Publikace „Hodnoty yp požární odolnosti stavebních k konstrukcí t k í podle dl Eurokódů“ E kódů“ Důvody vydání a podmínky používání v praxi Příklady zpracování tabelárních hodnot a principy jejich stanovení
Ing. Roman Zoufal, CSc.
2
Řešení požární bezpečnosti staveb podle dl ČSN 73 0810 • zatřídění stavebních výrobků a konstrukčních částí podle reakce na oheň • požární odolnost stavebních výrobků a konstrukcí • sp splnění ě konkrétních o é c po požadavků ada ů a podmínek projektového řešení (šachty a kanály, těsnění prostupů, střešní pláště, ventilační systémy, odvod kouře a tepla, hasicí zařízení) 3
Vymezení pojmů z hlediska požární odolnosti d l ti Stavební výrobek movitá věc určená k uvedení na trh se základní identifikací výroby a určením pro trvalé zabudování do staveb St Stavební b í konstrukce k t k část stavebního díla navržená a vypočtená v rámci á i projektu j k iindividuálně di id ál ě pro jjednotlivou d li konkrétní stavbu a zhotovená na základě stavebních b í h pracíí přímo ří na stavbě bě v rámci á i realizace konkrétního stavebního díla. 4
Důvod vydání y příručky p y • k 1.3.2010 dochází k zrušení ČSN 73 0821 z důvodu konfliktnosti s Eurokódy a harmonizovanými výrobkovými ČSN EN • podmínka harmonizovaných výrobkových norem stanovovat t t hodnoty h d t požární žá í odolnosti d l ti stavebních t b í h výrobků zkouškou • usnadnění práce projektantům při stanovení hodnot požární odolnosti stavebních konstrukcí výpočtem podle Eurokódů • z důvodů dů dů duplicity d li it s Eurokódy E kód neníí možné ž é vydat d t hodnoty jako ČSN a proto je volena forma příručky • příručka obsahuje i informace o skladbě, funkci a používání databáze klasifikací stavebních výrobků z hlediska požárních vlastností 5
Zpracování p p příručky y • Příručku vydává Centrum technické normalizace pro požární žá í ochranu h PAVUS PAVUS, a.s. • Příručka byla zpracována autorským kolektivem složeným z těchto odborníků: Zoufal, Zoufal Bauma, Bauma Karpaš a Kuklík. • Příručka byla podrobena oponentuře odborníků z ČVUT Fsv., ČVUT, F ř dit l t í HZS ředitelství HZS, ČKAIT ČKAIT, ttechnické h i ké normalizace a projektové praxe. • Závěr oponentního jednání doporučuje vydání příručky jako pomůcku pro projektanty a státní správu na úseku požární ochrany. Konstatuje vazbu na § 99 Zákona č.133/1985 č 133/1985 Sb., Sb o požární ochraně a čl. 4.3. ČSN 73 0810:2009 v důsledku čehož lze hodnoty v příručce považovat za průkazné a splňující podmínku jejich použití ve stavebním řízení.
