Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Projektowanie drzwi przeciwpożarowych – propozycja metody

Steel fire doors design method
Jak projektować drzwi przeciwpożarowe, aby były bezpieczne?
Jak projektować drzwi przeciwpożarowe, aby były bezpieczne?
Fot. ITB

Każde bierne zabezpieczenie przeciwpożarowe, aby zostać dopuszczone do użytku, musi zostać poddane badaniu na odporność ogniową. Polskie normy PN-EN 1363 [1] oraz PN-EN 1634 [2] określają, w jaki sposób powinno być przeprowadzone badanie drzwi, aby uzyskały wymaganą klasę odporności ogniowej. Z racji wysokich kosztów warto przed przystąpieniem do badań przeprowadzić symulację przepływu ciepła przez skrzydło drzwiowe i ograniczyć prawdopodobieństwo uzyskania negatywnych wyników badań.

Obecnie takie kalkulacje wykonuje się zgodnie z normą PN-EN 10077-1 i -2 [3]. Na jej podstawie wyznacza się współczynnik przenikania ciepła, który może być pomocny przy projektowaniu drzwi. Jednak ilość ciepła przenikająca przez drzwi w stopniu znacznym przewyższa wartości wyliczone w oparciu o normę, dlatego też powstała potrzeba zaproponowania alternatywnej metody projektowania drzwi przeciwpożarowych.

Założenia

Aby badanie było uznane za ważne, po minimalnym wymaganym czasie wartość średniej arytmetycznej temperatur zarejestrowanych przez termopary główne nie może przekroczyć 140°C powyżej wartości temperatury otoczenia oraz żadna z wartości temperatur wskazywanych przez termopary dodatkowe nie może przekroczyć 180°C ponad wartość temperatury otoczenia.

Do celów obliczeniowych skrzydło drzwiowe zostało uproszczone do płaskiej płyty wielowarstwowej. Czujniki temperatury główne przy założeniu idealnego wykonania skrzydła drzwiowego będą jedynie podlegały oddziaływaniu przenikania ciepła.

RYS. 1. Schemat usytuowania czujników temperatury na skrzydle drzwiowym i ościeżnicy; rys.: [2]
RYS. 1. Schemat usytuowania czujników temperatury na skrzydle drzwiowym i ościeżnicy; rys.: [2]

Na czujniki temperatur dodatkowych poza przenikaniem ciepła będą wpływać oddziaływania cieplne, pochodzące ze szczeliny między skrzydłem a ościeżnicą, oraz ich zmiany wynikające z rozszerzalności cieplnej całych drzwi.

Na RYS. 1 przedstawiono prawidłowe rozmieszczenie termopar na jednoskrzydłowych drzwiach przeciwpożarowych według norm [1, 2].

Zależność temperatury (th) w piecu jako funkcja czasu ogrzewania (t) została przedstawiona za pomocą wzoru (1) oraz na RYS. 2:

(1)

gdzie:

th – średnia temperatura w piecu [°C],
t – czas [min].

Przyjęte założenia były konieczne do opisu zjawiska przenoszenia ciepła, odwzorowującego rzeczywisty przebieg tego zjawiska w czasie pożaru.

RYS. 2. Wykres obrazujący zależność temperatury od czasu podgrzewania th = ƒ(t); rys.: D. Kreft
RYS. 2. Wykres obrazujący zależność temperatury od czasu podgrzewania th = ƒ(t); rys.: D. Kreft

Przenoszenie ciepła przez nieskończoną płaską płytę

Strumień ciepła wyzwalanego w czasie pożaru jest określony równaniem Pecleta (3). Ze względu na to, że temperatura pieca jest zmienna, fakt ten musi być uwzględniony w równaniu [4, 5]:

              (2)

Wobec tego korzystając z równania Pecleta, można napisać, że: (3)

            (3)

gdzie:

A – pole powierzchni skrzydła drzwiowego [m2]
tc – temperatura otoczenia [°C],
– współczynnik przenikania ciepła [W/(m2·K)]

Po podstawieniu w równaniu (3) za temperaturę w piecu (th) prawą stronę formuły (1) otrzymuje się funkcję określającą zależność strumienia przenikającego przez ściankę wielowarstwową od czasu [4]:

          (4)

Do wyznaczenia temperatury płaszcza drzwiowego po stronie nienagrzewanej niezbędna jest wielkość stanowiąca stosunek oporu cieplnego materiału oraz spalin wewnątrz pieca do sumy wszystkich oporów cieplnych, podczas przenikania ciepła, wraz z oporem powietrza będącego na zewnątrz pieca (5). Jest to podobny wzór do zawartego w normie ISO 10077-1:20 [3] z tą różnicą, że nie jest uwzględniane przenikanie ciepła przez ościeżnicę, dlatego ponieważ powyższa norma określa współczynnik przenikania ciepła w warunkach normalnego użytkowania drzwi, nie zaś w trakcie pożaru. Ponadto w badaniu ogniowym przedmiotem zainteresowania jest temperatura w miejscach zainstalowania termopar, nie zaś całkowita średnia temperatura skrzydła drzwiowego i ościeżnicy [5].

