Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

Okładka SS-11-2017

20170725-edgetech-banner-160x600-polonaisEDG 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

 

 

baner konferencja 12 2017

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

 

  

FF18 750x150px PL NEUGIERIG

 

 budma750x200

 

 

 

lisec SS FastLAne

 

baner-2-krzywe

 

 

 

Szyby zespolone w elementach o określonej odporności ogniowej
Data dodania: 24.03.16

Praca niniejsza stanowi kontynuację artykułu „Szyby w elementach o określonej odporności ogniowej” [1], w której omówione zostały pojedyncze szyby warstwowe i komorowe, stosowane w elementach o określonej odporności ogniowej. Obecna praca dotyczy szyb opisanych w tamtej publikacji, zespalanych z innymi szybami.

 

 

Wprowadzenie

 

Szyba zespolona to: zespół składający się co najmniej z dwóch tafli szkła, oddzielonych jedną lub kilkoma ramkami dystansowymi, hermetycznie uszczelniony wzdłuż obrzeża, mechanicznie stabilny i trwały, zgodnie z definicją podaną w p. 3.1 w normie PN-EN 1279-1:2006 [2]. Zastosowanie szyb zespolonych, dzięki ich właściwościom, pozwala podnieść walory użytkowe budynku oraz zmniejszyć jego zapotrzebowanie na energię. 

 

Na ogół w zastosowaniach wewnętrznych, tam gdzie stawiane są elementom budowlanym wymagania w zakresie odporności ogniowej, stosowane są szyby pojedyncze warstwowe lub komorowe [1].

 

W zastosowaniach zewnętrznych (ściany osłonowe lub wypełniające, zamknięcia otworów, przekrycia dachowe) szyby obu typów: warstwowe i komorowe, łączone są z innymi szybami tworząc szyby zespolone. Zastosowanie szyb zespolonych poza tym, że pozwala oszczędzać energię i znacząco obniżać jej zużycie, ma na celu jednoczesne zapewnienie nie tylko odporności ogniowej elementom, w których takie szyby są stosowane, ale również wytrzymałościowych, izolacyjności cieplnej, ochrony przed słońcem, ochrony przed hałasem. Właściwości nie związane z odpornością ogniową elementu budynku nie są przedmiotem niniejszej pracy.

 

Aby ocenić zachowanie elementów budynku z szybami zespolonymi, w których połączono szyby warstwowe lub komorowe opisane w [1] z innymi szybami, niezbędne jest przeprowadzenie badań odporności ogniowej w warunkach normowego nagrzewania. Autorzy zakładają, że zespolenie szyb jest prawidłowe a zastosowane folie (po zniszczeniu szyb hartowanych foliowanych) nie spowodują pojawienia się płomienia, dlatego też ograniczają się do omówienia przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni szyb zespolonych.

 

 

Zespalanie szyb

 

Szyby ogniochronne warstwowe i szyby komorowe [1] można zespalać z innymi szybami. Na rys. 1a i 1b przedstawiono szczegóły zespolenia odpowiednio szyb warstwowych i komorowych.

 

 

2016 3 15 1

Rys. 1. Szyby: a) warstwowa i b) komorowa – szczegóły zespolenia

 

 

Ponieważ, zespolenie szyb może wynikać z potrzeby jednoczesnego zapewnienia także innych niż odporność ogniowa funkcji, pełnionych przez elementy budynku z tymi szybami: np. docieplającej, akustycznej, wytrzymałościowej itp., co oczywiście wynika z ich zastosowania, dlatego też na rys. 2 i 3 zilustrowano zespolenia szyb ogniochronnych z szybami różnego rodzaju.

 

 

2016 3 15 2

2016 3 15 3

Rys. 2. Szyby warstwowe w zespoleniu: a) folia w szybie warstwowej,b) folia w szybie hartowanej

 

 

2016 3 16 1

2016 3 16 2

2016 3 16 3

Rys. 3. Szyby komorowe w zespoleniu: a) z szybą hartowaną, b) z szybą hartowaną laminowaną, c) z szybą hartowaną (folia w szybie komorowej)

 


(...)