6
Předmět p příručky y ((1)) • Betonové konstrukce podle ČSN EN 1992-1-2 – – – – – –
želbet sloupy nenosné stěny nosné stěny prostě ě podepřené d ř é nosníky ík spojité nosníky prostě podepřené desky s výztuží v jednom a dvou směrech – lokálně podepřené desky – prostě podepřené žebrové desky
• Ocelové konstrukce podle ČSN EN 1993-1-2 – ocelové nechráněné sloupy py a nosníky y – stupeň využití průřezu pro požární odolnost nechráněných ocelových nosníků – nezpřažené sloupy z nosných profilovaných plechů vyplněných betonem
7
Předmět p příručky y ((2)) • Spřažené ocelobetonové konstrukce podle ČSN EN 1994-1-2 – spřažené sloupy se zcela i částečně obetonovaných ocelových průřezů – spřažené sloupy y z ocelových ý dutých ý průřezů vyplněných y ý betonem – spřažené částečně obetovnované ocelové nosníky – spřažené sloupy a nosníky bez nosné funkce – spřažené stropy z nosných progilovaných plechů s betonovou deskou
• Dřevěné konstrukce p podle ČSN EN 1995-1-2 – – – – –
nosníky a sloupy z jehličnatých dřevin a buku nosníky a sloupy z listnatých dřevin mimo buku nosníky a sloupy z lepeného lamelového dřeva nosníky jsou vystavené požáru ze tří i čtyř stran sloupy jsou vystavené požáru ze čtyř stran a hodnoty jsou zpracované pro délky 2,6m, 2,8m, 3,0m, 3,2m, 3,4m, 6,0m 8
Předmět p příručky y ((3)) • Zděné konstrukce podle ČSN EN 1996-1-2 – zdivo z pálených zdicích prvků – zdivo z vápenopískových zdících prvků – zdivo z betonových tvárnic s hutným nebo pórovitým ó itý kkamenivem i – zdivo z porobetonových tvárnic
• v každé skupině zdících prvků jsou zpracovány tyto tabulky a to jak pro zdivo bez omítky i s omítkou – – – – –
požárně dělicí nenosné (EI) požárně dělicí nosné (REI) požárně nedělicí nosné délky ≥ 1 1,0m 0m (R) požárně nedělicí nosné délky ≤ 1,0m (sloupy) (R) požárně dělicí nosné a nenosné pro kriterium REI-M, EI-M
9
Obecné poznámky p y • V květnu 2007 byla vydána ČSN 73 0821 ed.2 ; tato norma není rušena, p poněvadž předmět p této normyy není konfliktní s EN (neuvádí hodnoty pro stavební konstrukce a uváděné stavební výrobky nejsou předmětem harmonizovaných EN). Tato norma obsahuje navíc příklady říkl d a d detaily t il spojování j á í a napojování j á í stěn, tě stropů t ůa podhledů, příklady řešení spár, drážek a zárubní a příklady zajištění prostupů. Tyto příklady jsou obecně použitelné při zajištění požární odolnosti • hodnoty v tabulkách jsou konzervativní, tj. na straně bezpečnosti, a pro přesnější výsledky je možné stanovovat hodnoty požární odolnosti přímo výpočtem podle Eurokódů nebo zkouškou podle příslušných ČSN EN. • V tabulkách nelze interpolovat interpolovat, ale je možné použít dimenzi stanovenou pro vyšší požární odolnost. 10
Obecné poznámky p y • Předpokladem použití hodnot požární odolnosti jjednotlivých ý konstrukcí p podle této p příručkyy je j skutečnost, že posuzovaná konstrukce je navržena na účinky zatížení při běžné teplotě okolí podle příslušného Eurokódu pro pozemní stavby. • V příručce (s ohledem na to, že je určena k přímému vyhledávání hodnot) nejsou uváděny zásady a postupy výpočtů podle Eurokódů a pro konkrétní informace se odkazuje dk j na publikaci blik i F F. Wald W ld a kol. k l Vý Výpočet č t požární žá í odolnosti stavebních konstrukcí. • Snadnou dostupnost požárních klasifikací stavebních výrobků ý bků neníí třeba tř b ttouto t příručkou ří čk řřešit, šit poněvadž ě dž jednotliví výrobci uvádějí certifikované výrobky ve svých katalozích. Mimo to PAVUS, a.s., jako akreditovaná požární laboratoř laboratoř, vede databázi vydaných klasifikací klasifikací, v níž se lze jednoduše orientovat, a to jak podle druhu výrobku, průkazných hodnot požárních vlastností, době platnosti tak i údajích o příslušném výrobci platnosti, výrobci. 11
Zatížení konstrukcí vystavených úči ků požáru účinkům žá ČSN EN 1991 1991-1-2 12 Účinek zatížení p pro p požární situaci: Efi,d = ηfi * Ed ηfi - redukční součinitel úrovně zatížení při požáru: pro beton: 0,70 , -p - pro ocel: 0,65 (0,70) - pro ocelobeton: 0,65 0 65 (0 (0,70) 70) - pro dřevo: 0,60 (0,70) Ed - návrhová hodnota únosnosti prvku při normální teplotě stanovená podle EN 1992 až EN 1999 12
Betonové konstrukce – ČSN EN 1992 1992-1-1, 1 1 ČSN EN 1992 1992-1-2 12 Platnost tabulek uvedených v ČSN EN 1992-1-2: 1 Obyčejný beton objemové hmotnosti 2000 – 2600 1. kg/m3 s křemičitým kamenivem. 2. Při p použití vápencového p nebo lehkého kameniva,, lze u – nosníků – desek zmenšit nejmenší rozměr průřezu o 10%!
