1. Podaj temperatury graniczne dla stali, w których:



temperatura nie ma wpływu na wartość granicy plastyczności (dopuszczalny błąd +/- 20 )

Wg Tablicy 10.6 PN-EN 1993-1-2 współczynnik redukcyjny odnoszący się do granicy
plastyczności stali (

) przyjmuje wartości:

Można więc wnioskować, że temperatura maksymalna nie wywierająca wpływu na granicę
plastyczności to



wartość granicy plastyczności spada o połowę w porównaniu z temperaturą pokojową
(dopuszczalny błąd +/- 20 )
Wg tej samej: Tablicy 10.6 PN-EN 1993-1-2 współczynnik redukcyjny odnoszący się do
granicy plastyczności stali (

) przyjmuje wartości:

Interpolując liniowo te wartości, przyjmując za

otrzymamy zależność:

2. Wytrzymałość stali i wytrzymałość betonu na ściskanie spadają
przy wzroście temperatury z bardzo podobną szybkością. Z czego
wynika więc większa odporność konstrukcji żelbetowych na warunki
pożarowe?

Zależność ta wynika z prostych zależności:



pierwsza z nich to różnica w cieple właściwym i przewodności cieplnej stali i betonu

(Dla przypomnienia ciepło właściwe jest to ilość energii w [J] jaką musimy dostarczyć aby

ogrzać 1 kg danego materiału o 1 K = , jednostką ciepła właściwego jest

)

W prostych modelach obliczeniowych przyjmuje się parametry stali i betonu:
ciepła właściwe:

przewodności cieplne:



druga - zależność geometrii przekrojów/elementów betonowych i stalowych - wskaźniki
masywności

Kształt i geometria przekroju poprzecznego jest kolejnym istotnym czynnikiem

determinującym zachowanie się elementu konstrukcyjnego w sytuacji pożarowej. W
przypadku elementów, których powierzchnia boczna jest duża w stosunku do objętości
zawartego w nich materiału (np. zimnogięte kształtowniki stalowe) przepływ ciepła z
otoczenia do elementu konstrukcyjnego jest bardzo szybki, dlatego elementy takie
charakteryzują się niewielką odpornością na działanie pożaru. Z kolei elementy masywne,
których powierzchnie boczne są niewielkie w porównaniu z objętością zawartego w nich
materiału (np. duże belki o przekroju prostokątnym) będą wykazywał znacznie większą
„wrodzona” odporność na działanie pożaru.

Powyższa charakterystyka przekroju jest opisywana ilościowo poprzez wskaźnik

masywności (w Eurokodach nazywany wskaźnikiem ekspozycji przekroju) definiowany jako
A

m

/V, gdzie A

m

to pole powierzchni elementu na jednostkę długości a V to objętość elementu

na jednostkę długości.
Sposób wyznaczania powyższego wskaźnika najłatwiej zobrazować na prostym przykładzie.
Rozważmy słup o przekroju kwadratowym 0,30 x 0,30 m oraz analogiczny słup o przekroju
dwuteowym 0,50 x 0,30 m mający takie samo pole powierzchni przekroju poprzecznego. W
tym
drugim przypadku pomimo tej samej ilości zawartego w nim materiału znacznie zwiększa się
powierzchnia boczna elementu, przez którą wnikać może w niego strumień ciepła.
Charakterystyki geometryczne dla obu przypadków przedstawione są poniżej.

Jak widać przekrój dwuteowy charakteryzuje się znacznie wyższym (gorszym) wskaźnikiem
ekspozycji.

3. Wymień właściwości stali zmieniające się w podwyższonej
temperaturze uwzględniane w obliczeniach konstrukcji w sytuacji
pożarowej.

Podstawowymi właściwościami stali zmieniającymi się uwzględnianymi w obliczeniach są:







właściwości termiczne

1. ciepło właściwe
2. wydłużalność termiczna
3. przewodność cieplna

Zmieniające się w zależności od temperatury

4. Przedstaw na wykresie temperatura - czas przebieg typowego
pożaru, zaznacz i nazwij charakterystyczne etapy wyróżniane w czasie
pożaru

Modele pożaru - standardowy a) i
parametryczny b) na tle rzeczywistych
warunków nagrzewania (Arkady tom 5 str. 668)

Charakterystyczne etapy:



pierwsza pionowa oś - zapłon (zmiana
temperatury)



druga pionowa oś - rozgorzenie (zmiana
temperatury)



na osi poziomej odłożone kolejno faza
wzrostu od drugiej osi pionowej do
wierzchołka pożaru parametrycznego
oraz faza stygnięcia - od końca fazy
wzrostu..



na osi x - delta t (zmiana czasu)

5. Wymień i scharakteryzuj podstawowe zagrożenia występujące w
czasie pożaru wewnętrznego.



zagrożenie życia lub zdrowia przebywających w budynku osób poprzez:

1. bezpośrednie działanie ognia
2. destrukcyjne a nawet śmiercionośne dla zdrowia ludzkiego działanie toksycznych

produktów spalania

3. uszkodzenie elementów konstrukcji budynku
4. zawalenie się budynku

(W Polsce rocznie ginie w pożarach 1,46 osoby na 100 tysięcy mieszkańców - jest to
wartość w przybliżeniu równa wartości średniej w krajach europejskich)



zagrożenia utraty mienia

1. utrata wartościowych przedmiotów/dokumentów
2. uszkodzenie budynku lub całkowite jego zawalenie - szczególnie bolesne w

budynkach zabytkowych

( W państwach europejskich straty bezpośrednie spowodowane pożarami wynoszą

od 0,09 do 0,4 % dochodu narodowego - koszty prewencji to z kolei około 0,9 % dochodu
narodowego)

6. Na czym polega podejście nakazowe w ochronie przeciwpożarowej?
Jaka jest rola inżyniera budowlanego?

Wg Tomu II Arkady str. 670:

"Pojęcie bezpieczeństwa pożarowego jest związane ściśle z charakterem przepisów

obowiązujących w tym zakresie, przy czym można rozróżnić dwa krańcowo różnie sposoby ich
formułowania:



w postaci nakazów i zakazów odnoszących się do pewnych konwencjonalnych charakterystyk



w postaci wymagań użytkowych
W pierwszym przypadku przepisy mają w dużym stopniu charakter formalno-prawny a miarą
bezpieczeństwa pożarowego jest zgodność wykonania budynku z podanymi w nich
wymaganiami. Miara ta, jako koniunkcja wymagań o różnej istotności, może przyjmować
wyłącznie dwie wartości:
0 - jeżeli nie są spełnione którekolwiek z wymagań zawartych w przepisach, to
bezpieczeństwo pożarowe w budynku nie jest zapewnione
1- jeżeli są spełnione wszystkie wymagania zawarte w przepisach, to budynek jest bezpieczny

W drugim przypadku miarę bezpieczeństwa pożarowego jest czas do osiągnięcia stanów
krytycznych:
- konstrukcji
- środowiska w pomieszczeniu i poszczególnych częściach budynku"

Można więc wnioskować, że podejście nakazowe w ochronie przeciwpożarowej wymaga
spełnienia wszystkich wymagań zawartych w przepisach/rozporządzeniach.

Inżynier budowlany powinien dopilnować aby obiekty budowlany był zaprojektowany i
wykonany w taki sposób, aby w przypadku pożaru:



przez założony czas była zapewniona nośność konstrukcji



ograniczenie rozprzestrzeniania się ognia i dymu w budynku



było ograniczone powstawanie i rozprzestrzenianie się ognia na obiekty sąsiednie,



mieszkańcy mogli opuścić obiekt lub być uratowani w inny sposób



był zapewniony odpowiedni poziom bezpieczeństwa ekip ratowniczych

7. Wymień osoby prawne i instytucje zaangażowane w ochronę
przeciwpożarową budynków.



właściciel, zarządca lub użytkownik budynku



instytucje korzystające z budynku



????????

8. Wymień i scharakteryzuj sposoby ochrony pożarowej

budynków.



czynna ochrona pożarowa - czujniki dymu -> spryskiwacze



bierna ochrona pożarowa - patrz pkt. 13



wyposażenie budynku w gaśnice, hydranty wewnętrzne z wężami gaśniczymi



stosowanie przegród przeciwpożarowych odgradzających strefy pożarowe

9. Wymień i krótko scharakteryzuj główne etapy analizy nośności
konstrukcji budynku prowadzonej metodami inżynierii pożarowej.

10. Zdefiniuj i omów oznaczenia: R60, I60, E30. Jaki dokument
definiuje te oznaczenia?

R60 - element wytrzyma 60 minut w stanie granicznym nośności ogniowej (fire resistance) -

czyli przez 60 minut będzie w stanie spełniać swoją funkcję nośną

I60 - element wytrzyma 60 minut w stanie granicznym izolacyjności ogniowej (fire isolation) -

czas po którym element przestaje spełniać funkcje oddzielające na skutek przekroczenia granicznej
wartości temperatury jego powierzchni nieogrzewanej

E30 - element wytrzyma 30 minut w stanie granicznym szczelności ogniowej (fire etacheite) -

czas po którym element przestaje spełniać funkcje oddzielające na skutek pojawienia się na jego
powierzchni nienagrzewanej płomieni lub wystąpienia szczelin przekraczających graniczne wartości
rozwartości lub długości

Jaki dokument? A taki:

"

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY

z dnia 12 kwietnia 2002 r.
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie"

11. Sposoby modelowania oddziaływań pożarowych.

12. Strefa pożarowa: definicja i cel stosowania.

Według polskich przepisów techniczno-budowlanych budynki dzieli oraz części budynków,

stanowiące odrębne strefy pożarowe, dzieli się w zależności od przeznaczenia i sposobu użytkowania
na:



mieszkalne, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej charakteryzowane
kategorią zagrożenia ludzi, określane jako ZL



produkcyjne i magazynowe, określane jako PM



inwentarskie (służące do hodowli inwentarza), określane jako IN
Budynki oraz części budynków określane jako ZL, zalicza się do jednej lub więcej kategorii
zagrożenia ludzi.

Strefą pożarową nazywa się budynek lub część budynku, oddzieloną od innych budynków lub

od pozostałych części budynku niezabudowanym pasem terenu o określonej szerokości minimalnej
bądź przegrodami oddzieleń przeciwpożarowych.

Minimalną szerokość pasa terenu, która jest niezbędna, aby budynki można było uznać za

odrębne strefy pożarowe i wymagane właściwości przegród oddzieleń przeciwpożarowych, określają
przepisy techniczno-budowlane.

Rozporządzenie ustanowiło 5 klas odporności pożarowej budynków lub ich części w

kolejności od najwyższej do najniższej : A B C D E

13. Sposoby zabezpieczenia biernego konstrukcji stalowych przed
pożarem.



ogniochronne izolacje natryskowe (granulat z wełny mineralnej)



zabezpieczenie płytowe (z wełny mineralnej, gipsowo-kartonowe zbrojone rozproszonym
włóknem szklanym, specjalne płyty silikatowo-cementowe



zabezpieczenia grupowe (sufity podwieszane z prasowanych płyt z wełny mineralnej, wełny
szklanej, płyt g-k lub specjalnych płyt ogniochronnych)



ogniochronne farby pęczniejące



obetonowanie elementu/ wykonanie elementu zespolonego

14. Omów najprostszą metodę analizy konstrukcji żelbetowych w
warunkach pożarowych.

Metoda tabelaryczna



porównanie zaprojektowanego otulenia zbrojenia w elemencie z wymaganym przez przepisy
w zależności od wymaganego czasu jaki ma wytrzymać element w warunkach pożaru



ewentualne przeprojektowanie elementu - zwiększenie otulenia zbrojenia, zwiększenie
wysokości/szerokości elementu w celu zapewnienie odpowiedniego otulenia z zachowaniem
wytrzymałości elementu poddanego oddziaływaniom obliczeniowym

15. Wymień najważniejsze materiały i wyroby stosowane do biernej
ochrony konstrukcji budowlanych przed pożarem.

Podstawowe materiały o dużej odporności na ogień:



wełna mineralna (w przeciwieństwie do styropianu)



gips



beton



azbest (wycofany)



perlit (ryolitowe szkliwo wuklaniczne, powstające wskutek nagłego ochłodzenia lawy.
Swoistą jego cechą jest zdolność do nawet piętnastokrotnego powiększania objętości
wskutek prażenia w temperaturze 950 - 1150 st.C. Powstaje wówczas PERLIT
EKSPANDOWANY.)



płyty silikatowo-cementowe