Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, ściany zewnętrzne budynku (do których to zaliczane są ściany osłonowe) powinny posiadać klasę odporności ogniowej od EI 30 (o↔ i) do EI 120 (o↔ i) w zależności od klasy odporności pożarowej budynku, przy czym wymagania te dotyczą w głównej mierze pasa międzykondygnacyjnego wraz z połączeniem ze stropem.
Przygotowanie urządzeń i sprzętu pomiarowego przed badaniem [2], [5], [7]
Element próbny
Jeżeli ściana osłonowa poddana jest ocenie zgodnie z kryterium izolacyjności ogniowej, to do jej nienagrzewanej powierzchni należy przymocować termoelementy powierzchniowe (rys. 5) służące do pomiaru temperatury średniej i maksymalnej. Rozkład termoelementów zależny będzie od tego, czy element nagrzewany jest od zewnątrz czy od wewnątrz.
Rozkład termoelementów na danych powierzchniach przedstawiony został w tabelach 3 (nagrzewanie od wewnątrz) i 4 (nagrzewanie od zewnątrz). Termoelementy umieścić można również na zamocowaniach w celu uzyskania informacji służącej do oceny możliwej redukcji wytrzymałości konstrukcji tych zamocowań.
Ponadto należy pamiętać o tym, że termoelementy nie mogą być umieszczane bliżej niż 100 mm od części wydzielonej, która nie jest oceniana pod względem izolacyjności ogniowej oraz o tym, że w przypadku, gdy badany element jest niejednorodny (tzn. zawiera powierzchnie wydzielone większe niż 0,1 m2, o spodziewanych innych poziomach izolacyjności ogniowej, czego dobrym przykładem mogą być przeszklenia), wtedy każda część wydzielona musi być indywidualnie monitorowana z uwagi na przyrost temperatury średniej. Na każdej części wydzielonej powinny się znajdować przynajmniej 2 termoelementy (jeden termoelement na każde 1,5 m2 powierzchni części wydzielonej).
Rys. 5. Schemat budowy termoelementu powierzchniowego (wymiary w mm)
Rys. 6. Schemat budowy termoelementu ruchomego (wymiary w mm)
Laboratorium badawcze powinno być również wyposażone w termoelement ruchomy (rys. 6), który umożliwia pomiar temperatury w miejscach innych niż wyszczególnione w tabelach 3 i 4, w których z różnych przyczyn może nastąpić przekroczenie temperatury kryterialnej.
Tabela 3. Rozkład termoelementów na powierzchni badanego elementu (numeracja powierzchni zgodnie z rys. 4)
*) Termoelement występuje tylko w przypadku gdy wymagana jest ocena wg kryterium izolacyjności ogniowej uszczelnienia pionowej liniowej szczeliny
**) Termoelement występuje tylko w przypadku gdy występuje połączenie uszczelnienia
P1÷6 Powierzchnie zgodnie z PN-EN 1364-3
UH Uszczelnienie poziomej liniowej szczeliny
UV Uszczelnienie pionowej liniowej szczeliny
Tabela 4. Rozkład termoelementów na nienagrzewanej powierzchni badanego elementu (numeracja powierzchni zgodnie z rys. 5)
Rozpoczęcie badania [5], [7]
Temperatura otoczenia przed badaniem powinna wynosić 20°C (+/-10).
Nie dłużej niż 5 minut przed badaniem należy sprawdzić temperaturę początkową zarejestrowaną przez wszystkie termoelementy. Początkowa temperatura nienagrzewanej powierzchni ściany osłonowej oraz uszczelnień szczelin liniowych powinna wynosić 20°C (+/-10) i nie powinna różnić się od początkowej temperatury otoczenia o więcej niż 5°C. Natomiast termoelementy piecowe (płytkowe) powinny wskazywać temperaturę 30°C (+/-20). Badanie rozpoczyna się w momencie, gdy któryś z termoelementów płytkowych wskaże temperaturę 50°C.
Rys. 7. Schemat budowy termoelementu do pomiaru temperatury otoczenia (wymiary w mm)
Rys. 8. Schemat budowy przyrządów do pomiaru ciśnienia (wymiary w mm)
Przebieg badania oraz kryteria odporności ogniowej sprawdzane podczas testu [2], [7], [8]
Nagrzewanie elementu próbnego może być prowadzone wg tzw. krzywej standardowej lub krzywej zewnętrznej. Ponadto należy prowadzić piec w taki sposób ażeby ciśnienie u góry elementu próbnego nie przekraczało 20 [Pa]. Ciśnienie w piecu powinno być monitorowane przez całe badanie, a dopuszczalne odchyłki to +/- 5 Pa w pierwszych 5 minutach badania i +/- 3 Pa w dalszej części badania. Przykładowy wykres ciśnienia w piecu mierzonego 0,25 m poniżej górnej krawędzi elementu próbnego przedstawia rys. 11.
