Posouzení za požární situace

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Posouzení za požární situace"

Matyáš Slavík
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 PŘESTUP TEPLA DO KONSTRUKCE Zdeněk Sokol 1 Posouzení z ožární situe Telotní nlýz ožárnío úseku Přestu tel do konstruke Návrový model ČSN EN ČSN EN 199x-1-2 ČSN EN 199x

2 Přestu tel Vedením Prouděním Sáláním CONDUCTION CONVECTION RADIATION 3 OCELOVÉ KONSTRUKCE ČSN EN

3 Modelování řestuu tel MKP, když je třeb uvžovt nerovnoměrné rozdělení teloty o růřeze řírůstkovou metodou odle ČSN EN ro neráněné rvky ro teelně izolovné rvky d 1 A 2 d q 1 2 q=-a 2-1 d 5 Neráněné rvky Jednorozměrné vedení tel Rovnová mezi řírůstkem teloty rvku telem řijtým ovrem rvku v čsovém intervlu t zvýšení teloty mteriálu V,t A m net, d t telo řijté ovrem kde V je objem rvku [m 3 ] n jednotku délky A m je ovr rvku [m 2 ] n jednotku délky je měrné telo oeli [zjednodušeně = 650 J /kg K] objemová motnost oeli [ = 7850 kg / m 3 ] net,d je návrová odnot teelnéo toku od roudění sálání vztžená n jednotku loy t je čsový intervl v sekundá 6 3

4 Neráněné rvky Z ředokldu rovnoměrnéo rozložení teloty o růřezu je řírůstek teloty v čsovém intervlu t,t A / V kde A m / V je součinitel růřezu [m -1 ]. m net,d t neltí ro menší odnoty než 10 m -1 ro odnoty nd 200 m -1 již nemá řešení rktiký význm, rotože,t g,t čsový intervl t se nemá brát větší než 5 s Vzrůst teloty oeli v čse závisí n součiniteli růřezu A m /V. 7 Měrné telo oeli J/kg K 20C 600C 600C 735C 735C 900C 900C 1200C ,773 0, , zjednodušeně = 650 J / kg K Telot 8 4

5 Součinitel růřezu A m /V b Obvod Plo Exonovný obvod Plo 2(b+) Plo 9 Součinitel růřezu A m /V Exonovný obvod Celková lo Exonovný obvod Celková lo Exonovný obvod Celková lo 10 5

6 Vliv stínění / V m, t ks net, d zjednodušeně se ultňuje ro elkový teelný tok k s = 1 ro uzvřené konvexní růřezy A t k s = 0,9 (A m /V) b / (A m /V) ro růřezy tvru I normovou telotní křivku k s = (A m /V) b / (A m /V) ro osttní růřezy Prktiky ro I růřezy: A / V A / V Am / V m b Am / V,t ks net,d t 0, 9 net,d t 0, 9 A / V m m b net, d t 11 Součinitel růřezu (A m /V) b b Obvod Plo Exonovný obvod Plo 2(b+) Plo 12 6

7 Teelný tok Teelný tok net se stnoví jko součet účinků roudění sálání v okolí rvku jeo návrová odnot se určíze vztu net,d net, net,r kde net, složk řestuu tel rouděním n jednotku loy [W/m 2 ] net,r složk řestuu tel sáláním n jednotku loy [W/m 2 ] 13 Přestu tel rouděním Složk teelnéo toku rouděním n jednotku loy [W/m 2 ] se stnoví ze vztu net, kde α je součinitel řestuu tel rouděním α = 25 W/m 2 K ři oužití normové telotní křivky α = 35 W/m 2 K ři oužití rmetriké telotní křivky α = 50 W/m 2 K ři oužití ulovodíkové telotní křivky α = 35 W/m 2 K ři oužití zónový modelů, modelu lokálnío ožáru g je telot lynů v okolí rvku [ C ] m ovrová telot rvku [ C ] g m 14 7

8 Přestu tel sáláním Sálvá složk teelnéo toku n jednotku loy [W/m 2 ] se stnoví ze vztu kde net,r res 5,67 10 r m 273 je oloový fktor, zrvidl = 1,0 ε res výsledná emisivit, viz dlší stránk r sálvá telot okolí rvku [ C ], lze ji ovžovt z rovnou telotě lynů g m ovrová telot rvku [ C ] 5, Stefn-Boltzmnnov konstnt [W/(m 2 K 4 )] 4 15 Výsledná emisivit res f m ε f je emisivit vztžená k ožárnímu úseku, obvykle 1,0 ε m je emisivit vztžená k ovru mteriálu ro běžné oelové rvky se očítá s odnotou 0,7 ro rvky z nerezové oeli 0,4 ro rvky z liníkový slitin 0,3 (bez nátěru) 0,7 (s nátěrem) Emisivit se mění v růběu oření (konentre evný části ve sliná) její odnot má zásdní význm n řesnost řešení. 16 8

9 Přírůstková metod Am / V, t ks net, d t výočet v tbule (exel) telot lynů (odle zvolené telotní křivky - modelu) řírůstek teloty složky teelnéo toku měrné telo oeli telot růřezu v čse t t t g net,r net, net,d,t,t min se min 20.0 J/kg K Grf závislosti teloty oelovéo neráněnéo rofilu,t n době trvání ožáru t n součiniteli růřezu A m /V, normová křivk Telot C A m / V = 10 m Čs, min 18 9

Cráněné rvky Zstínění - odled Teelná izole ožárně ornným mteriálem obetonování nástřik teelně izolční omítkou obkld zěňoví nátěry Požárně ornný mteriál musí kromě

