Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 11 okladka

       11/2019

 

User Menu

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1 

baner szklo budowlane

 

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

  

budma 2020 - 480x120

 

* Metodyka badań odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych
Data dodania: 20.09.11

 

Ściana działowa jest rodzajem wewnętrznej ściany budynku, nie stanowi ona jego konstrukcji, a więc nie posiada właściwości nośnych. Jednakże z uwagi na to, że wydziela pomieszczenia w budynku powinna spełniać wymagania dotyczące dźwiękoszczelności i odporności ogniowej.

Wymagania te są ściśle określone w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. W niniejszym artykule rozpatrywać będziemy tylko aspekty związane z odpornością ogniową.


Wymagane klasy odporności ogniowej ścian działowych określone w Rozporządzeniu [1], w przypadku różnych klas odporności pożarowej budynku zestawione zostały w tabeli 1.

Tabela 1. Wymagania w zakresie odporności ogniowej zawarte w Rozporządzeniu [1]

Najczęściej stosowanym materiałem do wykonania ściany działowej są pustaki szczelinowe, cegły lub płyty gipsowo-kartonowe. Materiały te jednak, pomimo swoich znakomitych właściwości umożliwiających powstrzymanie ognia, są ze względów estetycznych coraz częściej zastępowane zdecydowanie milszym dla oka połączeniem szkła i aluminium.

Wykonana z tych elementów ściana musi być odpowiednio zaprojektowana i wyposażona w odpowiedniego rodzaju szkło ażeby móc przeciwstawić się działaniu ognia. Ponieważ sam projekt takiej przegrody nie daje jednoznacznej odpowiedzi na to, czy zachowa ona szczelność i izolacyjność ogniową przez czas określony w Rozporządzeniu [1] i przedstawiony w powyższej tabeli, należy wykonać badanie w zakresie odporności ogniowej.

Celem badania w zakresie odporności ogniowej jest więc pomiar zdolności reprezentatywnego elementu próbnego nienośnej ściany do powstrzymania przedostania się ognia z jednej strony ściany na drugą [2].

Fot. 1. Przykład zastosowania przeszklonej ścianki działowej w budynku biurowym

Fot. 2. Widok elementu próbnego przed badaniem odporności ogniowej

Etapy procesu badawczego – warunki badania
Element próbny, jakim jest przeszklona działowa ściana, mocuje się do ramy badawczej. Zleceniodawca na podstawie własnej analizy dokonuje wyboru konstrukcji mocującej w celu uzyskania interesującego go zakresu zastosowania. Element próbny powinien zostać zainstalowany w sposób reprezentatywny dla zastosowania elementu w praktyce [4].

Przykładowe zastosowanie konstrukcji mocującej pokazano na fot. 2.

Po zamontowaniu elementu próbnego w ramie badawczej, przygotowuje się urządzenia pomiarowe, tj. przykleja się termoelementy służące do pomiaru temperatury, a także ustawia się miernik strumienia cieplnego w przypadku pomiaru promieniowania.

Wymagania stawiane badanemu elementowi
Postanowienia ogólne [2]
Oczekuje się, że w warunkach pożaru element spełni swoje funkcje oddzielające i wymaganie to odnosi się tak do części przeszklonych jak i nieprzeszklonych ściany.

Jeżeli celem badań ogniowych jest uzyskanie informacji w odniesieniu do określonego systemu w szczególnym zastosowaniu, wówczas tę szczególną konstrukcję stosuje się w elemencie próbnym.

Jeżeli jednak celem badania jest uzyskanie danych do szerszego stosowania w przypadku innych podobnych konstrukcji, wówczas w pojedynczym badaniu można je uzyskać w zależności od uwzględnienia pewnych rozwiązań projektowanych w elemencie próbnym.

Element próbny powinien być w pełni reprezentatywny dla konstrukcji o zamierzonym zastosowaniu w praktyce, łącznie z wykończeniem powierzchni i niezbędnym osprzętem, który może mieć wpływ na jego zachowanie podczas badania.