3. Zjednodušení j kritických ý teplot p ocelové výztuže: ý – – –
u nepředpínaných prutů: Θa,cr = 500°C u předpínacích prutů: Θa,cr = 400°C u předpínacích drátů a lan: Θa,cr = 350 350°C C
4. Příklad –
Požární odolnost p prostě p podepřených p ý desek ze železobetonu a předpjatého betonu s výztuží v jednom a ve dvou směrech
13
POZNÁMKA Á Ly a Lx jsou rozpětí desky s výztuží ve dvou vzájemně kolmých směrech, kde Ly je větší rozpětí. Osová vzdálenost a se vztahuje pro spodní vrstvy výztuže od spodního povrchu povrchu. Hodnoty pro desky s výztuží ve dvou směrech (křížem vyztužené desky) platí za předpokladu podepření desek po celém obvodě. V ostatních případech se doporučuje použít hodnot pro desky s výztuží v jednom předpínací p výztuže ý se zvýší ý osová vzdálenost a od p povrchu o: směru. U p • 10 mm pro předpínací pruty; 14 • 5 mm pro předpínací dráty a lana.
Ocelové konstrukce ČSN EN 1993-1-1, 1993 1 1, ČSN EN 1993-1-2 1993 1 2 Požární odolnost ocelových konstrukcí závisí na: – kritické teplotě Θa,cr (°C) – součiniteli či it li průřezu ůř Am/V (m ( -11) kde:
1 1. 2.
Výpočty podle Eurokódů Kritická teplota oceli Θa,cr v závislosti na stupni využití μ0 při požární odolnosti R15 a R30 pro součinitel průřezu Am/V 60 až 190 je součástí příručky
Zjednodušení j p podle ČSN 73 0810 Kritická teplota oceli Θa,cr v závislosti na druhu konstrukce podle článku 5.1.3: a) b) c)
3.
Am je plocha prvku na jednotku délky V je objem prvku na jednotku délky
500°C – sloupy, nosníky... 560°C – prvky zavětrování, střešní nosníky, vaznice.. 620°C – prvky obvodových plášťů
Příklad –
Požární odolnost nechráněných sloupů a nosníků • • •
v závislosti na stupni využití μ0 v závislosti na součiniteli průřezu Am/V pro tři základní hodnoty kritické teploty podle ČSN 73 0810 (bez dalšího průkazu μ0) a d lší tři d další doplňující lň jí í hodnoty h d t 15
16
Spřažené ocelobetonové konstrukce – ČSN EN 1994-1-1, 1994 1 1 ČSN EN 1994-1-2 1994 1 2 Platnost tabulek uvedených ý v ČSN EN 1994-1-2 1. Obyčejný beton objemové hmotnosti 2000 – 2300 kg/m3 s křemičitým kamenivem 2 Beton 2. B t mezii pásnicemi á i i ocelových l ý h průřezů ůř ů musíí být připojen ke strojině pomocí třmínků nebo trnů 3. Má-li beton pouze izolační funkci, požaduje se provést pod povrchem výztužnou síť 4. Uzavřený průřez sloupu musí být opatřen otvorem u hlavy a paty pro odvod páry při požáru 5. Příklad spřažených sloupů zhotovených z ocelovýcz dutých průřezů vyplněných betonem 17
POZNÁMKA 1) Poměry P ě ocelového l éh průřezu ůř se požadují ž d jí (b/e) ≥ 25, nebo (h/e) ≥ 25, nebo (d/e) ≥ 25, kde d – vnější průměr kruhového průřezu h b – vnější h, ější rozměry ě pravoúhlého úhléh průřezu ůř e – tloušťka ocelového průřezu 2) Ve výrazu poměru vyztužení značí: AS – průřezová ů plocha prutů ů výztuže AC – průřezová plocha betonu
18
Příklad ocelového profilovaného plechu vyplněného betonem Ocelový profilovaný plech – samosvorný
– trapézový -ocelový nosný plech nespřažený (min. tloušťka 40 mm):
REI 15
- ocelový nosný plech zpřažený (min. tloušťka 60 mm):
REI 30
-ocelový nenosný plech (ztracené bednění) a železobetonova deska (podle krytí výztuže a tloušťky desky)
REI 30 až 180 19
Dřevěné konstrukce – ČSN EN 1995 1995-1-1, 1 1 ČSN EN 1995 1995-1-2 12 Rychlost zuhelnatění – jednorozměrná β0 – nominální (v úvahu se bere účinek zaoblení rohů) βn Návrhová hloubka zuhelnatění: dchar.,0 = β0 * t dchar.,n = βn * t β0 mm/min
βn mm/min
a) Dřevo jehličnatých stromů a buk Lepené lamelové dřevo ρ ≥ 290 kg/m3 Rostlé dřevo ρ ≥ 290 kg/m g 3
0,65 0,65 ,
0,70 0,80 ,
b) Dřevo listnatých stromů Rostlé nebo lepené lamelové dřevo ρ ≥ 290 kg/m3 R tlé nebo Rostlé b lepené l é llamelové l é dř dřevo ρ ≥ 450 kkg/m / 3
0,65 0 50 0,50
0,70 0 55 0,55
Druh / Rychlost zuhelnatění
20
1. Tabulky pro nosníky z rostlého dřeva a lepeného lamelovového dřeva Rozměryy p průřezu nosníku: šířka b = 60 mm až 200 mm výška h = 80 mm až 300 mm vystavení požáru ze tří stran pro rostlé jehličnaté dřeviny i ze čtyř stran
Příklad: Nosníky z rostlého dřeva jehličnatých dřevin a buku vystavené požáru ze tří stran
21
2. Tabulky pro sloupy z rostlého a lepeného p lamelového dřeva Rozměry průřezu sloupu: b = 120 mm až ž 200 mm h = 80 mm až 300 mm Délka sloupu: L = 2600 mm až 6000 mm (pro rostlé listnaté dřeviny pouze do 3400 mm)
Příklad: Sloupy z rostlého dřeva jehličnatých dřevin a buku délky 3000 mm vystavené požáru ze čtyř stran 22
Zděné konstrukce – ČSN EN 1995-1-1 1995-1-1, ČSN EN 1196-1-2 Třídění zděných konstrukcí A Z hlediska použitého materiálu se dělí zdící prvky do 6 skupin: A. – – – – – –
pálené (EN 771-1) vápenopískové (EN 771-2) b t betonové é tvárnice t á i s hutným h t ý nebo b pórovitým ó itý kkamenivem i (EN 771-3) pórobetonové tvárnice (EN 771-4) umělý ělý kámen ká *) (EN 771 771-5) 5) přírodní oprac. kámen (EN 771-6)
*) Pro umělý kámen tato norma n e p l a t í !
B Z hlediska B. hl di k geometrických t i ký h požadavků ž d ků se dělí zdící dí í prvky k do d 4 skupin – – –
skupina 1: Pórobetonová tvárnice, prvky z umělého kamene a prvky z přírodního kamene skupiny 2,3,4: Pálené, vápenopískové a betonové – podle objemu dutin v % skupina 5: „1S“ 1S“ pro zdící prvky s obsahem dutin méně než 5% 23
Tabulka – zdicí prvky / objem dutin
24
Hodnoty v tabulkách platí pro: – tři typy malt (obyčejná (obyčejná, pro tenké spáry a lehká) (Vývojové pěny ve spárách – tabulky neplatí)
– součinitele využití stěny α ≤ 1 (poměr skutečného zatížení k únosnosti) – stěny bez omítky (prvý řádek v tabulkách) – stěny s omítkou tloušťky ≥ 10 mm na obou stranách stěn ((vylučuje y j se cementová omítka), (druhý řádek v tabulkách kurzivou) – u nenosných stěn EI, nebo EI-M jsou tloušťky v tabulkách platné pouze pro stěny stěny, jejichž poměr výšky k tloušťce je menší než 40 25
Příklad požárně dělicích nosných stěn REI (t)
26
Databáze protokolů o klasifikaci podle ČSN EN 13501
27
Databáze rozhodnutí Komise, kterým j prováděna je ádě klasifikace kl ifik bez b zkoušení k š í
28
Databáze protokolů o klasifikaci
29
Děkuji za pozornost pozornost.
30
