Wymiarowanie konstrukcji zgodnie z DIN EN 1993-1-2 (krzywe odporności ogniowej)

pożar

Pożar jest oddziaływaniem na konstrukcję i dlatego podlega warunkom brzegowym normy EN 1991-1-2. Niniejsza norma obejmuje również wszystkie nominalne krzywe temperatury w funkcji czasu oraz proste modele pożaru naturalnego, które mogą oddziaływać na konstrukcję.

Nominalne krzywe temperatura-czas

Na przestrzeni lat przeprowadzono wiele testów ogniowych w celu oceny zachowania elementów konstrukcyjnych w przypadku pożaru. Podczas badań możliwe było określenie rozwoju pożaru w czasie oraz krzywej temperatury w zależności od obciążenia ogniowego oraz komponentów i materiałów. Te krzywe temperatury w funkcji czasu mają zastosowanie tylko do pewnego momentu, ponieważ nie uwzględniają fazy rozwoju pożaru ani fazy schładzania. Dzięki tym testom oraz w celu ujednolicenia standardowej oceny, skodyfikowano prawo dotyczące temperatury i czasu, oparte na umowach międzynarodowych. Norma DIN EN 1991-1-2 zawiera trzy koncepcje krzywych pożarowych, które można wykorzystać w metodzie uproszczonej zgodnie z DIN EN 1993-1-2.

Koncepcje krzywych pożaru zgodnie z DIN EN 1991-1-2

Standardowa krzywa czas-temperatura (ETK):
Θ_g = 20 + 345 ∙ log₁₀ (8 ∙ t +1)
α_c = 25 ∙ [W/(m ∙ K)]

Krzywa pożaru zewnętrznego:
Θ_g = 660 ∙ (1 - 0,687 ∙ e ^{0,32 ∙ t} - 0,313 ∙ e ^{-3,8 ∙t} ) + 20
α_c = 25 ∙ [W/(m ∙ K)]

Krzywa pożarowa dla węglowodorów:
Θ_g = 1,060 ∙ (1 - 0,325 ∙ e ^{-0,167 ∙ t} - 0,675 ∙ e ^{-2,5∙ t} ) + 20
α_c = 50 ∙ [W/(m ∙ K)]

Istnieje również sparametryzowana krzywa ochrony przeciwpożarowej, która jest przeznaczona do zastosowania w ogólnych obliczeniach odporności ogniowej zgodnie z DIN EN 1993-1-2. W tym przypadku standardowa krzywa czas-temperatura jest najczęściej stosowaną krzywą pożarową, ponieważ większość badań eksperymentalnych materiałów ogniochronnych przeprowadzono zgodnie z tą krzywą. Krzywa pożaru zewnętrznego nie ma natomiast dużego znaczenia, ponieważ temperatura tej krzywej wzrasta do 660 °C, a zatem nie jest odpowiednia dla dłuższego czasu oddziaływania ognia z materiałem ogniochronnym. Krzywa pożaru węglowodorów jest podobna do krzywej pożaru tunelu, ponieważ temperatura na tej krzywej wzrasta do 1350 °C, a wzrost jest jeszcze bardziej stromy niż w przypadku jakiejkolwiek innej krzywej pożaru.

Pożar parametryczny

W przypadku zastosowania założeń pożaru parametrycznego należy zapewnić przeniesienie obciążenia przez element konstrukcyjny. Element nie powinien ulec uszkodzeniu podczas fazy pożaru, łącznie z fazą chłodzenia lub w wymaganym okresie ognioodporności. W załączniku A do normy EN 1991-1-2 przedstawiono parametryczną krzywą temperatury w funkcji czasu. Ten scenariusz pożaru nie jest już dozwolony w Niemczech, ponieważ należy zastosować wiążący Załącznik krajowy do EN 1991-1-2. W związku z tym, scenariusz ten został zastąpiony pożarem projektowym. Możliwy scenariusz pożarowy można w pełni opisać za pomocą tej krzywej, to znaczy: od fazy rozwoju poprzez fazę pożaru do fazy zaniku.

Parametryczna krzywa temperatura-czas zgodnie z EN 1991-1-2/NA

Odcinki krzywej są ograniczone charakterystycznymi punktami, wyznaczającymi przebieg uwalniania ciepła. Podczas definiowania wartości temperatur, konieczne jest rozróżnienie pomiędzy pożarem kontrolowanym przez wentylację, a pożarem kontrolowanym za pomocą paliwa. Co więcej, ten model pożaru naturalnego ma ograniczone zastosowanie. Model ma zastosowanie do obszaru o powierzchni do 400 m² i wysokości do 6 m. W przypadku pożarów obliczeniowych kontrolowanych przez wentylację, wartość charakterystyczną maksymalnego współczynnika wydzielania ciepła można obliczyć przy użyciu równań podanych w Załączniku A.