ZGRADBE IN POŽAR 2. DEL OPREDELITEV POJMOV IN IZRAZOV MATERIALI IN POŽAR KONSTRUKCIJA IN POŽAR POŽARNI SEKTORJI doc. dr. Domen Kušar oktober 2012

GORENJE RAZVOJ POŽARA SISTEM ANALIZE POŽARNE NEVARNOSTI IN UKREPOV POŽARNI PRESKOK

OPREDELITEV POJMOV POŽARNA ODPORNOST je čas v katerem gradbeni elementi ali celotna zgradba v požaru obdržijo svoje osnovne funkcije. Požarno odpornost se določi na osnovi preizkusov (ZRMK, Požarni laboratorij…, preizkusi so standardizirani) oziroma računskih metod. Zaradi kompleksnosti požara je težko določiti točen čas, zato se predpisi gibajo na varni strani. POŽARNA ODPORNOST je torej definirana kot čas od začetka segrevanja do trenutka, ko gradbeni element ne more več izpolnjevati svojih osnovnih nalog: R - NOSILNOSTI (steber, nosilec, stene stropi) - sposobnost gradbenega elementa, da med izpostavljenostjo požaru opravlja svojo nalogo – nosi predvideno obrementitev. I - IZOLATIVNOSTI (stene, stropi, tla, vrata, okna..) - sposobnost ločevalnega elementa gradbene konstrukcije, da preprečuje prekomeren prehod toplote. E - CELOVITOSTI - sposobnost ločevalnega elementa gradbene konstrukcije, da v primeru izpostavljenosti ognju z ene strani prepreči prehod plamenov in vročih plinov ali plamenov na drugi strani.

M - upoštevanje posebnega mehanskega delovanja OPREDELITEV POJMOV Osnovna klasifikacija proizvodov je razširjena z uporabo naslednjih simbolov: W - toplotna izolativnost kontrolirana na osnovi oddajanja toplotnega sevanja (15 kW/m2 na razdalji 1 meter) M - upoštevanje posebnega mehanskega delovanja C - vrata s samozapiralom S - elementi, ki preprečujejo ali omejujejo uhajanje dima (tesnost) P ali PH - funkcionalnost energetskega in/ali signalnega voda G – odpornost na požar saj K – sposobnost na požarno zaščito HOMOGEN PROIZVOD – gradbeni element, sestavljen iz enakega materiala z enakomerno sestavo in gostoto po vsem proizvodu NEHOMOGEN PROIZVOD – gradbeni element, ki se sestoji iz enega ali več sestavnih delov, bistvenih ali nebistvenih

OPREDELITEV POJMOV Grafični simboli za označevanje gradbenih elementov po Pravilniku o grafičnih znakih za izdelavo prilog študij požarne varnosti in požarnih redov, Ur.l.RS 138/2004.

OPREDELITEV POJMOV Grafični simboli za označevanje gradbenih elementov po Pravilniku o grafičnih znakih za izdelavo prilog študij požarne varnosti in požarnih redov, Ur.l.RS 138/2004.

OPREDELITEV POJMOV Grafični simboli za označevanje gradbenih elementov po Pravilniku o grafičnih znakih za izdelavo prilog študij požarne varnosti in požarnih redov, Ur.l.RS 138/2004.

OPREDELITEV POJMOV Grafični simboli za označevanje gradbenih elementov po Pravilniku o grafičnih znakih za izdelavo prilog študij požarne varnosti in požarnih redov, Ur.l.RS 138/2004.

OPREDELITEV POJMOV Grafični simboli za označevanje gradbenih elementov po Pravilniku o grafičnih znakih za izdelavo prilog študij požarne varnosti in požarnih redov, Ur.l.RS 138/2004.

OPREDELITEV POJMOV Grafični simboli za označevanje gradbenih elementov po Pravilniku o grafičnih znakih za izdelavo prilog študij požarne varnosti in požarnih redov, Ur.l.RS 138/2004.

OPREDELITEV POJMOV Grafični simboli za označevanje gradbenih elementov po Pravilniku o grafičnih znakih za izdelavo prilog študij požarne varnosti in požarnih redov, Ur.l.RS 138/2004.

