Bezpieczeństwo pożarowe pionowych przegród przeszklonych. Efekt skali w ocenie odporności ogniowej

Praca dotyczy zagadnień związanych z odpornością ogniową przeszklonych ścian działowych. Wewnętrzne ściany budynku, które nie stanowią jego konstrukcji, czyli nie mają właściwości nośnych, nazywane są ścianami działowymi. Głównym zadaniem elementów tego typu jest wydzielenie pomieszczeń w budynku, dlatego też powinny być one zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby zapewnić między innymi spełnienie wymagań dotyczących odporności ogniowej. Badanie odporności ogniowej ma na celu ocenę zachowania próbki elementu konstrukcji budowlanej poddanej określonym warunkom nagrzewania i ciśnienia. Pozwala to na ilościową ocenę zdolności elementu do wytrzymania oddziaływania wysokiej temperatury poprzez ustalenie kryteriów, za pomocą których można między innymi ocenić funkcje nośności, zdolności do powstrzymywania ognia (szczelności) i przenoszenia ciepła (izolacyjności). Metodologia przeprowadzonych badań oparta jest na procedurach badawczych obowiązujących powszechnie w Europie. Określają one minimalne wymiary elementów próbnych, na których należy przeprowadzić badanie. Badania elementów próbnych o minimalnych wymiarach pozwalają na ocenę odporności ogniowej elementów o rozmiarach nieznacznie większych. Nie rozwiązuje to jednak realnego problemu stosowania odpornych ogniowo przeszklonych oddzieleń o wysokości znacznie przewyższającej wymiary ścian zweryfikowanych badawczo. Oznacza to, że w wielu obiektach, głównie użyteczności publicznej, stosowane są rozwiązania, których skuteczność ochrony przed działaniem ognia nie została potwierdzona badaniami. W monografii opracowano model umożliwiający, na podstawie badań elementów próbnych o wymiarach 3 × 3 m, ocenę odporności ogniowej pionowych przegród przeszklonych wykonanych z profili aluminiowych o wymiarach znacznie je przewyższających. Model został opracowany na podstawie wyników badań ośmiu elementów próbnych przeszklonych ścian działowych. Do badań wytypowano ścianki najczęściej spotykane na polskim rynku – słupowo-ryglowe przeszklone ściany działowe o aluminiowych profilach trzykomorowych. Dodatkowo w pracy zostały przedstawione wymagania polskiego prawa budowlanego związane z odpornością ogniową przeszklonych ścian działowych, procedura badania oraz sposób klasyfikacji elementów tego typu, jak również stosowane w nich rozwiązania konstrukcyjne. Ponadto szeroko omówiono literaturę związaną z tematyką monografii. Najważniejszy wniosek przedstawiony w monografii dotyczy możliwości oszacowania według wyprowadzonych w pracy wzorów oraz badania próbki o minimalnych wymiarach normowych – maksymalnej dopuszczalnej wysokości przeszklonej ściany aluminiowej dla danego przekroju aluminiowego profilu, jak również wyznaczenia minimalnego wymaganego momentu bezwładności przekroju profilu, dla którego ścianka o danej wysokości zachowa swoją odporność ogniową. Na podstawie wymaganego minimalnego przekroju profilu aluminiowego jest możliwe dobranie odpowiednich profili wzmacniających. Monografia składa się z 7 rozdziałów. Rozdział 1 stanowi wprowadzenie do omawianej tematyki, przedstawia problem naukowy oraz zakres pracy. W rozdziale 2 omówiono stan wiedzy na temat bezpieczeństwa pożarowego przeszklonych ścian działowych. Rozdział 3 poświęcony został analizie dostępnej literatury oraz analizie wybranych raportów z badań w zakresie odporności ogniowej. W rozdziale 4 przedstawiono przyjęte założenia dotyczące badań eksperymentalnych. W rozdziale 5 omówiono wyniki przeprowadzonych badań, natomiast w rozdziale 6 znajduje się rozwiązanie problemu naukowego postawionego na początku pracy. W rozdziale 7 zawarto podsumowanie wraz z wnioskami wynikającymi z przeprowadzonych badań.

The monograph concerns the issue of fire resistance of glazed partition walls. The internal walls of the building, which are not its structure, and therefore do not have load-bearing properties, are called partition walls. The main task of this type of elements is to separate the rooms in the building, which is why they should be designed and constructed in such a way to ensure, inter alia, that the fire resistance requirements are met. The fire resistance test aims to assess the behavior of a sample of a building structure subjected to specific heating and pressure conditions. It allows a quantitative assessment of the ability of an element to withstand the effects of high temperature by setting criteria that can be used to assess, among other things, the loadbearing capacity, fire retardancy (integrity) and heat transfer (insulation) functions. Fire-resistance testing procedures for glazed partitions used in Europe determine the minimum dimensions of the test items (2.8×3.0 m, width × height in the furnace opening lumen). Tests on minimum-sized items enable the evaluation of the fire resistance of slightly larger components. Nonetheless, they do not address the real problem of using fire-resistant glazed partitions, whose heights significantly exceed the dimensions of partitions verified in tests. This means that in many facilities, mainly public utilities, solutions are used whose effectiveness of protection against fire has not been confirmed in tests. This monograph resulted in the development of a model based on testing minimum-sized items, enabling the fire resistance evaluation of aluminium glazed partitions that are much higher than the test items. A typical scale effect should be expected in this situation, resulting from the difference in the dimensions of the test sample and the actual glass partition. The model was developed based on the results of eight tests on glazed partitions. The monograph also contains information on the requirements of Polish construction law related to the fire resistance of glazed partition walls, the test methodology and procedure of classification of elements of this type, as well as the structural solutions used in them. In addition, literature related to the topic of work was widely discussed. The most important conclusion drawn on the basis of the research carried out as part of this dissertation concerns the possibility of estimating on the basis of the formulas derived from the study and test of sample with minimum standard dimensions, the maximum permissible height of the aluminium glazed partition for a given section of an aluminum profile, as well as determining the minimum required moment of inertia of the section of a profile for which wall of a given height will retain its fire resistance. On the basis of the required minimum cross-section of the aluminum profile it is possible to select appropriate reinforcing profiles.