Dřevo hoří bezpečně chování dřeva a dřevěných konstrukcí při požáru

Transkript

1 ČVUT v Praze, Fakulta stavební Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí Dřevo hoří bezpečně chování dřeva a dřevěných konstrukcí při požáru Petr Kuklík České Budějovice, Kongresové centrum BAZILIKA 29. dubna 2010

2 Obsah prezentace Úvod Chování materiálů za požáru Požární odolnost dřevěných konstrukcí Tabulky podle ČSN EN Výpočty podle ČSN EN Zkouška stěny lehkého skeletu Zkouška experimentálního objektu na bázi lehkého skeletu Zkouška stropu lehkého skeletu Zkouška dřevobetonového stropu Zkouška protipožárního pláště stropu lehkého skeletu Závěr

3 Úvod

4 Úvod

5 Úvod

6 Úvod Zkušební laboratoř 48m x 65m x 250m

7 Úvod Dřevěná konstrukce 6 podlaží

8 Úvod

9 Úvod

10 Úvod Požární úsek po požáru 64 minut

11 Úvod Požární zkouška schodiště

12 Úvod Betonová konstrukce 7 podlaží

13 Úvod Ocelová konstrukce 8 podlaží

14 Chování materiálů za požáru Beton Beton T C

15 Chování materiálů za požáru Ocel Ocel

16 Chování materiálů za požáru Dřevo

17 Požárn rní odolnost dřevd evěných konstrukcí Tabulkové hodnoty ČSN Požární bezpečnost staveb Požární odolnost stavebních konstrukcí; (platná do ) ČSN ed.2 Požární bezpečnost staveb Požární odolnost stavebních konstrukcí; květen 2007 Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí podle Eurokódů; 2009

18 Požárn rní odolnost dřevd evěných konstrukcí Vypočtené hodnoty ČSN EN Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru ČSN EN Navrhování dřevěných konstrukcí na účinky požáru Hodnoty zjištěné zkouškou

19 Tabulky podle ČSN EN

20 Tabulky podle ČSN EN

21 Tabulky podle ČSN EN

22 Výpočty podle ČSN EN Požární namáhání podle nominální normové teplotní křivky Vrstva tepelně nezměněného dřeva Vrstva zuhelnatělého dřeva, dřevěné uhlí Vrstva pyrolýzy, tepelného rozkladu dřeva

23 Výpočty podle ČSN EN Nominální zuhelnatění d char, n = β t n

24 Výpočty podle ČSN EN Návrhová rychlost zuhelnatění Lepené lamelové dřevo s charakteristickou hustotou 290 kg/m 3 Rostlé dřevo s charakteristickou hustotou 290 kg/m 3 β 0 mm/min 0,65 0,65 β n mm/min 0,7 0,8 Rostlé nebo lepené lamelové dřevo listnatých stromů s charakteristickou hustotou 290 kg/m 3 Rostlé nebo lepené lamelové dřevo listnatých stromů s charakteristickou hustotou 450 kg/m 3 0,65 0,50 0,7 0,55 Vrstvené dřevo (LVL) 0,65 0,7

25 Výpočty podle ČSN EN Návrhová pevnost f = k fi,d mod, fi k fi f γ k M, fi přičemž k mod,fi je modifikační součinitel pro požár, který zohledňuje účinky teploty a vlhkosti na parametry pevnosti; k fi součinitel, kterým se převádí charakteristická hodnota na hodnotu 20% kvantilu: k fi = 1,25 pro rostlé dřevo; k fi = 1,15 pro lepené lamelové dřevo a desky na bázi dřeva; γ M,fi dílčí součinitel spolehlivosti při požáru γ M,fi = 1,0 charakteristická pevnost při běžné teplotě. f k

26 Výpočty podle ČSN EN Metoda redukovaného průřezu Počáteční povrch prvku d = d + k d ef char, n 0 0 Okraj zbytkového průřezu Okraj účinného průřezu d char d 0 d ef přičemž d o = 7 mm d char, n k o 1,0 = β t kde β n je nominální návrhová rychlost zuhelnatění t čas v minutách n

27 k 0 Výpočty podle ČSN EN Součinitel tloušťky vrstvy nulové pevnosti k 0 čas k 0 t menší než 20 minut t/20 t minimálně 20 minut 1,0

28 Výpočty podle ČSN EN Příklady protipožárního obložení 1 nosník, 2 sloup, 3 záklop, 4 obložení

29 Výpočty podle ČSN EN Čas porušení ochrany Dřevěné obložení,desky na bázi dřeva,sádrokarton typu A a H Dřevěné obložení,desky na bázi dřeva t t f ch = = t ch h β p 0 Sádrokarton typu A a H t ch = 2,8 h 14 p

30 Výpočty podle ČSN EN Zuhelnatění pro t ch = t f a t a = min. 25 mm

31 Výpočty podle ČSN EN

32 Zkouška stěny lehkého skeletu při skutečném požáru 40 min 67 min 83 min

33 Průběhy teplot Srovnání zatěžovacích teplotních křivek Teplota [ C] ISO 834 Parametrický požár , Čas [min] 800,00 700,00 600,00 Teplota [ C] 500,00 400,00 300,00 PH1 PH2 PH3 PH4 200,00 100,00 Teploty naměřené čidly 0, Čas [min]

34 Modelování MKP

35 Porovnání modelu s experimentem 700,00 Teplota [ C] 600,00 Teplota [ C] 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 experiment model 0, Čas [min] 0, Čas [min] čidlo PH1 čidlo PH2

36 Zkouška experimentálního objektu při skutečném požáru Spolupráce HLC Hodonín, Fakulta stavební ČVUT a zkušebna PAVUS

37 Dispozice objektu

38 Mechanické a požární zatížení Podle ČSN EN

39 Teplotní křivky

40 Skladba stěny a teploty za požáru

41 Skladba stěny a teploty za požáru

42 Skladba stěny a teploty za požáru

43 Skladba stěny a teploty za požáru

44 Skladba stěny a teploty za požáru

45 Fotogalerie Zapálení paliva Čas +6 min Čas +7 min Čas +14 min

46 Fotogalerie Čas +20 min Čas +25 min Čas +26 min Čas +30 min

47 Fotogalerie Dělicí stěna Strop Čelní stěna

48 Zkouška stropu lehkého skeletu podle ČSN EN Spolupráce Haas Fertigbau, Fakulta stavební ČVUT a zkušebna PAVUS

49 Zkouška dřevobetonového stropu podle ČSN EN Spolupráce Fakulta stavební ČVUT, Tesařství Biskup, TESKO ČDZ, SFS intec a zkušebna PAVUS

50 Zkušební těleso

51 Zkouška protipožárního pláště stropu lehkého skeletu podle CEN/TS Nosníky stropu kryty pláštěm z desky Grenabord

52 Závěr Dřevěné konstrukce při požáru zuhelnaťují, ale jejich zbytkové průřezy příliš nemění svou únosnost a tuhost. Odolnost dřevěných konstrukcí při požáru lze stanovit konzervativně výpočtem. Zkoušky jsou vhodné, když chceme dosáhnout vyšší požární odolnosti než lze dosáhnout výpočtem. Zkoušky jsou nutné pro skladby konstrukcí, pro které výpočty nejsou k dispozici. Zkoušky jsou vhodné pro rozšíření poznání problematiky požární odolnosti a zpřesnění výpočtů.

53 DĚKUJI ZA POZORNOST