OPREDELITEV POJMOV - primer

A B C D E F ODZIV GRADBENIH PROIZVODOV NA OGENJ: EVROPSKA KLASIFIKACIJA (Ne zamenjavati z Nemško klasifikacijo!) Evrorazred A (Afl) A Negorljivi materiali – materiali ne prispevajo k razvoju požara: Zelo nizka kalorična vrednost in sproščanje toplote Ni gorenja s plamenom Evrorazred B (Bfl) B Težko gorljivi materiali – materiali zelo malo prispevajo k razvoju požara: - Zelo nizka kalorična vrednost in sproščanje toplote Praktično ne širi plamena Zelo majhno sproščanje dima Ni plamtečih kapelj/delcev Evrorazred C (Cfl) C Težko gorljivi materiali – materiali malo prispevajo k razvoju požara: Zelo majhno širjenje plamena Majhno sproščanje dima Omejena vnetljivost Omejen pojav plamtečih kapelj/delcev Evrorazred D (Dfl) D Težko gorljivi materiali – materiali imajo še sprejemljiv prispevek k požaru: Omejeno širjenje plamena Omejeno sproščanje toplote Omejeno sproščanje dima Sprejemljiva stopnja vnetljivosti -Omejen pojav plamtečih kapelj/delcev Evrorazred E (Efl) E Normalno gorljivi materiali – materiali imajo še sprejemljiv odziv na ogenj Evrorazred F (Ffl) F Ni zahtev – se ne smejo uporabljati kot izpostavljen gradbeni proizvod Beton, opeka, jeklo, baker, kamena in steklena vlakna, mavec Barvane mavčno-kartoonske plošče, lesnocementne plošče, nekatere lesene plošče Večina lesenih plošč, sendvič plošče, fenolna pena Ekstrudiran polistiren, Les in lesni proizvodi Mehka lesno vlaknena plošča, poliuretanska pena z laminatom Ekspandiran polistiren, material, ki ni bil preizkušan

KONSTRUKCIJA IN POŽAR

POŽARNA ODPORNOST NOSILNE KONSTRUKCIJE - Ob požaru mora zgradba zdržati vplive požara toliko časa,da bo možno izvesti varno evakuacijo, da bo zagotovljeno varno posredovanje gasilcev in da bo zgradbo po požaru mogoče popraviti in jo še naprej uporabljati. - Preprečiti se mora nekontrolirano širjenje požara in s tem varnost okolice, varnost same zgradbe in vsebine zgradbe. - Idealno vzeto bi morale stene stropi in tla zadržati toploto in dim v prostoru, kjer je požar nastal. Zato ne smejo prevajati toplote v sosednje prostore, ostati mora nepropusten za pline in pri tem zdržati vse obremenitve ves čas trajanja požara ali vsaj nek v naprej določen čas.

KONSTRUKCIJA IN POŽAR Glede požara moramo konstrukcijo obravnavati z različnih zornih kotov: zahteve glede požarne odpornosti konstrukcije, požarni sektorji in ločitveni elementi, širjenje požara po fasadi in strehi (materiali in obloge, klasifikacija, vertikalni in horizontalni prenos požara, način izdelave ustreznih ločitev), požarna zaščita prehodov skozi stene, posebni prostori (prezračevalni jaški, dvigala, tehnični prostori…), zaščita konstrukcij pred požarom.

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI KONSTRUKCIJ Zahteve glede konstrukcije glede na TSG – 1 – 001:2010 Zahtevana odpornost je odvisna od: -vrste (namena) zgradbe, -velikosti (površine), -požarne obremenitve, števila etaž in Vgrajenega sistema za avtomatsko gašenje

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI KONSTRUKCIJ Okvirne vrednosti odpornosti nekaterih konstrukcij proti ognju: konstrukcija Debelina (v cm) Odpornost (v minutah) Poln opečni zid 12 (neometan) 12 (ometan) 60 120 Opečni zid iz votlakov 10 (ometan) 22 (ometan) armiranobetonski zid 10 (neometan) 18 (neometan) 240 Armiranobetonski steber (zaščitna plast betona min 2.5 cm) 20/20 25/25 30/30 30 Armiranobetonska plošča (zaščita armature min 2 cm) 10 12 Lesena medetažna konstrukcija Armiranobetonski nosilec 20x40cm Debelina zaščitnega sloja 2.5 cm Debelina zaščitnega sloja 4 cm Debelina zaščitnega sloja 5 cm Predelna mavčnokartonska stena Obojestranska enojna plošča Obojestranska trojna plošča 90 Obešeni mavčnokartonski stropovi Od 30 do 90

