Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

2017 3 okładka

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

 

 

 

baner mochnik colorimo 750X100

 

Odporność ogniowa ścian osłonowych z dużymi przeszkleniami Część 2
Data dodania: 04.06.14

W pierwszej części tego artykułu, zamieszczonej w „Świecie Szkła” 3/2014 przybliżono wymagania oraz rozwiązania techniczne dotyczące ścian osłonowych z dużymi przeszkleniami. Przedstawiono także normy badawcze w badaniach odporności ogniowej tych ścian i warunki przeprowadzania prób badawczych.

 

Kryteria skuteczności działania oraz pomiary prowadzone podczas badania

Podczas badania odporności ogniowej ścian osłonowych sprawdzane są następujące kryteria skuteczności działania:

  • szczelność ogniowa (E),
  • izolacyjność ogniowa (I),
  • promieniowanie (W).

 

2014-05-28-1

Fot. 4. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego, utrata szczelności ogniowej

 

Szczelność ogniowa to zdolność elementu konstrukcji, który pełni funkcję oddzielającą, do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony, bez przeniesienia ognia na stronę nienagrzewaną w wyniku przeniknięcia płomieni lub gorących gazów. Podczas badania szczelność ogniowa sprawdzana jest za pomocą tamponu bawełnianego, szczelinomierzy lub wizualnie.

 

Na fot. 4 i 5 przedstawiono element próbny, który utracił szczelność ogniową.

 

2014-05-28-2

Fot. 5. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego, utrata szczelności ogniowej (powiększenie fot. 4)

 

Izolacyjność ogniowa to zdolność elementu konstrukcji do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony, bez przeniesienia ognia w wyniku znaczącego przepływu ciepła ze strony nagrzewanej na stronę nienagrzewaną. Przyrost temperatury na nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego sprawdzany jest za pomocą termoelementów powierzchniowych mocowanych do badanego elementu za pomocą kleju odpornego na temperaturę.

 

Na fot. 6 widać termoelementy przyklejone na poziomej szczelinie liniowej oraz powierzchni S3, zgodnie z rys. 5. Na rys. 7 przedstawiono przykładowy rozkład termoelementów w przypadku badania ściany osłonowej nagrzewanej od zewnątrz.

 

2014-05-28-3

Fot. 6. Widok uszczelnienia poziomej szczeliny liniowej oraz powierzchni S3 elementu próbnego ściany osłonowej w przypadku nagrzewania od wewnątrz

 

(...)

 

 

 
2014-05-28-rys7

Rys. 7. Przykładowy rozkład termoelementów oraz miejsc pomiaru przemieszczeń na nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego ściany osłonowej nagrzewanej od zewnątrz

 

Na fot. 7 i 8 przedstawiono nagrzewaną powierzchnię elementu próbnego podczas badania. Na rysunkach 8÷11 przedstawiono przykładowe wykresy średnich przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni dużych przeszkleń w elementach próbnych ścian osłonowych.

 

Rys. 8 przedstawia średni przyrost temperatury na przeszkleniu o wymiarach 1,7 x 3,2 m (szerokość x wysokość) i grubości 18 mm, składającym się z dwóch szyb hartowanych i warstwy żelu pęczniejącego, zamocowanym w ścianie o szkielecie aluminiowym (kolor niebieski – wykres średniego przyrostu temperatury w przypadku nagrzewania od zewnątrz, kolor czerwony – wykres średniego przyrostu temperatury w przypadku nagrzewania od wewnątrz).

 

 

 2014-05-28-rys8

Rys. 8. Średni przyrost temperatury na nienagrzewanej powierzchni przeszklenia o wymiarach 1,7 x 3,2 m i grubości 18 mm, z jedną warstwą żelu, w przypadku nagrzewania od wewnątrz (kolor czerwony) i od zewnątrz (kolor niebieski)

 
2014-05-28-rys9

Rys. 9. Średni przyrost temperatury na nienagrzewanej powierzchni przeszklenia o wymiarach 1,7x3,2 m i grubości 33 mm, z trzema warstwami żelu, w przypadku nagrzewania od wewnątrz (kolor czerwony) i od zewnątrz (kolor niebieski)

 2014-05-28-rys10

Rys. 10. Średni przyrost temperatury na nienagrzewanej powierzchni przeszklenia o wymiarach 1,5 x 2,5 m i grubości 27 mm, z czterema warstwami żelu, w przypadku nagrzewania od zewnątrz 

 

 
2014-05-28-rys11

Rys. 11. Średni przyrost temperatury na nienagrzewanej powierzchni przeszklenia o wymiarach 1,5 x 1,8 m i grubości 35 mm, bez żelu, w przypadku nagrzewania od wewnątrz

 

 2014-05-28-rys12

Rys. 12. Przyrost promieniowania w funkcji czasu przez powierzchnie przeszklenia o wymiarach 1,5 x 1,8 m i grubości 35 mm, bez żelu, w przypadku nagrzewania od wewnątrz