Rozwiązania projektowe mają wpływ na zachowania w pożarze, toteż należy uwzględniać je w elemencie próbnym, aby uzyskać najszerszy obszar zastosowania.

Element próbny nie powinien stanowić połączenia różnych typów konstrukcji, np. różnych typów szkła, chyba, że jest to w pełni reprezentatywne dla konstrukcji w praktyce.

Wymiary elementu do badania [2]
Jeżeli w praktyce wysokość lub szerokość konstrukcji wynosi 3 m lub mniej, wówczas powinien być badany element próbny o pełnym wymiarze w tym kierunku. Jeżeli którykolwiek wymiar konstrukcji jest większy niż 3 m, to element próbny bada się w tym kierunku, jako nie mniejszy niż trzymetrowy.

Liczba potrzebnych badań [2]
Liczba elementów próbnych do badania powinna być odpowiednia dla każdej sytuacji, jaka może mieć miejsce w rzeczywistości. Jeżeli ścianka jest niesymetryczna, należy zbadać ją z obydwu stron, ponadto wszystkie elementy, które mają być umieszczane w ściance (takie jak drzwi, okna) muszą być dodatkowo przebadane.

Warunki zamocowania [2]
Przeszklone ściany działowe w praktyce są szersze niż otwór pieca badawczego. W takim przypadku jedna z pionowych krawędzi elementu próbnego powinna pozostać jako swobodna z prześwitem od 25 do 50 mm. Szczelinę między badanym elementem a ramą badawczą wypełnia się niepalnym materiałem sprężystym i z reguły stosuje się wełnę mineralną.

Kryteria odporności ogniowej sprawdzane podczas badania oraz sposób ich weryfikacji
Podstawowymi kryteriami służącymi do oceny odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych są: szczelność ogniowa (E), izolacyjność ogniowa (I), oraz natężenie promieniowania (W). W systemie klasyfikacji ścian działowych w zakresie odporności ogniowej stosowane właściwości użytkowe zestawione zostały w tabeli 2 [6].

Szczelność ogniowa
Kryterium szczelności (E) ogniowej w przypadku przeszklonych ścian działowych, jak również innych przeszklonych elementów konstrukcyjnych, nie jest łatwe do uzyskania w przypadku niedbałego montażu, co pokazują liczne badania. Wpływ na to mają między innymi: duże odkształcenia, a co za tym idzie – powstające szczeliny, a także nieodpowiedni dobór i złe mocowanie elementów przeszklonych.

Podobnie, jak w innych rodzajach konstrukcji, szczelność ogniowa zachowana jest, jeżeli:

- tampon bawełniany nie ulegnie zapaleniu przez okres 30 sekund od momentu przyłożenia go do elementu próbnego,
- penetracja szczelinomierzem o grubości 25 mm, lub 6 mm na długości 150 mm, przykładanego do (powstałej w wyniku działania ognia) szczeliny nie była możliwa,
- nie wystąpiło utrzymanie się płomieni po stronie nienagrzewanej.

Fot. 3. Widok elementu próbnego w 40 minucie badania (szczelność ogniowa nie została zachowana)

Tabela 2. Możliwa klasyfikacja ścian działowych

Izolacyjność ogniowa
Izolacyjnością ogniową nazywamy zdolność danego elementu próbnego, będącego oddzielającym elementem konstrukcji budowlanej, poddanego działaniu ognia z jednej strony, do ograniczenia przyrostu temperatury na powierzchni nienagrzewanej powyżej danego poziomu.

Weryfikacja przyrostu temperatury średniej i maksymalnej na nienagrzewanej powierzchni przeprowadzana jest za pomocą termoelementów powierzchniowych, które mocowane są do badanego elementu za pomocą kleju odpornego na temperaturę.

Przykładowy rozkład termoelementów do pomiaru temperatury na nienagrzewanej powierzchni elementu badanego został przedstawiony na rysunku nr 1.

