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
Obsah prezentace Úvod Chování materiálů za požáru Požární odolnost dřevěných konstrukcí Tabulky podle ČSN EN 1995-1-2 Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 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
Úvod
Úvod
Úvod
Úvod Zkušební laboratoř 48m x 65m x 250m
Úvod Dřevěná konstrukce 6 podlaží
Úvod
Úvod
Úvod Požární úsek po požáru 64 minut
Úvod Požární zkouška schodiště
Úvod Betonová konstrukce 7 podlaží
Úvod Ocelová konstrukce 8 podlaží
Chování materiálů za požáru Beton Beton T C
Chování materiálů za požáru Ocel Ocel
Chování materiálů za požáru Dřevo
Požárn rní odolnost dřevd evěných konstrukcí Tabulkové hodnoty ČSN 73 0821 Požární bezpečnost staveb Požární odolnost stavebních konstrukcí; 28. 2. 1973 (platná do 1. 3. 2010) ČSN 73 0821 ed.2 Požární bezpečnost staveb Požární odolnost stavebních konstrukcí; květen 2007 Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí podle Eurokódů; 2009
Požárn rní odolnost dřevd evěných konstrukcí Vypočtené hodnoty ČSN EN 1991-1-2 Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru ČSN EN 1995-1-2 Navrhování dřevěných konstrukcí na účinky požáru Hodnoty zjištěné zkouškou
Tabulky podle ČSN EN 1995-1-2
Tabulky podle ČSN EN 1995-1-2
Tabulky podle ČSN EN 1995-1-2
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 Požární namáhání podle nominální normové teplotní křivky Vrstva tepelně nezměněného dřeva Vrstva zuhelnatělého dřeva, dřevěné uhlí Vrstva pyrolýzy, tepelného rozkladu dřeva
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 Nominální zuhelnatění d char, n = β t n
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 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
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 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
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 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
k 0 Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 Součinitel tloušťky vrstvy nulové pevnosti k 0 čas k 0 t menší než 20 minut t/20 t minimálně 20 minut 1,0
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 Příklady protipožárního obložení 1 nosník, 2 sloup, 3 záklop, 4 obložení
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 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
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2 Zuhelnatění pro t ch = t f a t a = min. 25 mm
Výpočty podle ČSN EN 1995-1-2
Zkouška stěny lehkého skeletu při skutečném požáru 40 min 67 min 83 min
Průběhy teplot 1400 1200 1000 Srovnání zatěžovacích teplotních křivek Teplota [ C] 800 600 ISO 834 Parametrický požár 400 200 900,00 0 0 100 200 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 0,00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Čas [min]
Modelování MKP
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 0,00 0 20 40 60 Čas [min] 0,00 0 20 40 60 Čas [min] čidlo PH1 čidlo PH2
Zkouška experimentálního objektu při skutečném požáru Spolupráce HLC Hodonín, Fakulta stavební ČVUT a zkušebna PAVUS
Dispozice objektu
Mechanické a požární zatížení Podle ČSN EN 1991-1-2
Teplotní křivky
Skladba stěny a teploty za požáru
Skladba stěny a teploty za požáru
Skladba stěny a teploty za požáru
Skladba stěny a teploty za požáru
Skladba stěny a teploty za požáru
Fotogalerie Zapálení paliva Čas +6 min Čas +7 min Čas +14 min
Fotogalerie Čas +20 min Čas +25 min Čas +26 min Čas +30 min
Fotogalerie Dělicí stěna Strop Čelní stěna
Zkouška stropu lehkého skeletu podle ČSN EN 1365-2 Spolupráce Haas Fertigbau, Fakulta stavební ČVUT a zkušebna PAVUS
Zkouška dřevobetonového stropu podle ČSN EN 1365-2 Spolupráce Fakulta stavební ČVUT, Tesařství Biskup, TESKO ČDZ, SFS intec a zkušebna PAVUS
Zkušební těleso
Zkouška protipožárního pláště stropu lehkého skeletu podle CEN/TS 13381-1 Nosníky stropu kryty pláštěm z desky Grenabord
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.
DĚKUJI ZA POZORNOST