Szyby zespolone w badaniach odporności ogniowej

 

Jeśli budowa elementu jest niesymetryczna, w normach badawczych w zakresie odporności ogniowej wymagane są badania elementów przy nagrzewaniu z dwóch stron, poza przypadkami, w których jednoznacznie można stwierdzić, że jedna ze stron jest słabsza.

 

W przypadku zastosowania szyb zespolonych mamy do czynienia z niesymetryczną budową elementów badanych. Konieczność badania elementu przy nagrzewaniu z każdej ze stron została potwierdzona w licznych badaniach, zarówno polskich, jak i zagranicznych. Badania elementów budynku według norm [3÷6] przeprowadzane są bądź przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N [7], bądź przy nagrzewaniu według krzywej zewnętrznej E [8], które zilustrowano na rys. 4.

 

 

2016 3 16 4

Rys. 4. Krzywe nominalne czas-temperatura stosowane w badaniach odporności ogniowej: N – standardowa, E – zewnętrzna

 

 

Na rys. 5 i 6 przedstawiono przyrosty temperatury na taflach szklanych, odpowiednio ściany i drzwi, o budowie: szyba typu EI gr. 23 mm zespolona z szybą laminowaną gr. 8 mm (z badania drzwi w ścianie osłonowej przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N).

 

 

2016 3 16 5

Rys. 5. . Wykresy temperatury na szybie zespolonej ściany osłonowej: 
a) szyba typu EI od strony nagrzewanej – termoelementy 1 - 2 
b) szyba typu EI od strony nienagrzewanej – termoelementy 1’ - 3’

 

 

2016 3 17 1

 

Rys. 6. Wykresy temperatury na szybie zespolonej drzwi (w ścianie osłonowej):
a) szyba typu EI od strony nagrzewanej – termoelementy 1 - 5
b) szyba typu EI od strony nienagrzewanej – termoelementy 1’ - 5’

 

 

Wartości przyrostów temperatury na tafli szklanej ściany przy nagrzewaniu według krzywej standardowej od strony szyby typu EI (rys. 5a), wynosiły w 30 i 60 minucie nagrzewania odpowiednio od 25ºC do 30ºC i od 40ºC do 50ºC, podczas gdy przy nagrzewaniu od strony przeciwnej (szyba typu EI od strony nienagrzewanej, rys. 5b) wynosiły w 30 i 60 minucie nagrzewania odpowiednio od 75ºC do 80ºC i od 80ºC do 95ºC, a więc o kilkadziesiąt stopni więcej. Wartości przyrostów temperatury na tafli szklanej drzwi przy nagrzewaniu według krzywej standardowej od strony szyby typu EI (rys. 6a) wynosiły w 30 i 60 minucie nagrzewania odpowiednio od 10oC do 35oC i od 20oC do 60oC, podczas gdy przy nagrzewaniu od strony przeciwnej (szyba typu EI od strony nienagrzewanej, rys. 6b) wynosiły w 30 i 60 minucie nagrzewania odpowiednio od 60oC do 80oC i od 80oC do 120oC, a więc były o kilkadziesiąt stopni wyższe.

 

Na rys. 7 zilustrowane zostały przyrosty temperatury na szybie drzwi jednoskrzydłowych - szyba EI od zewnątrz elementu (od strony nienagrzewanej).

 

 

2016 3 17 2

Rys. 7. Wykresy przyrostów temperatury na szybie zespolonej, szyba typu EI od strony nienagrzewanej (drzwi jednoskrzydłowe)

 

 

Wartości przyrostów temperatury na tafli szklanej drzwi jednoskrzydłowych przy nagrzewaniu od strony przeciwnej do szyby typu EI (szyba typu EI od strony nienagrzewanej, jak na rys. 6a w drzwiach dwuskrzydłowych) wynosiły w 30 i 60 minucie nagrzewania odpowiednio ok. 75oC i od 80oC do 90oC. Charakter przebiegu przyrostów temperatury był zbliżony, a różnice w wartościach temperatury minimalne - nie przekraczały kilkunastu stopni C.

