A vasbeton és acél teherhordó szerkezetek járulékos laboratóriumi tűzállósági vizsgálatainak bemutatása

A vasbeton és acél teherhordó szerkezetek járulékos laboratóriumi tűzállósági vizsgálatainak bemutatása Kompozit szerkezetek és acélszerkezetek tűzvédelme szimpózium, 2012.XI.16. Dr. Hajpál Mónika kutató mérnök ÉMI Nonprofit Kft. Tűzvédelmi Divízió

Minősítés általános viszonylatban •

• •

• •

• •

a 3/2003. (I. 25.) BM – GKM – KvVM együttes rendelet, az építési termékek műszaki követelményeinek, megfelelőség igazolásának, valamint forgalomba hozatalának és felhasználásának részletes szabályairól Az építési – ezen belül a tűzvédelmi célú - termékek alkalmazása Forgalomba hozni, továbbforgalmazni vagy beépíteni csak megfelelőségigazolással rendelkező, építési és tűzvédelmi célra alkalmas építési terméket szabad (többségében 1-es módozat) Építési terméket építménybe betervezni akkor szabad, ha arra jóváhagyott műszaki specifikáció van. Megfelelőség igazolás A műszaki specifikáció fajtái: • Harmonizált termékszabvány Megfelelőségi tanúsítvány • Európai Műszaki Engedély (ETA) műszaki specifikáció • Építőipari Műszaki Engedély (ÉME) ETAG 018, -2 és -4 lap vizsgálatok ETAG 025 2012.11.16. Kompozit szerkezetek és acélszerkezetek tűzvédelme szimpózium

2

Minősítés módjai tűzállósági és tűzvédelmi viszonylatban Laboratóriumi tűzállósági vizsgálat

Eurocode méretezés

2012.11.16. Kompozit szerkezetek és acélszerkezetek tűzvédelme szimpózium

3

Természetes tüzek hatása Tűzhatás modellezése EN 1363-1, EN 1363-2 és EN 1991-1-2 szerint •

•

Névleges hőmérséklet-idő görbék • Szabványos tűzhatás-görbe • Szénhidrogén tűzhatás-görbe • Módosított szénhidrogén tűzhatás-görbe • Alagúttűz görbe • Külső tűzhatás-görbe • Lappangó tűzhatás-görbe Természetes tűzmodellek • Egyszerűsített tűzmodell • Lokalizált tűz (Heskestadt, Hasemi) • Teljesen kifejlett (parametrikus tűz) • Fejlett tűzmodellek • Egyzónás modell • Kétzónás modell • CFD modell

1.

2. 3.

http://www.isover.hu

4.

5.

1. 2. 3. 4. 5.

Kezdődő tűz Szabadon égés Belobbanás Kifejlett tűz Lehűlés

http://www.hsz.bme.hu


4

Névleges hőmérséklet-idő tűz-görbék •

Cellulóz tűzhatás-görbe

•

Alagúttűz görbe (RWS)

•

Külső tűzhatás-görbe

•

Szénhidrogén tűzhatás-görbe

•

(Módosított szénhidrogén tűzhatás-görbe)

•

Lappangó tűzhatás-görbe

•

(Parametrikus tűzhatás-görbe)


5

Cellulóz tűzhatás-görbe Szabványos tűzállósági vizsgálatoknál, nemzeti szabványokban definiáltak •

ISO 834

•

BS 476-20

•

DIN 4102-1

•

AS 1530

•

BS 7436

•

MSZ 14800-1

T = 345 log10(8t + 1) + 20

EN 1363-1

http://www.promat-tunnel.com

Nem veszi figyelembe a belobbanás előtti szakaszt, utána a logaritmikus függvény szigorúan monoton növekvő, tehát nincs lehűlési szakasz. Az adott időhöz tartozó hőmérséklet érték az egész helyiségre vonatkozik, a mérettől és szellőzöttségtől függetlenül. http://www.international-pc.com


6

Szénhidrogén (hidrokarbon) tűzhatás-görbe A petrolkémiai és tengeri (off-shore) olajüzemeknél az éghető folyadék (medence) tüze esetén nagyon intenzív tűzhatás veszélye áll fenn. Az ilyen tüzeket magasabb hőmérséklet és gyors növekedési sebesség jellemzi. Mind a görbe lefutása, mind a maximális értéke eltér az általános gyakorlatban alkalmazott ISO tűztől. A szénhidrogének gyorsabb belobbanása meredekebb emelkedést, míg nagyobb hőfejlesztésük nagyobb kitéti hőmérsékletet eredményez.