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI JEKLENIH KONSTRUKCIJ JEKLENA KONSTRUKCIJA Kritična temperatura med 350 °C in 650 °C.. Pri temperaturi okoli 600 °C izgubi cca 75 % nosilnosti (glede na sobno temperaturo). Linearni toplotni raztezek konstrukcijskih jekel je 14.10-6 K-1 (10 m dolg element se pri 500 °C podaljša za cca 7 cm). Jeklena konstrukcija mora biti požarno zaščitena. ZAŠČITA JEKLENE KONSTRUKCIJE Hlajenje (sprinkler, notranje hlajenje). Obloge (mavčno-kartonske plošče, betonske obloge).

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI JEKLENIH KONSTRUKCIJ ZAŠČITA JEKLENE KONSTRUKCIJE Premazi in obrizgi (barve, vermikulit, cement, pene) Reakcijski požarno zaščitni sistem Se pri višjih temperaturah aktivira. Sestava: temeljna barva Protikorozijska barva Reaktivni sloj Zaključni – zaščitni sloj Reaktivni sloj je sestavljen iz : Intumescentnega materiala - pri povišani temperaturi tvori izolacijsko peno Ablacijskega materiala – pri reakciji porablja toploto Sublimacijskega materiala – se vplinja Sistem je najbolj uporaben do požarne zaščite R30.

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI ARMIRANOBETONSKIH KONSTRUKCIJ ARMIRANI BETON - Pri višjih temperaturah (požar)pride do raztezanja materialov → notranje napetosti→ pokanje - Nevarnost različnih temperatur (površina-notranjost) →napetosti → pokanje Izparevanje vode – pritisk pare v notranjosti naraste → pokanje Spremembe betona ob povišanju temperature (vir.: Pajek, L, Požarna zaščita betonskih konstrukcij)

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI ARMIRANOBETONSKIH KONSTRUKCIJ ZAŠČITA ARMIRANEGA BETONA - Zaščita armature z dovolj debelim slojem betona. Nenosilne stene Nosilne standardna požarna odpornost minimalna debelina betonske stene (mm) EI 30 60 REI 30 120 EI 60 80 REI 60 130 EI 90 100 REI 90 140 EI 120 REI 120 160 EI 180 150 REI 180 210 EI 240 175 REI 240 270 Zaščita betona z obložnimi ploščami iz kalcijevega silikata (odporne do temperature 1350° C in odporne na vlago. Zaščita betona s hlajenjem.

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI LESENIH KONSTRUKCIJ LESENE KONSTRUKCIJE Hitrost pooglenevanja - mehak les (smreka, jelka, bor) – 0,7-0,8 mm/min, - trd les (hrast, kostanj, javor) – 0,5 mm/min. Požarna odpornost med 20 in 70 minutami. Med gorenjem nastaja zaščitna plast, ki ščiti notranjost. Pri 100°C se natezna trdnost v smeri vlaken zniža za 10%, upogibna trdnost za 30 %, tlačna trdnost v smeri vlaken za 50% in modul elastičnosti od 30-50%. ZAŠČITA LESENIH KONSTRUKCIJ Obloge (mavčno-kartonske). Premazi (površinski, globinska zaščita). Predimenzioniranje. Gašenje.

ZAHTEVE GLEDE POŽARNE ODPORNOSTI LESENIH KONSTRUKCIJ LESENE KONSTRUKCIJE Premazi – način delovanja - sredstvo porablja toploto zaradi izparevanje kristalne vode - sredstvo pri povišani temperaturi razpade na negorljive pline (zmanjšujejo koncentracijo gorljivih) - sredstvo pospeši pooglenitev površine lesa (upočasni segrevanje notranjosti) - sredstvo pri povišani temperaturi tvori dodatno (steklasto ali penasto) plast, ki tvori toplotno izolacijo in preprečuje dostop kisika. Premazi ne zagotavljajo negorljivega lesa, pač pa upočasnijo proces termične razgradnje lesa!

POŽARNI SEKTORJI IN LOČITVENI ELEMENTI NAMEN Preprečitev širjenja požara po zgradbi. IZVEDBA Razdelitev stavbe na manjše – požarno ločene sklope - požarne sektorje. Požarna ločitev mora biti korekto izvedena (nevidni deli, preboji, inštalacije, fasada). KRITERIJI za delitev namen, vsebina, velikost, požarne lastnosti, število ljudi, etažnost, možnosti umika, naprav za avtomatsko gašenje itd.

POŽARNI SEKTORJI IN LOČITVENI ELEMENTI Praviloma morajo biti stavba ločena na požarne sektorje za: vsako etažo evakuacijska stopnišča in hodnike vertikalne komunikacije (jaški, dvigala) prostori z različno namembnostjo, posebej, če imajo različne požarne obremenitve. Požarni sektor je lahko tudi celotna zgradba. Požarna celica – prostor znotraj požarnega sektorja s povečano nevarnostjo izbruha in /ali širjenja požara – ta izraz se ne uporablja več! Velikost požarnih sektorjev in odpornost mejnih elementov je predpisana v TSG. Po inženirskih metodah je možno določimti požarno odpornost sektorjev po DIN 18230 – 1,2.

POŽARNI SEKTORJI IN LOČITVENI ELEMENTI Velikost požarnih sektorjev (v m2) predpisana v TSG – 1 – 001: 2010. Pomembno! Velikosti veljajo le če je požarni sektor v eni etaži. Če se požarni sektor razteza čez dve ali več etaž, velikosti ne smejo presegati 50% predpisane dovoljene velikosti požarnega sektorja. Požarni sektor se sme raztezati skozi največ tri etaže.

POŽARNI SEKTORJI IN LOČITVENI ELEMENTI Zahtevana odpornost mejnih elementov požarnih sektorjev predpisana v TSG – 1 – 001: 2010. Pomembno! Pri stavbah, kateri deli imajo različno požarno odpornost, se pri določitvi odpornosti mejnih elementov vedno upoštevajo najvišje zahteve za del stavbe

ŠIRJENJE POŽARA PO FASADI IN STREHI Preprečevanje širjenja požara v vertikalni smeri z gradbeno – arhitekturnimi ukrepi. Če je zunanja stena nad streho nižjega dela požarno nezaščitena mora imeti ta del strehe zadostno požarno odpornost ali pa mora biti v prizidku sprinklerski način gašenja. 5 m PS2 PS1

ŠIRJENJE POŽARA PO FASADI IN STREHI Preprečevanje širjenja požara v vertikalni smeri z gradbeno – arhitekturnimi ukrepi. Če streha nižjega dela stavbe nima zadostne požarne odpornosti RE, ta del stene ne sme imeti požarno nezaščitenih površin, ali pa mora imeti spodnji del sprinklerski sistem. PS2 10 m 5 m 5 m PS1

ŠIRJENJE POŽARA PO FASADI IN STREHI Preprečevanje širjenja požara po strehi. Ločitev požarnih sektorjev se na strehi izvede z požarno odporno streho v širino po 1 m na vsako stran ali pa s požarnim zidom, višine 30 cm.

ŠIRJENJE POŽARA PO FASADI IN STREHI Preprečevanje širjenja požara v vertikalni smeri z gradbeno – arhitekturnimi ukrepi. H V V = min. 1m V + H = min. 1.5 m Velja v primeru, da je stavba požarno ločena z medetažno konstrukcijo in zunanja stena ni dostopna za gašenje z zunanje strani stavbe. Ne velja v primeru da je v spodnjem in zgornjem požarnem sektorju vgrajen sprinklerski sistem.

ŠIRJENJE POŽARA PO FASADI IN STREHI Preprečevanje širjenja požara v vertikalni smeri z gradbeno – arhitekturnimi ukrepi. Visoke stavbe po VKF. Preprečevanje širjenja požara v vertikalni smeri z gradbeno – arhitekturnimi ukrepi. Visoke stavbe do 60 m po MBO MHHR. EI 90 (negorljivo) V = min. 0,9m V = min. 0,9 m Napušč dolžine min. 1,5 m < 1,5 m ≥ 1m ≥ 1m

ŠIRJENJE POŽARA PO FASADI IN STREHI Preprečevanje širjenja požara v horizontalni smeri z arhitekturno gradbenimi ukrepi po TSG. Preprečevanje prenosa požara preko vogala stavbe , če je kot med stenama različnih požarnih sektorjev manjši od 135°! D0 = 2D – (Φ/90)D D0 – pas brez požarno nezaščitenih površin D - odmik stavbe od relevantne meje Φ - kot, ki ga oklepata zunanji steni D0 Φ Φ D0 Požarni zid Požarni zid