 

Na kolejnych rysunkach przedstawione zostały przyrosty temperatury na szybach ściany wypełniającej przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N (rys. 4).

 

Na rysunkach 8, 9 i 10 przedstawiono przyrosty temperatury na taflach szklanych ściany wypełniającej o budowie: szyba typu EI gr. 43 mm/ramka 12 mm/szyba hartowana gr. 9 mm, przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N.

 

 

2016 3 17 3

Rys. 8. Przyrosty temperatury na szybach zespolonych ściany wypełniającej przy nagrzewaniu wg krzywej standardowej N w układach:
a) poziomym – termoelementy 5 i 6, szyba typu EI od strony nienagrzewanej
b) pionowym – termoelementy 1 i 2, szyba typu EI od strony nienagrzewanej
c) poziomym – termoelementy 3 i 4, szyba typu EI od strony nagrzewanej

 

 

2016 3 17 4

 

Rys. 9. Przyrosty temperatury na szybie zespolonej ściany wypełniającej (układ pionowy, nagrzewanie wg krzywej standardowej N):
a) termoelementy 7 i 8, szyba typu EI od strony nienagrzewanej
b) termoelementy 9, 10 i 11, szyba typu EI od strony nagrzewanej



 

2016 3 18 1

Rys. 10. Przyrosty temperatury na szybie zespolonej ściany wypełniającej przy nagrzewaniu wg krzywej standardowej N (układ pionowy), szyba typu EI od strony nienagrzewanej – termoelementy 12÷16;

 

 

Wartości przyrostów temperatury na taflach szklanych ściany wypełniającej wynosiły:

a) przy nagrzewaniu od strony szyby typu EI (rys. 8 i 9):

  • w 30 minucie nagrzewania nie przekraczały 5oC,
  • w 60 minucie nagrzewania wynosiły od 15oC do 30oC,
  • w 120 minucie nagrzewania wynosiły od 40oC do 42oC;

a) przy nagrzewaniu od strony przeciwnej (szyba typu EI od strony nienagrzewanej, rys. 8, 9 i 10):

  • w 30 minucie nagrzewania wynosiły od 20oC do 30oC,
  • w 60 minucie nagrzewania wynosiły od 58oC do 63oC,
  • w 120 minucie nagrzewania wynosiły od 95oC do 105oC.

 

Wartości przyrostów temperatury były od kilkunastu do kilkudziesięciu stopni wyższe w przypadku

b), tzn. w przypadku, gdy szyba typu EI była od strony nienagrzewanej.

 

Na kolejnych rysunkach, 11 i 12, przedstawiono przyrosty temperatury na taflach szklanych ściany osłonowej o budowie: szyba typu EI gr. 23 mm warstwowa/ramka 14 mm/szyba laminowana gr. 9 mm, przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N, odpowiednio, gdy szyba typu EI była od strony nienagrzewanej i gdy szyba typu EI była od strony nagrzewanej.

 

 

2016 3 18 2

Rys. 11. Przyrost temperatury na szybie ściany osłonowej (w układzie pionowym) przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N odpowiednio:
a) szyba typu EI od strony nienagrzewanej (termoelementy 1÷5)
b) szyba typu EI od strony nagrzewanej (termoelementy 1÷5)

 

 

2016 3 18 3

Rys. 12. Przyrost temperatury na szybie ściany osłonowej (w układzie poziomym) przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N odpowiednio:
a) szyba typu EI od strony nienagrzewanej (termoelementy 2÷4)
b) szyba typu EI od strony nagrzewanej (termoelementy 1÷5)

 

 

Na kolejnym rys. 13 zilustrowano przebieg przyrostów temperatury na szybach zespolonych ściany osłonowej przy nagrzewaniu odpowiednio według krzywej standardowej N i krzywej zewnętrznej E (rys. 4). Szyby zespolone miały budowę: szyba dwukomorowa gr. 25 mm/ ramka dystansowa gr. 12 mm/szyba hartowana gr. 6 mm.