Kolorem zielonym zaznaczone zostały termoelementy służące do pomiaru przyrostu temperatury maksymalnej, czerwonym natomiast termoelementy do pomiaru temperatury średniej i maksymalnej. Zauważyć można, że na profilach brany jest pod uwagę tylko przyrost temperatury maksymalnej, który w danym czasie badania nie może przekroczyć 180oC.

Przyrost temperatury średniej dla każdego wydzielonego obszaru nie może przekroczyć 140oC.

Norma PN-EN 1364-1:2001 nakazuje umieścić termoelementy do pomiaru temperatury w miejscach opisanych poniżej [2].

Fot. 4. Widok elementu próbnego w 15 minucie badania

Fot. 5. Widok elementu próbnego w 103 minucie badania

Fot. 6. Widok elementu próbnego w 15 minucie badania

Fot. 7. Widok elementu próbnego w 45 minucie badania

Rys. 1. Przykładowy rozkład termoelementów na nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego

Termoelementy do pomiaru przyrostu temperatury średniej
W celu pomiaru przyrostu temperatury średniej należy umieścić jeden termoelement na każde 1,5 m2 powierzchni elementu próbnego lub jego części. Termoelementy na szybie muszą być rozmieszczone równomiernie.

Jak widać na rys. 1, zależnie od liczby niezbędnych termoelementów rozmieszczamy je następująco:
1 termoelement – na środku szyby;
2 termoelementy – po jednym w przeciwległych ćwiartkach;
3 termoelementy – dwa w przeciwległych ćwiartkach i jeden na środku szyby;
5 termoelementów – jeden na środku szyby i po jednym na daną ćwiartkę.

Na rys. 1 termoelementom do pomiaru przyrostu temperatury średniej odpowiadają termoelementy od nr 1 do 21.

Termoelementy do pomiaru przyrostu temperatury maksymalnej
Aby zmierzyć przyrost temperatury maksymalnej należy zamocować dodatkowe termoelementy do elementów obramowania następująco:

Aby zmierzyć przyrost temperatury maksymalnej
należy zamocować dodatkowe termoelementy
do elementów obramowania następująco:
-  u góry elementu próbnego, w połowie szerokości (nr 25 na rys. 1)
- u góry elementu próbnego na linii pionowego szprosa (nr 25 na rys. 1)
- na połączeniu szprosa pionowego i poziomego (nr 27, 29, 33 na rys. 1)
- w połowie wysokości krawędzi zamocowanej (nr 22 na rys. 1)
- w połowie wysokości krawędzi swobodnej, 100 mm od krawędzi (nr 24 na rys. 1)
- w połowie szerokości tam gdzie to możliwe, w sąsiedztwie poziomego złącza, w strefie dodatniego ciśnienia (nr 25 i 29 na rys. 1)
- w połowie wysokości tam gdzie to możliwe, w sąsiedztwie pionowego złącza, w strefie dodatniego ciśnienia (nr 36 na rys. 1)
- w środku każdego obramowania każdego systemu przeszklenia (nr 34, 35, 37 i 38 na rys. 1)

Ponadto termoelementy mogą być umieszczone w miejscach, w których spodziewany jest wysoki przyrost temperatury, czyli na przykład w okolicach wszelkich połączeń profili. Termoelementy nie powinny być umieszczane bliżej niż 100 mm od każdego obszaru dyskretnego, który nie jest oceniany z uwagi na izolacyjność ogniową.