 

 
2014-05-28-rys13

Rys. 13. Przyrost promieniowania w funkcji przyrostu średniej temperatury na nienagrzewanej powierzchni przeszklenia, przez powierzchnie przeszklenia o wymiarach 1,5 x 1,8 m i grubości 35 mm, bez żelu, w przypadku nagrzewania od wewnątrz

 


Rys. 9 przedstawia średni przyrost temperatury na przeszkleniu o wymiarach 1,7 x 3,2 m (szerokość x wysokość) i grubości 33 mm, składającym się z czterech szyb hartowanych z trzema warstwami żelu pęczniejącego zamocowanym w ścianie o szkielecie aluminiowym (kolor niebieski – wykres średniego przyrostu temperatury w przypadku nagrzewania od zewnątrz, kolor czerwony – wykres średniego przyrostu temperatury w przypadku nagrzewania od wewnątrz). Rys. 10 przedstawia średni przyrost temperatury na przeszkleniu o wymiarach 1,5 x 2,5 m (szerokość x wysokość) i grubości 27 mm, składającym się z pięciu szyb hartowanych z czterema warstwami żelu pęczniejącego, zamocowanym w ścianie o szkielecie aluminiowym w przypadku nagrzewania od zewnątrz.


Rys. 11 przedstawia średni przyrost temperatury na przeszkleniu o wymiarach 1,5x1,8 m (szerokość x wysokość) i grubości 35 mm, składającym się z szyby laminowanej zespolonej poprzez stalową ramkę z szybą 55.2 (przestrzeń pomiędzy szybami wypełniona argonem), zamocowanym w ścianie o szkielecie stalowym, w przypadku nagrzewania od wewnątrz.


Promieniowanie jest zdolnością elementu konstrukcji do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony tak, aby ograniczyć prawdopodobieństwo przeniesienia ognia w wyniku znaczącego wypromieniowania ciepła albo poprzez element albo z jego powierzchni nienagrzewanej do sąsiadujących materiałów. Sposób pomiaru określa norma PN-EN 1363-2 [4] (pomiar przy użyciu radiometru ustawionego w odległości 1 m od geometrycznego środka powierzchni S2 lub S1 zależnie od warunków nagrzewania ściany osłonowej).


Na rys. 12 i 13 przedstawiono wykres przyrostu promieniowania przez powierzchnię przeszklenia o wymiarach 1,5 x 1,8 m (szerokość x wysokość) i grubości 35 mm, składającego się z szyby laminowanej zespolonej poprzez stalową ramkę z szybą 55.2 (przestrzeń pomiędzy szybami wypełniona argonem) w przypadku nagrzewania od wewnątrz (rys. 11 przedstawia wykres temperatury średniej na powierzchni tej szyby). Rys. 12 przedstawia przyrost promieniowania w funkcji czasu trwania badania, natomiast rys. 13 przedstawia wykres promieniowania w funkcji średniego przyrostu temperatury na nienagrzewanej powierzchni szyby.


Podczas badania należy również prowadzić pomiar przemieszczeń. Chociaż nie ma związanych z nim kryteriów oceny właściwości użytkowych, to może być on istotny przy określeniu rozszerzonego zakresu wykorzystania wyników badania. Przemieszczenia należy mierzyć 50 mm (punkty B i H na rys. 7) od krawędzi swobodnej, oraz w punkcie stanowiącym środek powierzchni nienagrzewanej elementu próbnego (punkt E na rys. 7), z pominięciem powiększeń elementu poza ramą do badania lub poza symulowanym stropem i ścianami. Należy mierzyć wszystkie znaczące (tj. powyżej 5 mm) przemieszczenia elementu próbnego podczas badania.

 

 2014-05-28-fot7

Fot. 7. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego podczas badania

 

 
2014-05-28-fot8

Fot. 8. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego podczas badania

 

 2014-05-28-fot9

Fot. 9. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu w przypadku nagrzewania od wewnątrz

 

 
2014-05-28-fot10

Fot. 10. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu w przypadku nagrzewania od zewnątrz

 


Zakończenie badania
Badanie może być zakończone z jednego lub więcej
wymienionych poniżej powodów:

- bezpieczeństwa personelu lub zbliżającego się uszkodzenia wyposażenia,

- osiągnięcia wybranych kryteriów,

- życzenia Zleceniodawcy.


Na fot. 9 i 10 przedstawiono elementy próbne po badaniu w zakresie odporności ogniowej.


Klasyfikacja ogniowa
Ściany osłonowe (kompletny zestaw) klasyfikowane są zgodnie z normą PN-EN 13501-2 [8], a klasa odporności ogniowej przyznawana jest na podstawie badania przeprowadzonego zgodnie z normą PN-EN 1364-3 [6].

Przy jej przyznawaniu pod uwagę brane są przedstawione wcześniej kryteria skuteczności działania, które to oceniane są w następujący sposób:
- szczelność ogniowa – oceniana jest na podstawie trzech aspektów: zapalenia tamponu bawełnianego, utrzymywania się płomienia na powierzchni nienagrzewanej, pęknięć lub otworów przekraczających dopuszczalne wymiary; w przypadku gdy element klasyfikowany jest tylko w zakresie szczelności ogniowej bez uwzględnienia klasyfikacji izolacyjności ogniowej, nie bierze się pod uwagę kryterium związanego z zapaleniem się tamponu bawełnianego,
- izolacyjność ogniowa – oceniana jest na podstawie przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego (przyrost temperatury średniej ograniczony jest do 140oC powyżej początkowej średniej temperatury, natomiast przyrost temperatury maksymalnej w dowolnym punkcie badanej ściany osłonowej ograniczony jest do 180oC powyżej temperatury początkowej),
- promieniowanie – oceniane jest na podstawie czasu, w którym maksymalna wartość promieniowania mierzonego zgodnie z normą PN-EN 1363-2 [4] nie przekracza 15 kW/m2.
Klasy odporności ogniowej dla ścian osłonowych zdefiniowane w normie klasyfikacyjnej PN-EN 13501-2+A1 [8] zostały przedstawione w Tabeli 2.


Tabela 2.

 2014-05-28-tab2


Z uwagi na wymagania krajowe zdefiniowane w rozporządzeniu [1] w praktyce na Polskim rynku spotyka się rozwiązania o klasach odporności ogniowej EI 30, EI 60 oraz EI 120.


Dodatkowo, zgodnie z normą PN-EN 13501-2+A1 [8], każdorazowo dla danej klasy odporności ogniowej ściany osłonowej należy podać oznaczenie wskazujące na rodzaj badania na podstawie którego została nadana klasyfikacja.


Dla ścian osłonowych badanych przy standardowej krzywej nagrzewania N od wewnątrz oraz zewnętrznej krzywej nagrzewania E od zewnątrz, stosuje się oznaczenie „o ↔ i”. W wypadku pojedynczego badania dla danej klasy, przy nagrzewaniu od wewnątrz stosuje się oznaczenie „i → o”, zaś przy nagrzewaniu od zewnątrz stosuje się oznaczenie „o → i”.


Podsumowanie
Odporność ogniowa ścian osłonowych zależna jest od wielu czynników, takich jak: rodzaj zastosowanych profili szkieletu, wkładów izolacyjnych wewnątrz profili (w przypadku profili metalowych), sposób ich mocowania do stropu, rozstaw pomiędzy punktami mocowania, a także rodzaj zastosowanego szkła, rozmiary tafli szklanych, współczynnik kształtu szyb. W przypadku ścian osłonowych z dużymi przeszkleniami ogromne znaczenie ma również sposób, w jaki osadzone są szyby.


Nawet niewielka zmiana w konstrukcji ściany osłonowej może w znaczący sposób zmienić jej odporność ogniową, dlatego też określenie rzeczywistej klasy odporności ogniowej danej ściany osłonowej możliwe jest wyłącznie na podstawie wyników badań odporności ogniowej elementów próbnych tych ścian.

 

 

mgr inż. Bartłomiej Sędłak
Zakład Badań Ogniowych ITB

 

 

Bibliografia
[1] R ozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, Poz.690)
[2] PN-EN 13830:2005 Ściany osłonowe – Norma wyrobu
[3] PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej Część 1: Wymagania ogólne
[4] PN-EN 1363-2:2001 Badania odporności ogniowej. Cześć 2: Procedury alternatywne i dodatkowe
[5] PN-EN 1364-1:2001 Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 1: Ściany
[6] PN-EN 1364-3:2007 Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 3: Ściany osłonowe pełna konfiguracja (kompletny zestaw)
[7] PN-EN 1364-4:2006 Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 4: Ściany osłonowe częściowa konfiguracja
[8] PN-EN 13501-2+A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnych
[9] Sędłak B.: Badania odporności ogniowej przeszklonych ścian osłonowych – Część 1, „Świat Szkła”, R.17, nr 9, 52-54, 2012
[10] Sędłak B.: Badania odporności ogniowej przeszklonych ścian osłonowych – Część 2, „Świat Szkła”, R.17, nr 10, 53-58,60, 2012
[11] Sędłak B., Kinowski J.: Badania odporności ogniowej ścian osłonowych – przyrosty temperatury na szybach, „Świat Szkła”, R.18, nr 11, 20-25, 2013
[12] Sędłak B., Kinowski J., Borowy A.: Fire resistance tests of large glazed aluminium curtain wall test specimens – results comparison. 1st International seminar for fire safety of facades 13-14.11.2013 Paris, France
[13] Sędłak B.: Odporność ogniowa ścian osłonowych z dużymi przeszkleniami. XXII Konferencja Techniczna „Świata Szkła”, 06.12.2013, Warszawa

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym  I elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacj: Świat Szkła 05/2014

 

 

 

 

01 chik