T = 20 + 1080 (1-0,325 e-0,167t-0,675 e-2,5t)

http://www.international-pc.com


7

Módosított szénhidrogén (hidrokarbon) tűzhatás-görbe Az előbbi szénhidrogéntűzzel analóg, a francia előírásokban szereplő tűzhatásgörbe, mely a maximális hőmérsékletet 1300°C-ban határozza meg a fenti 1100°Ckal szemben. Szintén a petrolkémiai iparból került át a mérnöki gyakorlatba.

T = 20 + 1280 (1-0,325 e-0,167t-0,675 e-2,5t)

http://donnabarstow.com

http://www.sintef.no


8

Tűz-görbék alagutaknál és földalatti létesítményeknél • • • • • •

A tűzvédelemmel foglalkozó intézetek ill. a tűzvédelmi termékeket gyártó cégek HCM, módosított hidrokarbon, Fro. laboratóriumi körülmények között és használaton kívüli alagutakban végzett HC, hidrokarbon az EC1 szerint tesztjei alapján alakultak ki. A német görbe RABT-ZTV (vonat), Németo. jól használható tervezéshez és kísérleti moRABT-ZTV (autó), Németo. dellekhez lineáris jellege miatt. A holland görbe az alagúttüzek felső korlátját ISO 834, cellulóz, épületek szemlélteti. RWS, Hollandia

http://news.bbc.co.uk


9

Külső tűzhatás-görbe Külső elválasztó falak esetében alkalmazzuk, ha átterjedhet a tűz a homlokzat különböző részeiről, pl. az épület kerületén lévő falak ki vannak téve az ablakokból kijövő lángok külső tűzhatásának. Ez kevésbé súlyos, mint ha az elem vagy szerkezet egy zárt téri tűznek van kitéve. A biztonság érdekében meg kell előzni a tűz visszalépését az épületbe. A hődisszipáció következtében külső tűz esetén, természetéből eredően, alacsonyabb szintű a hőnek való kitettség. • „egyensúly a környezettel” • függönyfalak vizsgálata T = 660 (1-0,687 e-0,32t-0,313 e-3,8t) +20

EN 1364-3, EN 1364-4 o → i külső tűz i → o szabványos tűz


10

Lappangó tűzhatás-görbe • Más néven parázsló tűz, slow heating vagy smouldering fire. Különösen fontos a hőre habosodó, tűzállóságot fokozó anyagok esetén, mert ezek tűzállósága szabványos tűzhatás-görbe használatánál lényegesen kisebb érték lehet. • Az MSZ EN 13501-2 szerint kötelező az osztályba sorolásnál feltűntetni a kiegészítő teljesítményjellemzőket, ha a tűzhatás az ISO 834-től eltérő!!! pl. EI 30-IncSlow lappangó tűzhatás esetén, EI 60-ef külső tűzhatás esetén 0 < t ≤ 21 esetén T = 154 t0,25 +20 és t > 21 esetén T = 345 log10(8(t - 20) + 1)

http://szofejto.blog.hu


11

EN 13381-es szabványsorozat. Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. MSZ ENV 13381 (elő)szabványok: •

MSZ ENV 13381-1:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 1. rész: Vízszintes tűzvédő membránok

•

MSZ ENV 13381-2:2003 ... 2. rész: Függőleges tűzvédő membránok

•

MSZ ENV 13381-3:2003 ... 3. rész: Járulékos tűzvédelem betonszerkezetekhez

•

MSZ ENV 13381-4:2003 ... 4. rész: Járulékos tűzvédelem acélszerkezetekhez

•

MSZ ENV 13381-5:2003 ... 5. rész: Járulékos tűzvédelem beton és acél profillemez együttdolgozó szerkezetekhez

•

MSZ ENV 13381-6:2003 ... 6. rész: Járulékos tűzvédelem kibetonozott üreges acélpillérekhez

•

MSZ ENV 13381-7:2003 ... 7. rész: Járulékos tűzvédelem faszerkezetekhez

•

MSZ EN 13381-8:20011 ... 8. rész: Acélszerkezetek járulékos reaktív védelme


12

prEN 13381-3:2012 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 3. rész: Járulékos tűzvédelem betonszerkezetekhez Beton, vasbeton szerkezeti elemeknél alkalmazott tűzvédő rendszerek (szórt, bevonat, burkolat, réssel vagy anélkül) tűzállósági vizsgálata • Födém, fal, gerenda, oszlop • Általában beton 25/30 – 30/37 LC/C/HC, de lehet 20/25 – 50/60 is, szilikát adalékanyag Dmax=20mm, portlandcement, acél B500 • Tűzvédő rendszerek (szórt, bevonat, burkolat), több rétegben • Tűzvédő rendszerek vizsgálata, összefüggő, felrögzített marad-e, hőmérsékleteloszlás a védett betonszerkezetben • Szabványos ISO 834 tűzhatás-görbe szerint • Speciális esetben a lappangó tűzhatás-görbe szerint • Nagyszilárdságú beton „spalling” vizsgálata • Közvetlen bemenő adatok a betonszerkezetek tűzállóságának számításához • Nem alkalmazható üreges betonszerkezetekre 2012.11.16. Kompozit szerkezetek és acélszerkezetek tűzvédelme szimpózium

13

prEN 13381-3:2012 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 3. rész: Járulékos tűzvédelem betonszerkezetekhez Vizsgálati modell: • Olyan tűzvédő rendszerek vizsgálata, melyeket csak 2 dimenziós beton elemeken (pl. fal, födém) használnak – nagy beton födémen • Olyan tűzvédő rendszerek vizsgálata, melyeket csak gerendákon vagy oszlopokon 3 és 4 oldali tűzhatásnál használnak – beton gerendán • Olyan tűzvédő rendszerek vizsgálata, melyeket mind födémeken, mind gerendákon, oszlopokon használnak • 2 vizsgálat (tűzvédő rendszer minimum és maximum vastagságban alkalmazva) • Egyvastagságú, egyrétegű tűzvédő rendszernél szerkezettípusonként 1 vizsgálat • Folytatni a vizsgálatot, míg a beton hőmérséklete 700°C, egyedi maximum 750°C vagy 6 óra időtartam • Vizsgálatok a vízszintes szerkezetvizsgáló kemencében • Kisméretű födém – kiegészítő vizsgálatként (lappangó tűz, spalling, betonvtg.) 2012.11.16. Kompozit szerkezetek és acélszerkezetek tűzvédelme szimpózium

14

prEN 13381-3:2012 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 3. rész: Járulékos tűzvédelem betonszerkezetekhez Födém vizsgálata


15

prEN 13381-3:2012 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 3. rész: Járulékos tűzvédelem betonszerkezetekhez Gerenda vizsgálata


16

prEN 13381-3:2012 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 3. rész: Járulékos tűzvédelem betonszerkezetekhez Egyenértékű betonvastagság

védelem nélküli födém - járulékos védelemmel ellátott födém

Értékelés


17

MSZ ENV 13381-4:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 4. rész: Járulékos tűzvédelem acélszerkezetekhez Acél szerkezeti elemeknél alkalmazott passzív tűzvédő rendszerek (szórt, burkolat) tűzállósági vizsgálata • Gerenda, oszlop • I és H szelvények közvetlenül alkalmazhatók, ugyanolyan profiltényező • Maximális lehajlás Lsup/30 • Terhelt gerendánál lehetőleg legyen egy nem terhelt referencia is egy időben • Terhelt gerenda, I, H és négyszögletes szelvény Lexp≥4000mm; terhelt oszlop Lexp≥3000mm • Referencia gerenda és oszlop L≥1000 ± 50mm • Szabványos ISO 834 tűzhatás-görbe szerint • 550°C és várható maximális acélhőmérséklet

http://lecture.civilengineeringx.com


18

MSZ ENV 13381-4:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 4. rész: Járulékos tűzvédelem acélszerkezetekhez


19

MSZ ENV 13381-5:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 5. rész: Járulékos tűzvédelem beton és acél profillemez együttdolgozó szerkezetekhez Beton és acéllemez kompozit szerkezeti elemeknél alkalmazott tűzvédő rendszerek (szórt, bevonat, burkolat) tűzállósági vizsgálata • Födém, beton 25/30 – 50/60 LC/C/HC, acél Fe E 280G - E 350G • Tűzvédő rendszerek (szórt, bevonat, burkolat), több rétegben, kompozitként • Tűzvédő rendszerek vizsgálata, összefüggő, felrögzített marad-e, hőmérsékleteloszlás a védett szerkezetben • Szabványos ISO 834 tűzhatás-görbe szerint • Speciális esetben reaktív tűzvédő anyag a lappangó tűz-görbe szerint • Közvetlen bemenő adatok a kompozit szerkezetek tűzállóságának számításához • Nagy terhelt födém modellen és kis terheletlen födém modellen (kiegészítő vizsg.) • 2 vizsgálat (tűzvédő rendszer minimum és maximum vastagságban alkalmazva) • Folytatni a vizsgálatot, míg a profillemez hőmérséklete 400°C, egyedi maximum 500°C vagy 6 óra időtartam 2012.11.16. Kompozit szerkezetek és acélszerkezetek tűzvédelme szimpózium

20

MSZ ENV 13381-5:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 5. rész: Járulékos tűzvédelem beton és acél profillemez együttdolgozó szerkezetekhez Födém vizsgálata

heq – vasbeton rétegvastagságának megfelelő érték [mm] dp – védőréteg vastagsága [mm]


21

MSZ ENV 13381-8:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 8. rész: Acélszerkezetek járulékos reaktív védelme Acél szerkezeti elemeknél (gerenda, oszlop) alkalmazott reaktív tűzvédő rendszerek (festék) tűzállósági vizsgálata • Tűzvédő rendszerek (pl. tűzvédő festék), eltérő vastagságban • Tűzvédő rendszerek vizsgálata, összefüggő-e, tapadás, hőmérséklet a védett szerkezetben • Szabványos ISO 834 tűzhatás-görbe szerint - OTSZ kizárólag csak ezt engedi • Speciális esetben reaktív tűzvédő anyag a lappangó tűzgörbe szerint (A szabványos görbéhez képest 20 perc különbség!) • Húzott elemre nem!!! EN 13381-x új szabvány


22

MSZ ENV 13381-8:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 8. rész: Acélszerkezetek járulékos reaktív védelme Vizsgálandó elemek • Terhelt gerenda, I, H és négyszögletes szelvény Lexp≥4000 mm • Referencia szelvény • Terhelt oszlop Lexp≥3000 mm • Rövid gerenda és oszlop szelvény L=1000 ± 50mm • Magas oszlop L=2000 ± 50 mm


23

MSZ ENV 13381-8:2003 Szerkezetek tűzállóságához való hozzájárulás meghatározásának vizsgálati módszerei. 8. rész: Acélszerkezetek járulékos reaktív védelme Értékelés különböző módszerekkel: 1. Grafikus értékelés 2. Differenciál analízis változó lambda mellett 3. Differenciál analízis állandó lambda mellett 4. Numerikus regresszió analízis Általában az 1. vagy a 4. módszert alkalmazzák.


24

Köszönöm a figyelmüket! Dr. Hajpál Mónika kutató mérnök www.emi.hu E-mail: [email protected] Telefon: +36-26-505 861

http://www.creativepro.com

A vasbeton és acél teherhordó szerkezetek járulékos laboratóriumi tűzállósági vizsgálatainak bemutatása

Recommend Documents