  (5)

RYS. 3. Przekrój drzwi przeciwpożarowych. Oznaczenia: 1 – wełna mineralna, 2 – płyta gipsowo-kartonowa, 3 – warstwa kleju; rys.: [7]
RYS. 3. Przekrój drzwi przeciwpożarowych. Oznaczenia: 1 – wełna mineralna, 2 – płyta gipsowo-kartonowa, 3 – warstwa kleju; rys.: [7]

Równanie (5) może zostać użyte do obliczenia wartości temperatur wyznaczonych przez termopary główne. Obliczona wartość temperatur będzie zbliżona do warunków panujących w rzeczywistości. Należy również przyjąć poprawkę na niedoskonałość próbki i niedoskonałość badania, np. nierównomierną ilość kleju, uszkodzenie wełny mineralnej wewnątrz skrzydła drzwiowego, wpływ ciepła przewodzonego przez kasetę zamka, wpływ spalin wydostających się spod progu drzwiowego i omywającego drzwi od strony nienagrzewanej, nieprawidłowe przyklejenie termopar, wartość gradientu temperatury pieca odbiegającego od przyjętej normy itp.

Przedstawiona metoda obliczania strumienia ciepła przenikającego przez przegrodę umożliwia obliczenie wartości temperatury termopary w zależności od rodzaju wypełnienia przegrody ogniowej.

Na RYS. 3 przedstawiono przykładowy przekrój drzwi z trzema warstwami wełny mineralnej (A), jedną warstwą płyty gipsowo-kartonowej (B) oraz warstwami kleju pomiędzy każdym z materiałów (C) [6]. W przypadku płaskiej płyty warstwowej kolejność warstw z punktu widzenia przewodzenia ciepła nie ma znaczenia [4].

Czytaj też: Badania w zakresie odporności ogniowej elementów drewnianych >>>

O czym przeczytasz w artykule?Abstrakt

Założenia projektowe

Przenoszenie ciepła przez nieskończoną płaską płytę

Badania statystyczne i wnioski

W artykule opisano propozycję projektowania jednoskrzydłowych drzwi przeciwpożarowych w oparciu o normy PN-EN 1363 oraz PN-EN 1634. Wykorzystano podstawowe równania przenikania ciepła, wynikające z prawa Pecleta, dotyczącego tego rodzaju przenoszenia ciepła. Zaprezentowano wyniki badań statystycznych zebranych na podstawie przeprowadzonych badań ogniowych w certyfikowanych laboratoriach.

Steel fire doors design method

The paper presents the method of design of single leaf fire resistant doors according to PN-EN 1363 and PN-EN 1634 standards. Basic heat transfer equations derived from the Peclet formula have been used. Statistical data resulting from fire resistance tests conducted by certified laboratories have been presented.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 7/8/2020

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Sprawdzone sposoby na ocieplenie budynku »


Konieczność ocieplania ścian zewnętrznych wynika nie tylko ze względów ekonomicznych – im lepiej izolowane ściany, tym... ZOBACZ »


Co warto wiedzieć o izolacji wełną celulozową?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Wełna celulozowa chroni nie tylko przed chłodem, ale dzięki... czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury... czytaj dalej »

Co warto wiedzieć o ocieplaniu wełną skalną?


Konieczności ocieplania ścian zewnętrznych wynika nie tylko ze względów ekonomicznych – im lepiej izolowane ściany, tym ZOBACZ »


Jak wytłumić podłogę? Czego użyć?

Wszystko o izolacjach technicznych »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...
czytaj dalej »


Od czego zacząć termomodernizację domu? Co zrobić, aby uzyskać dotację?

Czego użyć do naprawy balkonu lub tarasu?

Jak dzięki termomodernizacji zmniejszyć zuzycie energii na ogrzewanie domów nawet o 69%?.. czytaj dalej » Nawierzchnia drenażowa typu kamienny dywan powstaje z połączenia naturalnego kruszywa marmurowego... czytaj dalej »

Farby do wnętrz i elewacji - jakie powinny być?


W 2002 r. rynek farb fasadowych został zrewolucjonizowany przez farbę zolowo-krzemianową, która bazuje na całkowicie nowatorskiej koncepcji spoiw, dzięki czemu... ZOBACZ »


Jak oszczędzić na ogrzewaniu budynku?

Izolacja ze szkła komórkowego - co warto wiedzieć »

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd... czytaj dalej » Oprócz zastosowań przemysłowych, morskich, HVAC... czytaj dalej »

Na czym polega osuszanie budynków metodą cięcia?


Profesjonalne wykonanie usługi to 100% gwarancja na zabezpieczenie budynku przed... ZOBACZ »


Uzyskaj pomoc w finansowaniu termomodernizacji »

Kiedy i gdzie stosować płyty warstwowe?

W praktyce, przeprowadzając termomodernizację budynku dociepla się ściany zewnętrzne, wymienia się okna i drzwi, modernizuje się systemy grzewcze i wentylacyjne...czytaj dalej »

Panele wybierane są przez wielu architektów jako elementy wieńczące i tworzące... czytaj dalej »

Szukasz specjalistycznych farb i produktów?


Służymy fachowym doradztwem i pomagamy w doborze systemu malarskiego... ZOBACZ »


Termomodernizacja – co obejmuje w praktyce?

Jak budować energooszczędnie?

Termomodernizacja to szereg działań, które polegają na zmianach w strukturze budynku, a także... czytaj dalej »

Przekonaj się, jakie rozwiązania sprawdzą się w nowoczesnym, energooszczędnym budownictwie... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

mgr inż. Dominik Kreft
mgr inż. Dominik Kreft
Dominik Kreft ukończył Politechnikę Gdańską. Pracuje jako asystent na wydziale Oceanotechniki i Okrętownictwa, gdzie zajmuje się projektowaniem siłowni okrętowych. więcej »
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 »
9/2020

Aktualny numer:

Izolacje 9/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Akustyka w budownictwie mieszkaniowym
  • - Renowacja i uszczelnianie cokołów
Zobacz szczegóły
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
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

.