10 Cráněné rvky Zstínění - odled Teelná izole ožárně ornným mteriálem obetonování nástřik teelně izolční omítkou obkld zěňoví nátěry Požárně ornný mteriál musí kromě izolční oždvků slňovt oždvky n elistvost o dobu oždovné ožární odolnosti. Vlstnosti mteriálů se určují exerimentálně. Vodné mteriály mjí ertifikát. 19 Podled 20 10

11 Zbudování - obetonování Nosník od deskou Zuštěný nosník Slim-floor systémy 21 Protiožární nástřik Alike rotiožárnío nástřiku 22 11

12 Protiožární nástřik 23 Obkld řírv ožární zkoušky Mokrsko, 18. září 2008 roztím jedn vrstv nejsou řetmeleny sáry není obložen slou ni digonály ztužidl nosník zůstne neráněný 24 12

13 Obkld ožární zkoušk Mokrsko, 18. září Zěňujíí nátěry 26 13

14 Zěňujíí nátěry Při zkouše Před zkouškou 27 Zěňujíí nátěry Po zkouše 28 14

15 Orientční odnoty vlstností teelně izolční mteriálů Teelně izolční mteriál Objemová motnost Obs vlkosti Teelná vodivost Měrné telo [kg m -3 ] % [W m -1 K -1 ] [J kg - 1 K -1 ] Nástřiky minerální vlákn , vermiulit , erlit , Hutné nástřiky vermiulit (erlit) ement , vermiulit (erlit) sádr , Desky vermiulit (erlit) ement , silikátová (váenosilikátová) vlákn , silikátová (váenosilikátová) vlákn ement , sádrové desky , slisovné vláknité ze silikátový vláken, minerální vlny, čedičové vlny , Zěnitelné (intumensentní) nátěry , Beton běžný , lečený , Zdivo z dutý iel , z lný iel , z betonový bloků , Neoužívt vlstnosti mteriálů určený z studen! 29 Přírůstek teloty ráněnéo růřezu Prini: vedení tel vrstvou ornnéo mteriálu izole K ins Am Δt θ g Δθ ρ V θ g θ oel θ m Součinitel K ins závisí n vlstnoste ornnéo mteriálu λ teelné vodivosti ρ ustotě měrném tele d tloušťe Pro lekou izoli K ins λ / d Povrová telot ornné vrstvy je řibližně stejná jko telot lynů θ g - θ m << θ m - θ θ růbě telot lineární růbě díky rozdílu v teelný kitá 30 15

16 Přírůstek teloty ráněnéo růřezu A / V g,t,t / 10 t e 1 kde,t d A V d 1 / 3 teelná vodivost ožárně ornnéo mteriálu [W/mK] A /Vsoučinitel růřezu ro ráněné rvky [m -1 ] d tloušťk ožárně ornnéo mteriálu [m] objemová motnost ožárně ornnéo mteriálu [kg/m 3 ] objemová motnost oeli [ = 7850 kg/m 3 ] měrné telo ožárně ornnéo mteriálu [J/ kgk] měrné telo oeli g,t ro řírůstek okolní teloty běem čsovéo intervlu t v sekundá, který se nemá brát větší než 30 sekund,t g,t 0 31 Součinitel růřezu A /V ráněný růřez b Obvod oel. růřezu Plo oel. růřezu Vnitřní obvod obkldu Plo oel. růřezu 2(b+) Celková lo oel. růřezu 32 16

17 Stnovení součinitele růřezu A / V ro ráněné rvky Náčrt Pois A / V Zkrytí konstntní tloušťky odél eléo ovru obvod růřezu růřezová lo b b 1 2 Trulíkové zkrytí konstntní tloušťky 1) 2 (b + ) růřezová lo b b 1 b 2 Zkrytí konstntní tloušťky vystvené ožáru ze třístrn Trulíkové zkrytí konstntní tloušťky 1) vystvené ožáru ze třístrn 1) mezery 1 2 nemjí být větší než /4 obvod růřezu b růřezová lo 2 + b růřezová lo 33 Přírůstková metod Δθ,t λ d A /V ρ θ g,t θ,t 1 / 3 Δt / 10 e 1Δθg,t telot lynů (odle zvolené telotní křivky - modelu) řírůstek teloty výočet v tbule (exel) měrné telo oeli vlstnosti ornnéo mteriálu telot růřezu v čse t t t g,t,t min se min 20.0 J/kg K J/kg K

Grf závislosti teloty oelovéo ráněnéo rofilu,t n době trvání ožáru t n součiniteli růřezu A /V 800 700 600 500 Telot, C 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 800 600 400 400

18 Grf závislosti teloty oelovéo ráněnéo rofilu,t n době trvání ožáru t n součiniteli růřezu A /V Telot, C d A 0 V -1-3, W K m V d A Čs, min 35 Nomogrm ro stnovení ožární odolnosti reduke ztížení - odmínky ůsobení - součinitel růřezu 36 18

19 Srnutí Pro běžné neráněné i ráněné rvky oelový konstrukí se oužívá řírůstková metod ro určení jeji teloty ři ožáru Podrobnosti ro řešení teloty rvků jsou v normě ČSN EN Pro rylý výočet teloty lze oužít jednodué omůky: tbulky, grfy Vlstnosti mteriálů rotiožární orny ráněný rvků oskytne jeji výrobe 37 Děkuji z ozornost 38 19

Podobné dokumenty

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN Stanovení požární odolnosti NAVRHOVÁNÍ OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ NA ÚČINKY POŽÁRU ČSN EN 1993-1-2 Ing. Jiří Jirků Ing. Zdeněk Sokol, Ph.D. Prof. Ing. František Wald, CSc. 1 2 Přestup tepla do konstrukce v ČSN