Požární odolnost betonových konstrukcí K.B.K. fire, s.r.o. Heydukova 1093/26 70200 Ostrava - Přívoz Ing. Petr Bebčák, Ph.D. Tel.777881892 bebcakp@kbkfire.cz
Základním ukazatelem, který vyplývá z kodexu norem požární bezpečnosti ve vztahu ke stavebním konstrukcím je pojem požární odolnost stavební konstrukce. Požární odolnost stavebních konstrukcí je doba v minutách, po kterou jsou stavební konstrukce schopny odolávat účinkům požáru podle normou definovaných podmínek a kritérií, aniž by došlo k porušení jejich funkce specifikované mezními stavy požární odolnosti. Požární odolnost konstrukce se vztahuje zejména k nosným a požárně dělícím konstrukcím a to ke stěnám, stropům, střešním konstrukcím, nosníkům a sloupům, obvodovým stěnám, požárním uzávěrům a klapkám, vzduchotechnickým potrubím, zavěšeným podhledům atd. Stanovení požární odolnosti stavebních konstrukcí se provádí na základě zkoušek, případně výpočtem, nebo kombinací těchto metod.
Dle kodexu norem požární bezpečnosti staveb jsou mezní stavy požární odolnosti jednotlivých druhů stavebních konstrukcí definovány takto: R E nosnost celistvost Mezní stavy požární odolnosti I W S M C izolační schopnost mezní teploty na neohřívaném povrchu izolační schopnost mezní hustota tepelného toku z neohřívané strany odolnost proti průniku kouře odolnost proti mechanickému poškození opatření samouzavíracím zařízením Tyto mezní stavy požární odolnosti se vztahují na všechny konstrukce mající požárně dělící funkci
Na dosažení mezních stavů požární odolnosti stavebních konstrukcí má pochopitelně vliv časový průběh požáru a to zejména nárůstu teplot při konkrétním požáru, který je různý a závisí na mnoha proměnných a to zejména na povaze hořlavého materiálu, jeho výhřevnosti, uložení, větrání při požáru, konstrukčním a architektonickém řešení objektu, meteorologických podmínkách atd. Vzhledem k těmto skutečnostem jsou mezinárodně jednotně stanoveny průběhy požáru dle teplotních křivek dle ČSN EN 1363-1 a ČSN EN 1363-2. V současné době jsou do soustavy českých norem zavedeny následující základní normy pro zkoušení požární odolnosti: ČSN EN 1363-1 Zkoušení požární odolnosti Část 1: Základní požadavky
ČSN EN 1363-2 Zkoušení požární odolnosti Část 2: Alternativní a doplňkové postupy ČSN EN 1364-1 Zkoušení požární odolnosti nenosných prvků Část 1: Stěny ČSN EN 1364-2 Zkoušení požární odolnosti nenosných prvků Část 2: Podhledy ČSN EN 1365-1 Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 1: Stěny ČSN EN 1365-2 Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 2: Stropy a střechy ČSN EN 1365-3 Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 3: Nosníky ČSN EN 1365-4 Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 4: Sloupy
Evropské normy pro stanovení požární odolnosti stavebních konstrukcí EN 1363-1 a EN 1363-2: ČSN EN zavádí čtyři druhy tepelného namáhání zkušebního vzorku ve zkušební peci a to: Teplotní normová křivka je definována vztahem: T = 345 log 10 (8t + 1) + 20 kde: T je průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách. Uhlovodíková teplotní křivka je definována vztahem: T = 1080 [1-0,325 e -0,167 t - 0,675 e -2,5 t ] + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách.
Teplotní křivka vnějšího požáru je definována vztahem: T = 660 [1-0,687 e -0,32 t - 0,313 e -3,8 t ] + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách. Teplotní křivka pomalého zahřívání je definována vztahy: pro 0 < t 21 T = 154 t 0,25 + 20 pro t > 21 T = 345 log 10 (8 (t - 20) + 1) + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách.
teplota [ C] teplota [ C] Stavební řešení Volba teplotního namáhání stavebních konstrukcí při požáru Teplotní křivky 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 140 čas [min] Normová křivka Uhlovodíková křivka Křivka vnějšího požáru Křivka pomalého zahřívání RWS křivka 1600 1400 1200 Průběh RWS křivky 1000 800 RWS 600 400 200 0 0 50 100 150 čas [min]
Zkouška požární odolnosti Ve zkušebních laboratořích v Batizovcích firmy FIRES, s.r.o. byla 11. 10. 2006 vykonána zkouška odolnosti výseku nosné železobetonové stěny tunelu. Vzorek mel rozměry 3000 x 3000 x 350 m, byl vyroben ze stejného betonu jako definitivní ostění tunelu (C30/37 s přídavkem PP vláken, výztuž 10 505 R) Zkušební vzorek byl zatížen silou 1000 kn působící na horní hranu vzorku. Výsledkem zkoušky bylo vyhodnocení: nosnost - 181 min bez porušení celistvost 181 min bez porušení
Stanovení požární odolnosti betonových konstrukcí podle ČSN EN1992-1-2 v závislosti na rozměru konstrukce a vrstvě krytí ocelové výztuže: -železobetonových sloupů -betonových nenosných stěn s výztuží i bez -nosných železobetonových stěn -prostě podepřených nosníků z ŽB a předpjatého betonu -spojitých nosníků z ŽB a předpjatého betonu Literatura: Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí podle Eurokodů. Roman Zoufal a kolektiv