8315x
001613
2.1.2020

Posouzení na účinky požáru pomocí parametrické teplotní křivky podle EN 1991-1-2

Přídavný modul RF-/STEEL EC3 umožňuje používat v programu RFEM, případně RSTAB nominální křivky časové závislosti teploty. V programu jsou k dispozici normové teplotní křivky (NTK), křivky vnějšího požáru a uhlovodíkové křivky. Kromě toho se v programu nabízí možnost přímo zadat koncovou teplotu oceli.

Tuto teplotu oceli můžeme například určit pomocí parametrické teplotní křivky tak, jak se stanoví v příloze k EN 1991‑1‑2. Níže provedeme a popíšeme výpočet pomocí parametrické teplotní křivky.

Pokud jako požární scénář použijeme vystavení účinkům parametrického požáru, musí být zajištěn přenos zatížení daným konstrukčním prvkem. Po celou dobu trvání požáru včetně fáze ochlazování nebo po požadovanou dobu požární odolnosti nesmí dojít k selhání konstrukčního prvku. V normě EN 1991-1-2 se v příloze A stanoví takzvané parametrické teplotní křivky. Takový požární scénář již není v Německu povolen a za závaznou se považuje národní příloha k EN 1991‑1‑2. Tento scénář byl nahrazen návrhovým požárem. Daná křivka umožňuje kompletně popsat možný požární scénář, tj. od fáze vzniku přes fázi plně rozvinutého požáru po fázi dohořívání.

Jednotlivé úseky křivky jsou zřetelně vymezeny body, které tak udávají průběh uvolňování tepla. Při stanovení teplotních hodnot je ovšem třeba rozlišovat mezi požáry řízenými větráním a požáry řízenými palivem. Navíc lze tento přirozený model požáru uplatňovat pouze omezeně. Platí pro požární úseky do podlahové plochy 400 m² a s maximální výškou 6 m. U návrhových požárů řízených větráním lze charakteristickou hodnotu maximální rychlosti uvolňování tepla vypočítat pomocí následujících rovnic.

Pro výpočet teploty v ocelovém průřezu lze použít například Microsoft Excel. V sekci Ke stažení se nachází makro Excel pro stanovení teploty. Vypočítanou hodnotu lze následně přímo použít v modulu.

Průběh výpočtu

Z počátečních hodnot program nejdříve spočítá plochu povrchu konstrukcí ohraničujících požární úsek, faktor otvorů a jednotlivé součinitele prostupu tepla, které se následně zprůměrují. Nyní je třeba rozlišit, zda se jedná o požár řízený větráním nebo palivem. Toto rozlišení typu požáru provádí samostatně program porovnáním hodnot Qmax,v a Qmax,f. V dalším kroku se na základě hustoty referenčního požárního zatížení q = 1 300 MJ/m² vypočítají jednotlivé časové úseky a příslušné teploty.

Po výpočtu referenčních teplotních rozsahů následuje porovnání s návrhovým požárním zatížením a referenčním požárním zatížením, aby bylo možné stanovit skutečné časové úseky a příslušné teploty. Výpočet jednotlivých bodů probíhá ve smyčce. Kromě toho je v programu k dispozici normová teplotní křivka (NTK), a lze tak tak okamžitě provést porovnání s přirozeným požárním scénářem.

Výsledky výpočtu

Z výpočtu je zřejmé, že průběh přirozeného požáru je slabší než v případě NTK, ačkoli byla pro přirozený model požáru zvolena velmi vysoká hustota požárního zatížení. Také ohřívání požárního úseku nepostupuje tak rychle jako v případě NTK, což více odpovídá skutečnosti. Doba trvání přirozeného požárního scénáře je obvykle podstatně delší, než se vyžaduje, protože vždy zahrnuje fázi ochlazování. Tato fáze ochlazování zahrnuje vyhoření požárního úseku a lze ji například hašením výrazně zkrátit.


Autor

Ing. Frenzel je zodpovědný za vývoj produktů pro dynamiku. Kromě toho poskytuje technickou podporu pro zákazníky Dlubal Software v Německu.

Odkazy
Reference
  1. EN 1991-1-2 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-2: Obecná zatížení - účinky požáru na konstrukce. Berlín: Beuth, 2016
Stahování


;