 

 

2016 3 18 4

Rys. 13. Przyrosty temperatury na szybach zespolonych ściany osłonowej przy nagrzewaniu:
a) od zewnątrz (krzywa zewnętrzna E), szyba typu EI od strony nienagrzewanej,
b) od wewnątrz (krzywa standardowa N), szyba typu EI od strony nagrzewanej



 

Przyrosty temperatury zarejestrowane na szybach przy nagrzewaniu według krzywej zewnętrznej E, która reprezentuje słabszy poziom oddziaływania termicznego niż krzywa standardowa N (rys. 4), są nadal wyższe gdy szyba typu EI jest od strony nienagrzewanej. Charakter zmiany przyrostów temperatury jest zachowany.

 

Różnice w uzyskanych wartościach temperatury są większe jeśli zespalana jest szyba typu E lub EW. Na rys. 14 i 15 zilustrowano przyrost temperatury na taflach szklanych o budowie: szyba typu EW gr. 8 mm/15 mm ramka/szyba hartowana gr. 6 mm. Element składał się z kilku tafli, zamontowanych: jedna – szybą typu EW od strony nagrzewania (rys. 14), druga – szybą typu EW od strony przeciwnej do nagrzewania – od strony szyby hartowanej (rys. 15). Badanie przeprowadzono przy nagrzewaniu według krzywej standardowej N.

 

 

2016 3 20 1

Rys. 14. Wykresy przyrostów temperatury na szybie zespolonej, szyba typu EW od strony nagrzewanej

 

 

2016 3 20 2

Rys. 15. Wykresy przyrostów temperatury na szybie zespolonej, szyba typu EW od strony nienagrzewanej

 

 

Średnia wartość temperatury na tafli szklanej przy nagrzewaniu od strony szyby typu EW wynosiła w 30 minucie nagrzewania około 80oC, podczas gdy przy nagrzewaniu od strony przeciwnej około 270oC.

 

W tablicy 1 zestawione zostały wartości przyrostów temperatury średniej w zależności od typu przeszklenia i strony nagrzewania przedstawione na wykresach na rys. 5÷15.

 

 

Tablica 1. Wartości temperatury na szybach zespolonych w zależności od strony nagrzewania, rys. 5÷15

2016 3 19 1

 

 

Podsumowanie

 

1. Szyby ogniochronne warstwowe i komorowe [1] można zespalać z innymi szybami w celu jednoczesnego zapewnienia nie tylko odporności ogniowej elementu budynku, ale również wytrzymałości, izolacyjności cieplnej, ochrony przed słońcem, ochrony przed hałasem itp.

 

2. Wartości temperatury przy nagrzewaniu od strony szyby typu EI są zawsze niższe niż przy nagrzewaniu od strony przeciwnej, przy standardowej krzywej nagrzewania N, a różnice dochodzą do kilkudziesięciu stopni Celsjusza; tablica nr 1 – wiersze 1 ÷ 7.

 

3. Zasada z powyższego punktu jest zachowana także wówczas, gdy nagrzewanie od strony przeciwnej do szyby typu EI jest zgodne z krzywą zewnętrzną E (która reprezentuje niższy poziom oddziaływania termicznego niż krzywa standardowa N, rys. 13, tablica nr 1 – wiersz 6); różnice dochodzą również do kilkudziesięciu stopni Celsjusza.

 

4. Różnice w wartościach temperatury w zależności od strony nagrzewania są znacznie wyższe, gdy w zespoleniu zastosowana jest szyba typu E lub EW, rys. 14 i 15, tablica nr 1 – wiersz 7.

 

5. Wyniki badań zestawione w Tablicy 1 wskazują, iż różnice w przebiegu zarejestrowanych przyrostów temperatury charakteryzują zachowanie szyb zespolonych, niezależnie od tego w jakim elemencie badanym były one zastosowane (ściana osłonowa, ściana wypełniająca, drzwi dwuskrzydłowe czy drzwi jednoskrzydłowe,), a także w jakim układzie szyby były zastosowane (pionowo czy poziomo).

