Analysis of Temperature Increase in Fire-Exposed Internal Vertical Partitions with Glazing

Aim: The aim of the test, performed in accordance with PN-EN 1364-1, was to measure the ability of the designed non-load-bearing glass wall element to stop the spread of fire. A comparative analysis was also conducted to show the differences between various glass partition wall solutions in terms of their fire insulation parameters which should be ensured during fire exposure. Introduction: Glass has been increasingly used in the construction of buildings due to its transparency and aesthetic qualities. However, such glass constructions must comply with the most stringent requirements, including those concerning fire safety. By definition, the measure of fire insulation is the temperature increase on an unheated surface above a given level. For partition and curtain walls, the limit value of temperature increase at any point of a given partition is 180°C, while the average temperature increase on the glazing cannot exceed 140°C. A barrier is considered as not providing fire insulation when the non-load-bearing wall loses its separation function due to the temperature limit being exceeded on the unheated surface. Methodology: As a first step, we designed the original solution involving a glass-partition frameless construction. The partition was subjected to fire tests performed in accordance with PN-EN 1363-1 and 1364-1 standards. The parameters compared were temperature over 30 minutes of fire with a two-minute surge from three areas: glass surface, profiles located in the central part of the structure and the peripheral frame attached to the furnace structure. Conclusions: Each of the constructions showed different fire resistance characteristics. These differences allowed the assessment of their effectiveness as barriers during fire and made it possible to identify the advantages provided by the proposed frameless construction. The partition made of steel sections exhibited the highest heat increase, reaching a maximum average temperature of 120°C. The results for other partitions did not go beyond the 75°C threshold, which was approached the closest by the one made of aluminium profiles. Wooden and frameless constructions provided the most effective protection against temperature transfer. The first one reached a maximum average temperature of 21°C, while the second did not exceed 11°C.

Cel: Celem badania, zgodnie z normą PN-EN 1364-1, był pomiar zdolności zaprojektowanego elementu przeszklonej ściany nienośnej do powstrzymania rozprzestrzeniania się ognia. Natomiast celem analizy porównawczej było ukazanie różnic pomiędzy różnymi rozwiązaniami przeszklonych ścian działowych pod kątem izolacyjności ogniowej, które powinny być spełnione w trakcie oddziaływania pożaru. Wprowadzenie: W budownictwie coraz częściej spotyka się konstrukcje wykorzystujące szkło z uwagi na jego transparentność i estetykę. Jednocześnie muszą one spełniać najwyższe wymogi m.in. ogniowe. Zgodnie z definicją miarą izolacyjności ogniowej jest przyrost temperatury na powierzchni nienagrzewanej powyżej danego poziomu. Dla ścian działowych i osłonowych graniczna wartość przyrostu temperatury w dowolnym punkcie danej przegrody wynosi 180°C, przy czym przyrost średniej temperatury na przeszkleniach nie może przekroczyć 140°C. Za przegrodę nie spełniającą cech izolacyjności ogniowej uzna je się taką, w której ściana nienośna przestaje spełniać funkcję oddzielenia na skutek przekroczenia na powierzchni nienagrzewanej granicznej wartości temperatury. Metodologia: Wstępnym etapem było zaprojektowanie autorskiego rozwiązania bezramowej konstrukcji przegrody przeszklonej. Przegrodę tę poddano badaniom ogniowym zgodnie z normami PN-EN 1363-1 i PN-EN 1364-1. Otrzymane rezultaty skonfrontowano z analogicznymi badaniami przeszklonych przegród wykonanych w konstrukcji ramowej z drewna, stali i aluminium. Porównywanymi parametrami były temperatury w czasie 30 minut działania ognia ze skokiem dwuminutowym z trzech obszarów: powierzchni szkła, profili znajdujących się w centralnej części konstrukcji i z ramy obwodowej zamocowanej do konstrukcji pieca. Wnioski: Każda z konstrukcji wykazywała odmienne cechy odporności na działanie pożaru. Występujące rozbieżności pozwoliły na ocenę skuteczności ich funkcjonowania jako bariery w czasie trwania pożaru oraz na określenie przewagi zaproponowanej konstrukcji bezramowej. Witryna wykonana z kształtowników stalowych odznaczała się najwyższym przyrostem temperatury, osiągając maksymalną średnią temperaturę 120°C. Wyniki pozostałych przegród nie wykraczały poza próg 75°C, do którego najbardziej zbliżyła się ta, wykonana z profili aluminiowych. Największą skuteczność ochrony przed przenikaniem temperatury przejawiała konstrukcja drewniana oraz bezramowa. Pierwsza z nich osiągnęła maksymalną, średnią temperaturę 21°C, natomiast druga nie przekroczyła 11°C.