Badania odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych

W obu przypadkach szkielet elementu próbnego wykonany był z trzykomorowych profili aluminiowych o takich samych wymiarach (komora środkowa o przekroju 38×42 mm – w przypadku ramy i słupów i 38×22 mm – w przypadku rygli, komory skrajne o przekroju 20×43 mm – w przypadku ramy i słupów i 20×23 – w przypadku rygli) z wkładami ogniochronnymi z płyty silikatowo-cementowej.

Jako wypełnienia szkieletu zastosowano dwa rodzaje szyb wielowarstwowych o różnych grubościach z tej samej grupy producenta. W każdym badaniu zastosowano 9 tafli szklanych o następujących wymiarach (szer. x wys.):

• 642×830 mm – szyby nr 1 i 2 (numeracja przeszkleń zgodnie z rys. 3),
• 652×932 mm – szyby nr 3, 4, 7 i 8,
• 642×2998 mm – szyby nr 5 i 6,
• 1353×1914 mm – szyba nr 9.

Rys. 3. Rozkład termoelementów na nienagrzewanej powierzchni przeszkleń elementów próbnych

W jednym badaniu przeszklenie składało się z 2 warstw żelu umieszczonych pomiędzy 3 szybami hartowanymi, a w drugim – z 4 warstw żelu umieszczonych pomiędzy 5 szybami hartowanymi. W przypadku przeszklenia z 2 warstwami żelu profile szkieletu wypełnione były wkładami ogniochronnymi tylko w środkowej komorze (rys. 1, fot. 1, 3 i 5), natomiast w przypadku przeszklenia z 4 warstwami żelu wypełnione były wszystkie komory profili (rys. 2, fot. 2, 4 i 6).

Badanie przeprowadzone na ścianie działowej z profilami wypełnionymi tylko w środkowej komorze trwało 37,5 min (badanie 1), natomiast badanie z profilami wypełnionymi we wszystkich komorach 68 minut (badanie 2). Obydwa badania zakończyły się z powodu utraty szczelności przez element próbny, przez co dalsze ich prowadzenie nie było możliwe, gdyż stanowiło zagrożenie dla personelu i aparatury badawczej.

Badania przeprowadzone zostały w Laboratorium Zakładu Badań Ogniowych ITB w Warszawie.

Porównanie wyników badań

Na przeszkleniach elementów próbnych opisanych w punkcie 2 naklejone zostały termoelementy powierzchniowe zgodne z PN-EN 1363-1:2012 [2]. W obu badaniach temperatura mierzona była w tych samych miejscach nienagrzewanej powierzchni ścian działowych. Rozkład termoelementów przedstawiono na rys. 3.

Porównane zostały wartości średnich przyrostów temperatury na wszystkich przeszkleniach oraz na przeszkleniach o takich samych wymiarach.

Na rys. 4÷8 przedstawiono porównanie średnich przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni (kolor niebieski – przeszklenia z 2 warstwami żelu, kolor zielony – przeszklenia z 4 warstwami żelu), odpowiednio:

• przeszkleń nr 1 i 2 (rys. 4),
• przeszkleń nr 3, 4, 7 i 8 (rys. 5),
• przeszkleń nr 5 i 6 (rys. 6),
• przeszkleń nr 9 (rys. 7),
• wszystkich przeszkleń (rys. 8).

Na rys. 9 przedstawiono różnicę pomiędzy śred- nim przyrostem temperatury na nienagrzewanej powierzchni przeszkleń o różnych grubościach (kolor czerwony – przeszklenia nr 1 i 2; kolor zielony – przeszklenia nr 3, 4, 7 i 8; kolor niebieski – przeszklenia nr 5 i 6; kolor żółty – przeszklenie nr 9; kolor różowy – wszystkie przeszklenia).

Podsumowanie

Analizując wykresy przedstawione powyżej zaobserwować można, jak duże znaczenie ma zastosowanie dodatkowych warstw pęczniejącego żelu w szybie.

W ciągu pierwszych 5 minut badania różnica pomiędzy średnim przyrostem temperatury na szybie z dwiema warstwami żelu i średnim przyrostem temperatury na szybie z 4 warstwami żelu gwałtownie rośnie, następnie do 15 minuty badania różnica pomiędzy przyrostami temperatur utrzymuje się na stałym poziomie, a między 15 i 25 minutą zaczyna się zmniejszać. Po 25 minucie badania następuje gwałtowny wzrost różnicy średnich przyrostów temperatury pomiędzy szybami z 2 warstwami żelu i szybami z 4 warstwami żelu – w momencie, kiedy w przypadku szyby z 2 warstwami żelu ostatnia z nich zaczyna się już wypalać w szybie z 4 warstwami żelu aktywuje się kolejna warstwa.

Rys. 10. Średnie przyrosty temperatury na nienagrzewanej powierzchni szyb, dla których zarejestrowano najważniejsze obserwacje podczas badań (kolor niebieski – przeszklenia z 2 warstwami żelu, kolor zielony – przeszklenia z 4 warstwami żelu)

Na rys. 10 przedstawiono średnie przyrosty temperatury na nienagrzewanej powierzchni szyb, dla których zarejestrowano najważniejsze obserwacje podczas badań.

Na rys. 11 i 12 przedstawiono porównanie średnich przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni szyb ze średnią temperaturą w piecu podczas badania odpowiednio dla szyb z 2 warstwami żelu i szyb z 4 warstwami żelu. Kolorem czerwonym oznaczono temperaturę w piecu natomiast kolorem niebieskim przyrost temperatury na szybach.