 

6. Powyższe wyniki znalazły odzwierciedlenie w ostatniej wersji norm PN-EN 1364-3 [4] i PN-EN 1364-4 [5] na poniżej prezentowanych rysunkach 16 a), 16 b) i 16 c) ilustrujących zasady nagrzewania wykorzystywane w przypadku elementów z szybami zespolonymi. 

 

 

2016 3 20 3

2016 3 20 4

2016 3 20 5

Rys. 16. Reguły dotyczące wykorzystania wyników badań z uwagi na typ ognioodpornych półprzezroczystych lub przezroczystych paneli wypełniających

 

 

Wnioski wynikające z rys. 16:

 

1. Przeprowadzenie badania odporności ogniowej elementu przy nagrzewaniu od strony szyby typu EI, rys. 16 a), z wypełnieniem A lub B lub C, pozwala sklasyfikować element w tej samej klasie odporności ogniowej [9] nie tylko z wypełnieniem A, ale także B i C.

 

2. Przeprowadzenie badania odporności ogniowej elementu przy nagrzewaniu od strony przeciwnej do szyby typu EI, rys. 16 b), tj. od strony wypełnienia C, pozwala sklasyfikować element w tej samej klasie odporności ogniowej tylko z wypełnieniami C i B; podczas gdy badanie odporności ogniowej od strony wypełnienia B pozwala na jego sklasyfikowanie w tej samej klasie odporności ogniowej tylko przy tym wypełnieniu. Badanie odporności ogniowej z tych dwóch stron nagrzewania, tj. od strony wypełnienia B lub C nie pozwala sklasyfikować elementu z wypełnieniem A.

 

3. W przypadku elementów z szybami E lub EW w ogóle nie ma możliwości rozszerzenia zakresu zastosowania wyników badania odporności ogniowej, niezależnie od tego czy badanie zostało przeprowadzone z wypełnieniem A, B lub C, rys. 16 c).

 

 

Zofia Laskowska


Andrzej Borowy
Instytut Techniki Budowlanej,
Zakład Badań Ogniowych

 

 

Literatura

1. Laskowska Z., Borowy A.: Szyby w elementach o określonej odporności ogniowe. Świat szkła nr 12/2015.

2. PN-EN 1279-1:2006 Szkło w budownictwie. Szyby zespolone izolacyjne. Część 1: Wymagania ogólne, tolerancje wymiarowe oraz zasady opisu systemu.

3. PN-EN 1364-1:2015-08 Badania odporności ogniowej elementów nienośnych. Część 1: Ściany.

4. PN-EN 1364-3:2014-03 Badania odporności ogniowej elementów nienośnych. Część 3: Ściany osłonowe. Pełna konfiguracja (kompletny zestaw).

5. PN-EN 1364-4:2014-04 Badania odporności ogniowej elementów nienośnych. Część 4: Ściany osłonowe. Częściowa konfiguracja.

6. PN-EN 1634-1:2014 Badania odporności ogniowej i dymoszczelności zestawów drzwiowych i żaluzjowych, otwieralnych okien i elementów okuć budowlanych. Część 1: Badania odporności ogniowej drzwi, żaluzji i otwieralnych okien.

7. PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej. Część 1: Wymagania ogólne. 

8. PN-EN 1363-2: Badania odporności ogniowej. Część 2: Procedury alternatywne i dodatkowe.

9. PN-EN 13501-2 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 2: Klasyfikacja na podstawie wyników badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej.

 

 

Autorzy dziękują firmom: ALUFIRE, ALUPROF, PONZIO, SAPA za udostępnienie raportów z badań odporności ogniowej oraz przedstawicielom firm: AGC, BOHAMET, Pilkington, POLFLAM, VETROTECH za bardzo cenne dyskusje.

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 03/2016

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik