Požární odolnost betonových konstrukcí K.B.K. fire, s.r.o. Heydukova 1093/26 70200 Ostrava - Přívoz Ing. Petr Bebčák, Ph.D. Tel.777881892
[email protected]
Požární odolnost betonů • Základním ukazatelem, který vyplývá z kodexu norem požární bezpečnosti ve vztahu ke stavebním konstrukcím je pojem požární odolnost stavební konstrukce. Požární odolnost stavebních konstrukcí je doba v minutách, po kterou jsou stavební konstrukce schopny odolávat účinkům požáru podle normou definovaných podmínek a kritérií, aniž by došlo k porušení jejich funkce specifikované mezními stavy požární odolnosti. Požární odolnost konstrukce se vztahuje zejména k nosným a požárně dělícím konstrukcím a to ke stěnám, stropům, střešním konstrukcím, nosníkům a sloupům, obvodovým stěnám, požárním uzávěrům a klapkám, vzduchotechnickým potrubím, zavěšeným podhledům atd. Stanovení požární odolnosti stavebních konstrukcí se provádí na základě zkoušek, případně výpočtem , nebo kombinací těchto metod.
Požární odolnost betonů • Dle kodexu norem požární bezpečnosti staveb jsou mezní stavy požární odolnosti jednotlivých druhů stavebních konstrukcí definovány takto: Mezní stavy požární odolnosti R
nosnost
E
celistvost
I
izolační schopnost – mezní teploty na neohřívaném povrchu
W
izolační schopnost – mezní hustota tepelného toku z neohřívané strany
S
odolnost proti průniku kouře
M
odolnost proti mechanickému poškození
C
opatření samouzavíracím zařízením
• Tyto mezní stavy požární odolnosti se vztahují na všechny konstrukce mající požárně dělící funkci
Požární odolnost betonů • Na dosažení mezních stavů požární odolnosti stavebních konstrukcí má pochopitelně vliv časový průběh požáru a to zejména nárůstu teplot při konkrétním požáru, který je různý a závisí na mnoha proměnných a to zejména na povaze hořlavého materiálu, jeho výhřevnosti, uložení, větrání při požáru, konstrukčním a architektonickém řešení objektu, meteorologických podmínkách atd. • Vzhledem k těmto skutečnostem jsou mezinárodně jednotně stanoveny průběhy požáru dle teplotních křivek dle ČSN EN 1363-1 a ČSN EN 1363-2. • V současné době jsou do soustavy českých norem zavedeny následující základní normy pro zkoušení požární odolnosti: • ČSN EN 1363-1 – Zkoušení požární odolnosti – Část 1: Základní požadavky
Požární odolnost betonů • ČSN EN 1363-2 – Zkoušení požární odolnosti – Část 2: Alternativní a doplňkové postupy • ČSN EN 1364-1 – Zkoušení požární odolnosti nenosných prvků – Část 1: Stěny • ČSN EN 1364-2 – Zkoušení požární odolnosti nenosných prvků – Část 2: Podhledy • ČSN EN 1365-1 – Zkoušení požární odolnosti nosných prvků – Část 1: Stěny • ČSN EN 1365-2 – Zkoušení požární odolnosti nosných prvků – Část 2: Stropy a střechy • ČSN EN 1365-3 – Zkoušení požární odolnosti nosných prvků – Část 3: Nosníky • ČSN EN 1365-4 – Zkoušení požární odolnosti nosných prvků – Část 4: Sloupy
Požární odolnost betonů • Evropské normy pro stanovení požární odolnosti stavebních konstrukcí EN 1363-1 a EN 1363-2: • ČSN EN zavádí čtyři druhy tepelného namáhání zkušebního vzorku ve zkušební peci a to:
• Teplotní normová křivka je definována vztahem: T = 345 log10 (8t + 1) + 20 kde: T je průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách. • Uhlovodíková teplotní křivka je definována vztahem: T = 1080 [1 - 0,325 e -0,167 t - 0,675 e -2,5 t] + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách.
Požární odolnost betonů • Teplotní křivka vnějšího požáru je definována vztahem: T = 660 [1 - 0,687 e -0,32 t - 0,313 e -3,8 t] + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách. • Teplotní křivka pomalého zahřívání je definována vztahy: pro 0 < t ≤ 21 T = 154 t 0,25 + 20 pro t > 21 T = 345 log10 (8 (t - 20) + 1) + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách.
Stavební řešení Volba teplotního namáhání stavebních konstrukcí při požáru
1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
Normová křivka Uhlovodíková křivka Křivka vnějšího požáru Křivka pomalého zahřívání RWS křivka
Průběh RWS křivky 0
20
40
60
80 čas [min]
100
120
140
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
teplota [°C]
teplota [°C]
Teplotní křivky
RWS…
0
50
100
čas [min]
150
Požární odolnost betonů
Požární odolnost betonů • Zkouška požární odolnosti • Ve zkušebních laboratořích v Batizovcích firmy FIRES, s.r.o. byla 11. 10. 2006 vykonána zkouška odolnosti výseku nosné železobetonové stěny tunelu. Vzorek mel rozměry 3000 x 3000 x 350 m, byl vyroben ze stejného betonu jako definitivní ostění tunelu (C30/37 s přídavkem PP vláken, výztuž 10 505 – R) • • Zkušební vzorek byl zatížen silou 1000 kN působící na horní hranu vzorku. • Výsledkem zkoušky bylo vyhodnocení: – nosnost - 181 min bez porušení – celistvost – 181 min bez porušení
Požární odolnost betonů Stanovení požární odolnosti betonových konstrukcí podle ČSN EN1992-1-2 v závislosti na rozměru konstrukce a vrstvě krytí ocelové výztuže: • • • • •
-železobetonových sloupů -betonových nenosných stěn s výztuží i bez -nosných železobetonových stěn -prostě podepřených nosníků z ŽB a předpjatého betonu -spojitých nosníků z ŽB a předpjatého betonu
Literatura: Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí podle Eurokodů. Roman Zoufal a kolektiv
