1. Podaj temperatury graniczne dla stali, w których:
·ð temperatura nie ma wpÅ‚ywu na wartość granicy plastycznoÅ›ci (dopuszczalny bÅ‚Ä…d +/- 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
·ð wartość granicy plastycznoÅ›ci spada o poÅ‚owÄ™ w porównaniu z temperaturÄ… pokojowÄ…
(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:
·ð pierwsza z nich to różnica w cieple wÅ‚aÅ›ciwym i przewodnoÅ›ci 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 siÄ™ parametry stali i betonu:
ciepła właściwe:
przewodności cieplne:
·ð druga - zależność geometrii przekrojów/elementów betonowych i stalowych - wskaz
niki
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 wskaz
nik
masywności (w Eurokodach nazywany wskaz
nikiem ekspozycji przekroju) definiowany jako
Am/V, gdzie Am to pole powierzchni elementu na jednostkę długości a V to objętość elementu
na jednostkę długości.
Sposób wyznaczania powyższego wskaz
nika 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 majÄ…cy 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) wskaz
nikiem
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:
·ð
·ð
·ð wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci 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:
·ð pierwsza pionowa oÅ› - zapÅ‚on (zmiana
temperatury)
·ð druga pionowa oÅ› - rozgorzenie (zmiana
temperatury)
·ð na osi poziomej odÅ‚ożone kolejno faza
wzrostu od drugiej osi pionowej do
wierzchołka pożaru parametrycznego
oraz faza stygnięcia - od końca fazy
wzrostu..
·ð na osi x - delta t (zmiana czasu)
5. Wymień i scharakteryzuj podstawowe zagrożenia występujące w
czasie pożaru wewnętrznego.
·ð zagrożenie życia lub zdrowia przebywajÄ…cych 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 siÄ™ 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)
·ð 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:
·ð w postaci nakazów i zakazów odnoszÄ…cych siÄ™ do pewnych konwencjonalnych charakterystyk
·ð w postaci wymagaÅ„ 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:
·ð przez zaÅ‚ożony czas byÅ‚a zapewniona noÅ›ność konstrukcji
·ð ograniczenie rozprzestrzeniania siÄ™ ognia i dymu w budynku
·ð byÅ‚o ograniczone powstawanie i rozprzestrzenianie siÄ™ ognia na obiekty sÄ…siednie,
·ð mieszkaÅ„cy mogli opuÅ›cić obiekt lub być uratowani w inny sposób
·ð byÅ‚ zapewniony odpowiedni poziom bezpieczeÅ„stwa ekip ratowniczych
7. Wymień osoby prawne i instytucje zaangażowane w ochronę
przeciwpożarową budynków.
·ð wÅ‚aÅ›ciciel, zarzÄ…dca lub użytkownik budynku
·ð instytucje korzystajÄ…ce z budynku
·ð ????????
8. Wymień i scharakteryzuj sposoby ochrony pożarowej
budynków.
·ð czynna ochrona pożarowa - czujniki dymu -> spryskiwacze
·ð bierna ochrona pożarowa - patrz pkt. 13
·ð wyposażenie budynku w gaÅ›nice, hydranty wewnÄ™trzne z wężami gaÅ›niczymi
·ð stosowanie przegród przeciwpożarowych odgradzajÄ…cych 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:
" ROZPORZ
DZENIE 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:
·ð mieszkalne, zamieszkania zbiorowego i użytecznoÅ›ci publicznej charakteryzowane
kategorią zagrożenia ludzi, określane jako ZL
·ð produkcyjne i magazynowe, okreÅ›lane jako PM
·ð inwentarskie (sÅ‚użące do hodowli inwentarza), okreÅ›lane 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
bÄ…dz
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.
·ð ogniochronne izolacje natryskowe (granulat z weÅ‚ny mineralnej)
·ð zabezpieczenie pÅ‚ytowe (z weÅ‚ny mineralnej, gipsowo-kartonowe zbrojone rozproszonym
włóknem szklanym, specjalne płyty silikatowo-cementowe
·ð zabezpieczenia grupowe (sufity podwieszane z prasowanych pÅ‚yt z weÅ‚ny mineralnej, weÅ‚ny
szklanej, płyt g-k lub specjalnych płyt ogniochronnych)
·ð ogniochronne farby pÄ™czniejÄ…ce
·ð obetonowanie elementu/ wykonanie elementu zespolonego
14. Omów najprostszą metodę analizy konstrukcji żelbetowych w
warunkach pożarowych.
Metoda tabelaryczna
·ð porównanie zaprojektowanego otulenia zbrojenia w elemencie z wymaganym przez przepisy
w zależności od wymaganego czasu jaki ma wytrzymać element w warunkach pożaru
·ð ewentualne przeprojektowanie elementu - zwiÄ™kszenie otulenia zbrojenia, zwiÄ™kszenie
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:
·ð weÅ‚na mineralna (w przeciwieÅ„stwie do styropianu)
·ð gips
·ð beton
·ð azbest (wycofany)
·ð perlit (ryolitowe szkliwo wuklaniczne, powstajÄ…ce wskutek nagÅ‚ego ochÅ‚odzenia lawy.
Swoistą jego cechą jest zdolność do nawet piętnastokrotnego powiększania objętości
wskutek prażenia w temperaturze 950 - 1150 st.C. Powstaje wówczas PERLIT
EKSPANDOWANY.)
·ð pÅ‚yty silikatowo-cementowe