Rys. 9. Przykładowy wykres ciśnienia w piecu w trakcie badania
Pomiar przemieszczeń
Podczas badania należy 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 od krawędzi swobodnej oraz w punkcie stanowiącym środek powierzchni nienagrzewanej elementu próbnego (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.
Fot. 3. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 15 minucie badania
Fot. 4. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 15 minucie badania
Kryterium szczelności (E) ogniowej
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 płomienia po stronie nienagrzewanej (nie pojawił się tam ogień ciągły trwający dłużej niż 10 s)
Rys. 10. Przykładowy wykres temperatur średnich dla największej tafli szklanej (ściana
osłonowa o deklarowanej odporności ogniowej EI 30, nagrzewanie od wewnątrz)
Rys. 11. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na słupach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 30, nagrzewanie od wewnątrz)
Rys. 12. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na ryglach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 30, nagrzewanie od wewnątrz
Rys. 13. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na uszczelnieniu poziomej
szczeliny liniowej (ściana osłonowa o deklarowanej odporności ogniowej EI 30,
nagrzewanie od wewnątrz)
Rys. 14. Przykładowy wykres temperatur średnich dla największej tafli szklanej (ściana
osłonowa o deklarowanej odporności ogniowej EI 30, nagrzewanie od zewnątrz)
Rys. 15. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na słupach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 30, nagrzewanie od zewnątrz)
Rys. 16. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na ryglach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 30, nagrzewanie od zewnątrz)
Rys. 17. Przykładowy wykres temperatur średnich dla największej tafli szklanej (ściana
osłonowa o deklarowanej odporności ogniowej EI 60, nagrzewanie od wewnątrz)
Rys. 18. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na słupach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 60, nagrzewanie od wewnątrz)
Rys. 19. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na ryglach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 60, nagrzewanie od wewnątrz)
Rys. 20. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na uszczelnieniu poziomej
szczeliny liniowej (ściana osłonowa o deklarowanej odporności ogniowej EI 60,
nagrzewanie od wewnątrz)
Rys. 21. Przykładowy wykres temperatur średnich dla największej tafli szklanej (ściana
osłonowa o deklarowanej odporności ogniowej EI 60, nagrzewanie od zewnątrz)
Rys. 22. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na słupach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 60, nagrzewanie od zewnątrz)
Rys. 23. Przykładowy wykres temperatur maksymalnych na ryglach (ściana osłonowa
o deklarowanej odporności ogniowej EI 60, nagrzewanie od zewnątrz)
Kryterium Izolacyjności (I) ogniowej
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 przeprowadzana jest za pomocą termoelementów powierzchniowych (rys. 5), które mocowane są do badanego elementu za pomocą kleju odpornego na temperaturę
Kryterium Promieniowania (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 [6].
Elementy, dla których zostało ocenione kryterium promieniowania, powinny być zidentyfikowane poprzez dodanie litery W do klasyfikacji (np. EW 30).
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.
Fot. 5. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 30 minucie badania (nagrzewanie od wewnątrz)
Fot. 6. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 36 minucie badania (nagrzewanie od wewnątrz)
Fot. 7. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 60 minucie badania (nagrzewanie od wewnątrz)
Fot. 8. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 45 minucie badania (nagrzewanie od zewnątrz)
Fot. 9. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 45 minucie badania (nagrzewanie od zewnątrz)
Fot. 10. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego w 61 minucie badania (nagrzewanie od zewnątrz)
Fot. 11. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu (nagrzewanie od zewnątrz)
Fot. 12. Widok nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu (nagrzewanie od zewnątrz)
Fot. 13. Widok nagrzewanej powierzchni elementu próbnego po badaniu (nagrzewanie od zewnątrz)
Zakończenie badania [7], [8]
Badanie może być zakończone z jednego lub więcej następujących powodów:
- bezpieczeństwa personelu lub zbliżającego się
uszkodzenia wyposażenia,
- osiągnięcia wybranych kryteriów,
- życzenia Zleceniodawcy.
mgr inż. Bartłomiej Sędłak
Zakład Badań Ogniowych ITB
Wojskowa Akademia Techniczna
Bibliografia
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2012 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
[2] PN-EN 1364-3 Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 3: Ściany osłonowe pełna konfiguracja (kompletny zestaw)
[3] PN-EN 13501-2 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej
[4] PN-EN 1364-4 Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 4: Ściany osłonowe częściowa konfiguracja
[5] PN-EN 1363-1 Badania odporności ogniowej – Część 1: Wymagania ogólne
[6] PN-EN 1363-2 Badania odporności ogniowej – Cześć 2: Procedury alternatywne i dodatkowe
[7] Sędłak B. Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych Część 1, „Świat Szkła” 3/2012
[8] Roszkowski P., Sędłak B. Metodyka badań odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych „Świat Szkła”, 9/2011
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
więcej informacj: Świat Szkła 10/2012