Rys. 2. Przykładowy rozkład temperatury na szybach dla ściany o deklarowanej odporności ogniowej EI 30

Rys 3. Przykładowy rozkład temperatury na profilach dla ściany o deklarowanej odporności ogniowej EI 30

Rys. 4. Przykładowy rozkład temperatury na szybach dla ściany o deklarowanej odporności ogniowej EI 60

Rys. 5. Przykładowy rozkład temperatury na profilach dla ściany o deklarowanej odporności ogniowej EI 60

Rys. 6. Przykładowy rozkład temperatury na szybach dla ściany o deklarowanej odporności ogniowej EI 120

Rys. 7. Przykładowy rozkład temperatury na profilach dla ściany o deklarowanej odporności ogniowej EI 120

Fot. 7. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu

Promieniowanie (W)
Promieniowanie jest zdolnością elementu konstrukcji do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony tak, aby ograniczyć prawdopodobieństwo przeniesienia ognia w wyniku znaczącego wypromieniowania ciepła do sąsiadujących materiałów.

Sposób pomiaru określa norma PN-EN 1363-2 Badania odporności ogniowej. Cześć 2: Procedury alternatywne i dodatkowe[5].

Elementy, dla których zostało ocenione kryterium promieniowania, powinny być zidentyfikowane poprzez dodanie litery W do klasyfikacji (np. EW).

Klasyfikacja tych elementów powinna być podawana jako czas, przez który maksymalna wartość promieniowania, mierzonego 1,0 m od nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego nie przekroczyła wartości 15 kW/m2.

Ponadto istotną sprawą jest to, iż miernik strumienia cieplnego nie powinien być osłonięty ani zamaskowany w sposób ograniczający pole widzenia.

Warunki nagrzewania 
Warunki nagrzewania powinny odpowiadać warunkom podanym w PN-EN 1363-1[4]. Nagrzewanie odbywa się wg tzw. krzywej standardowej, odzwierciedlającej pożar w budynku.

Zakończenie badania [4]
Badanie może być zakończone z jednego lub więcej następujących powodów:
- bezpieczeństwa personelu lub zbliżające się uszkodzenie wyposażenia,
- osiągnięcie wybranych kryteriów,
- życzenie zleceniodawcy.

Fot. 8. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu

Fot. 9. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu

Fot. 10. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu

Podsumowanie
Odporność ogniowa przeszklonych ścian jest funkcją właściwości szkła, rozmiaru tafli i wartości współczynnika kształtu szyb, charakterystyk elementów obramowania, metod osadzenia i zapewnienia rozszerzalności termicznej. Uzyskanie oczekiwanej klasy odporności ogniowej przez dany element w znacznej mierze zależy od precyzji wykonania elementu i świadomego rozumienia zachowania poszczególnych komponentów podczas działania  ognia. Często niewielkie zmiany konstrukcyjne powodują znaczne obniżenie odporności ogniowej.

mgr inż. Paweł Roszkowski
Zakład Badań Ogniowych ITB
mgr inż. Bartłomiej Sędłak
Zakład Badań Ogniowych ITB
Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie(Dz. U. Nr 75 z dnia 15 Czerwca 2002 r., poz.690)
[2] PN-EN 1364-1:2001 – Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 1: Ściany
[3] PN-EN 13501-2 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnych
[4] PN-EN 1363-1 Badania odporności ogniowej - Cześć 1: Wymagania Ogólne
[5] PN-EN 1363-2 Badania odporności ogniowej - Cześć 2: Procedury alternatywne i dodatkowe
[6] Laskowska Z., Kosiorek M. Bezpieczeństwo pożarowe ścian działowych przeszklonych – badania i rozwiązania, „Świat Szkła” 1/2008.


Sprostowanie

Do artykułu Metodyka badań odporności ogniowej dachów przeszklonych P. Roszkowskiego i B. Sędłaka opublikowanego w nr 6/2011 „Świata Szkła” wkradł się błąd. Na str. 52 w podpunkcie „Szczelność ogniowa”, w zdaniu:

- dopuszczenia do penetracji szczelinomierzem (o średnicy 25 mm lub 6 mm na długości 20 cm), który przykładany jest do (powstałej w wyniku działania ognia) szczeliny, zamiast wartości 20 cm powinno być 15 cm

Za niedopatrzenie bardzo przepraszamy.
Autorzy

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 9/2011

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik