Miejsca krytyczne elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych pod względem izolacyjności ogniowej

Cel: Celem pracy jest przedstawienie wiedzy na temat badań oraz klasyfikacji odporności ogniowej przeszklonych ścian osłonowych, a ponadto wyznaczenie punktów krytycznych elementów próbnych ścian osłonowych pod względem izolacyjności ogniowej. Wprowadzenie: Ściana osłonowa składa się zazwyczaj z pionowych i poziomych elementów konstrukcyjnych, połączonych razem, zakotwionych do konstrukcji nośnej budynku i wypełnionych tak, by tworzyć lekkie, ciągłe pokrycie zamykające przestrzeń, które spełnia, samodzielnie lub w połączeniu z konstrukcją budynku, wszystkie normalne funkcje ściany zewnętrznej budynku, ale nie pełni funkcji nośnej. W niniejszym artykule przedstawione zostały główne aspekty dotyczące odporności ogniowej przeszklonych ścian osłonowych. Omówiono metodykę badań oraz sposób klasyfikacji odporności ogniowej elementów tego typu. Ponadto podjęto próbę zdefiniowania słabych punktów elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych na podstawie badań przeprowadzonych w ostatnich latach w Zakładzie Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej (ZBOITB). Przeanalizowano przyrosty temperatur na nienagrzewanej powierzchni 17 elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych badanych w warunkach oddziaływania ognia od wewnątrz zgodnie z normami PN-EN 1364-3:2007 oraz PN-EN 1364-3:2014. Wszystkie z analizowanych elementów próbnych osiągnęły klasę odporności ogniowej min. EI 15. Metodologia: W pracy przedstawiono wyniki analizy przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych dokonanej podczas badań odporności ogniowej. Badania przeprowadzono zgodnie z normami PN-EN 1364-3:2006 oraz PN-EN 1364-3:2014 w ZBOITB w Warszawie oraz w Pionkach. Wnioski: Największy przyrost temperatury najczęściej rejestrowano w miejscu połączenia słupów oraz rygli. Miejsce to można uznać za najbardziej krytyczne. Duży przyrost temperatury w tych miejscach spowodowany jest najprawdopodobniej dużymi ugięciami elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych w trakcie badania. Deformacja ta powoduje wypinanie się rygli ze słupów fasady, w wyniku czego tworzą się miejsca, przez które przedostają się gorące gazy. Ponadto w miejscach tych dosyć często występują specjalne łączniki, które ograniczają zaizolowaną przestrzeń profilu. Dodatkowo zaobserwowanym ciekawym zjawiskiem jest pojawienie się stosunkowo wysokich temperatur na przeszkleniu w odległości 20 mm od słupa lub rygla. Wymagania dotyczące pomiaru temperatury w tych miejscach zostały określone dopiero w nowelizacji normy badawczej z 2014 roku i należy przyznać, że było to właściwe posunięcie, ponieważ miejsca te, pod względem izolacyjności ogniowej, mogą być również słabymi punktami elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych.

Aim: The presentation of technical know-how associated with fire tests and the classification of glazed curtain walls. The determination of critical places for maximum temperature rise on the unexposed surfaces of curtain wall test specimens. Introduction: A curtain wall is a type of wall which usually consists of vertical and horizontal structural members connected to each other and fixed to the floor-supporting structure of the building to form a lightweight space-enclosing continuous skin, which provides, by itself or in conjunction with the building construction, all the normal functions of an external wall, but doesn’t acquire any of the load-bearing properties of the building. The paper discusses the main issues related to the fire resistance of glazed curtain walls, including the testing methodology and the method of classification of this type of building element. Moreover, the paper presents an attempt to determine the weaknesses of aluminum glazed curtain wall test specimens regarding the maximum temperature-rise measurements, based on the fire-resistance tests performed in recent years by the Fire Research Department of the Building Research Institute (ITB). The paper analyses the results of the temperature rises on unexposed surfaces of 17 aluminum glazed curtain wall specimens tested for internal fire exposure in accordance with EN 1364-3:2006 and EN 1364-3:2014, which achieved the fire-resistance class of min. EI 15. Methodology: The paper presents the results of the analysis of temperature rises on the unexposed surfaces of curtain wall test specimens during fire-resistance tests. The tests were conducted in accordance with the PN-EN 1364-3:2006 and EN 1364-3:2014 standards in the Fire Testing Laboratory of the Building Research Institute (ITB) in Warsaw and Pionki. Conclusions: The highest temperature rise was recorded on the mullion and transom connections, and these places can be regarded as critical. The significant increase in temperature in those junctions can be explained by the large deformations of the glazed curtain wall specimens during the fire test. Such deformation causes the destruction of beam-to-column connections, which facilitates the flow of hot gases. Additionally, special connectors often occur in these places, which constricts the space of insulation inserts. An interesting phenomenon is the fairly high temperature rise on the glass panes, 20 mm from the mullions or transoms. Requirements regarding temperature measurements in these places were established no earlier than in the new version of the standard issued in 2014 and, as can be observed, this was the correct decision, because these places, in terms of fire resistance, can also be the weakness of glazed curtain wall specimens.