przebywające w budynku o konieczności ewakuacji.

Stosowane są także instalacje tryskaczowe, które umożliwiają stłumienie niewielkiego pożaru bezpośrednio po jego wybuchu i w krótkim czasie od tego momentu. Tryskacz (fot. 1–3) wyposażony jest zazwyczaj w niewielką bańkę (fot. 1), która zamyka dyszę wodną.

W razie wybuchu pożaru rozgrzana ciecz zwiększa swoją objętość i rozrywa bańkę (fot. 2), w wyniku czego zostaje uruchomiona głowica tryskaczowa – dysza wodna (fot. 3). Instalacja tryskaczowa zwiększa bezpieczeństwo konstrukcji i możliwość ochrony mienia znajdującego się w budynku.

Chłodzenie polega na ograniczeniu efektu działania wysokiej temperatury pożaru wskutek spryskiwania wodą stalowej konstrukcji nośnej. Rozwiązanie to wymaga odpowiednich rurowych instalacji wodnych oraz pomp, dlatego jest rzadko stosowane.

Powszechnie stosowane (m.in. w obiektach magazynowych) są układy gaśnicze, które wytwarzają warstwę piany, zmniejszającą dostęp tlenu i/lub ochładzającą pomieszczenie. Automatyczne wodne systemy gaśnicze (m.in. tryskaczowe) umożliwiają wykrycie pożaru dzięki czujnikom temperatury zamontowanym w głowicach tryskaczowych. Gaśnice gazowe, wykorzystujące m.in. CO2 czy FM200, obniżają zawartość tlenu w obszarze występowania pożaru. Technologia ta jest często wykorzystywana w pomieszczeniach z komputerami i tzw. czystych, np. w laboratoriach i szpitalach.

Innymi urządzeniami dynamicznej ochrony przeciwogniowej są klapy dymowe, które samoczynnie, grawitacyjnie oddymiają obiekt. Ich podstawową funkcją jest odprowadzanie dymu, gazów pożarowych i energii cieplnej z zamkniętych pomieszczeń (hal produkcyjnych, hal magazynowych, budynków użyteczności publicznej itp.) na zewnątrz obiektu. Systemy te umożliwiają usunięcie dymu oraz ciepła ze strefy objętej pożarem.

Utrzymują warstwę o niewielkim zadymieniu, ułatwiają ewakuację i akcję gaśniczą, obniżają temperaturę warstwy dymu (a dzięki temu oddziaływania termiczne na dach i konstrukcję nośną budynku), a tym samym utrudniają rozprzestrzenianie się pożaru, czego wymiernym skutkiem są mniejsze straty materialne.

Metody bierne

Aby spowolnić tempo nagrzewania się stalowej konstrukcji nośnej obiektu, a tym samym zapewnić wymaganą ognioodporność, stosuje się bierną ochronę przeciwpożarową. Izolowanie ognioochronne elementów stalowej konstrukcji nośnej polega na oddzieleniu jej od stref narażonych na pożar lub/i na zabezpieczeniu pojedynczych elementów.

Do tej grupy należy zaliczyć m.in. zabezpieczenia powierzchniowe (grupowe) pionowe (np. ściany oddzielające – rys. 20–23) lub poziome (np. sufity podwieszane – rys. 24) oraz usytuowanie elementów nośnych poza obrysem budynku (fot. 4).

W wypadku umieszczenia głównych elementów konstrukcji nośnej budynku (słupów, belek, stężenia) poza zewnętrzną przegrodą budynku można uniknąć konieczności zapewnienia ochrony przeciwpożarowej, ponieważ wymagania ognioochronności zewnętrznej stalowej konstrukcji nośnej są dużo mniejsze niż w wypadku wewnętrznego ustroju nośnego. Zewnętrzna konstrukcja jest wówczas narażona wyłącznie na działanie płomieni wydostających się z otworów oraz płonących elementów budynku, a jej temperatura jest niższa niż temperatura elementów wewnątrz strefy pożarowej, m.in. dzięki działaniu powietrza otoczenia.

Czytaj też: Zasady oceny odporności ogniowej dachów o konstrukcji drewnianej

W grupie biernych środków ogniochronnych konstrukcji stalowych można również wyróżnić:

  • izolacje pasywne termicznie (masy natryskowe lub okładziny płytowe, a także zabezpieczenia hybrydowe polegające na połączeniu okładzin płytowych i mas natryskowych),
  • izolacje aktywne termicznie (powłoki pęczniejące i powłoki absorpcyjne).

Pasywne termicznie (niereaktywne) izolacje ogniochronne w warunkach pożaru nie zmieniają swoich właściwości. Do ­najpopularniejszych izolacji niereaktywnych należą powłoki natryskowe i płyty. Natomiast reaktywne termicznie materiały zabezpieczające zmieniają właściwości podczas pożaru wskutek wysokiej temperatury. Najbardziej znanym przykładem tego typu zabezpieczeń są pęczniejące powłoki przeciwogniowe.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 3/2013

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »



Odkryj nowy wymiar bezpieczeństwa dla Twojego domu »

Żaluzje ceramiczne, szklane, wentylowane. Co wybrać?

Każdemu z nas zależy na zapewnieniu odpowiedniego bezpieczeństwa swoim bliskim i miejscu, które jest dla nas najważniejsze. Wybór...
czytaj dalej »

Które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? Jak ochronić wnętrze przed słońcem, hałasem lub zimnem? czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Izolacja natryskowa - co warto wiedzieć?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Produkty polimocznikowe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »

Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Sprawdzony sposób na przyspieszenie ocieplenia »

W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i izolacja pod płytą fundamentową... czytaj dalej » Jakiego produktu użyć, by aplikacja była łatwa, efektywność większa, a tempo pracy ekspresowe? czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji podłóg, dachów i fasad?


Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na ZOBACZ »


Najlepszy produkt na tynku termoizolacji? Sprawdź »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

Obniżona wartość λ pozwala zmniejszyć straty energetyczne oraz wydatki na eksploatacje budynków.
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
7/8/2019

Aktualny numer:

Izolacje 7/8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wtórne hydroizolacje poziome
  • - Mocowanie elewacji wentylowanych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.