Примітка. Метод визначення параметричних температурних режимів наведено в додатку А EN 1991-1-2.
А.2 Швидкість і глибина обвуглювання
А.2.1 Для незахищеного дерева м'яких сортів використовується співвідношення швидкості обвуглювання β до часу t (рисунок А.1). Швидкість обвуглювання βраr під час фази нагрівання за кривою параметричного температуного режиму визначається за формулою:
де О - коефіцієнт врахування отворів, м0,5;
βn - умовна розрахункова швидкість обвуглювання, мм/хв;
- загальна площа отворів вертикальних граничних поверхонь протипожежного відсіку, м2;
At - загальна площа підлог, стін і стель протипожежного відсіку, м2;
Aі - площа вертикального отвору І, м2;
hеq - середнє значення висоти всіх вертикальних отворів (вікон включно), м;
hi - висота вертикального отвору i, м;
Г - коефіцієнт, що враховує теплофізичні та термомеханічні властивості граничних поверхонь відсіку;
b - теплопоглинання для всіх огороджувальних конструкцій (EN 1991-1-2, додаток А);
λ - теплопровідність огороджувальних конструкцій відсіку, Вт/(м • К);
р - густина огороджувальних конструкцій відсіку, кг/м3;
с - питома теплоємність огороджувальних конструкцій відсіку, Дж/(кг К).
Рисунок А.1 - Залежність швидкості обвуглювання від часу
А.2.2 Глибина обвуглювання визначається за формулою:
де t0 - період часу з постійною швидкістю обвуглювання;
qt,d - розрахункова густина потоків на повну площу підлог, стін, стель, що огороджують
протипожежний відсік, МДж/м2 (EN 1991-1-2:2002). Правила, наведені в А.2.1 та А.2.2, використовуються, якщо:
де b - ширина поперечного перерізу;
h - висота поперечного перерізу.
А.3 Несуча здатність згинальних елементів
А.3.1 Для згинальних елементів із початковою шириною b ≥ із тристороннім вогневим впливом несуча здатність протягом всієї тривалості пожежі розраховується за допомогою залишкового поперечного перерізу, який визначається за допомогою зменшення початкового поперечного перерізу на глибину обвуглювання за формулою (А.6 а,б,в).
А.3.2 Для м'яких сортів дерева коефіцієнт зміни під час пожежі кmоd,fi розраховується за наступних умов:
- при t0 ≤ 3t0 коефіцієнт зміни під час пожежі розраховується за формулою (4.2).
- для t = 5t0 - за формулою:
де dсhаг,n - умовна розрахункова глибина обвуглювання; b - ширина елемента.
Для 3t0 ≤ t ≤ 5t0 коефіцієнт зміни під час пожежі визначається за допомогою лінійної інтерполяції.
Примітка. Для методу приведених характеристик, що наведений у 4.2.3, коефіцієнт зміни під час пожежі для t0 ≤ 3t0 визначається за методом приведеного поперечного перерізу за формулою:
де Wef - момент опору робочого перерізу, визначеного згідно з 4.2.2;
Wr - Wr - момент опору залишкового поперечного перерізу.
ДОДАТОК В (довідковий)
Уточнені методи розрахунку
В.1 Загальні положення
В.1.1 Уточнені моделі розрахунку можуть бути використані для окремих елементів, частин конструктивної системи або цілих конструктивних систем.
В.1.2 Уточнені методи розрахунку застосовуються для:
11 визначення глибини обвуглювання;
12 збільшення та розподілення температури в елементах конструкцій (теплотехнічний розрахунок);
13 оцінки роботи конструкцій або будь-якої частини (статичний розрахунок).
В.1.3 Температура навколишнього середовища приймається 20 °С.
В.1.4 Уточнені методи розрахунку для теплотехнічного розрахунку ґрунтуються на теорії теплообміну.
В.1.5 При теплотехнічному розрахунку має враховуватись зміна теплофізичних та термомеханічних властивостей матеріалів залежно від зміни температури.
Примітка. Якщо теплотехнічний розрахунок не враховує такі явища, як збільшення теплообміну, що обумовлено масообміном, наприклад, внаслідок випаровування вологи або збільшення теплообміну, що обумовлено тріщиноутворенням, яке спричинює конвекційний теплообмін та/або теплообмін випромінюванням, теплофізичні та термомеханічні властивості необхідно постійно змінювати з метою отримання результату, максимально наближеного до результатів випробування.
В.1.6 Необхідно враховувати вплив будь-якого вмісту вологи в деревині та захисту з гіпсокартонних листів.
В.1.7 Уточнені методи розрахунку конструктивної системи мають враховувати зміну механічних властивостей залежно від температури та, де можливо, від вологості.
В.1.8 Необхідно враховувати вплив зміни температурної повзучості. Для дерева та деревинних матеріалів особливу увагу необхідно приділяти зміні вологості.
Примітка. Термомеханічні властивості деревини, наведені в додатку В, включають вплив температурної повзучості та зміни вологості.
В.1.9 Для матеріалів, відмінних від дерев'яних та деревинних матеріалів, необхідно враховувати вплив температурних деформацій і напружень внаслідок зростання температури й температурного градієнта.
В.1.10 Статичний розрахунок має враховувати вплив нелінійних властивостей матеріалів.
В.2 Теплофізичні властивості
В.2.1 Для стандартного температурного режиму значення теплопровідності, питомої теплоємності та співвідношення густини до густини сухого дерева м'яких сортів приймаються відповідно до рисунків В.1-В.3 та таблиць В.1 і В.2.
Примітка 1. Значення теплопровідності обвугленого шару є більш реалістичним за виміряні значення деревинного вугілля, враховуючи підвищений теплообмін внаслідок нагрівання тріщини більше 500 °С і руйнування обвугленого шару за температури більше 1000 °С. Тріщини в деревинному вугіллі підвищують теплообмін внаслідок випромінювання й конвекції. Зазвичай існуючі обчислювальні моделі не враховують згаданих впливів.
Примітка 2. Залежно від моделі, що використовується для розрахунку, необхідна зміна значень тепло-фізичних властивостей.
Рисунок В.1 - Залежність теплопровідності від температури дерева та обвугленого шару
Таблиця В.1 - Залежність теплопровідності від температури дерева та обвугленого шару
|
Температура, °С |
Теплопровідність, Вт/(м К) |
|
20 |
0,12 |
|
200 |
0,15 |
|
350 |
0,07 |
|
500 |
0,09 |
|
800 |
0,35 |
|
1200 |
1,50 |
Рисунок В.2 - Залежність питомої теплоємності від температури дерева та деревинного вугілля
Рисунок В.3 - Залежність рівня густини від температури дерева м'яких сортів із вмістом вологи 12 %
Таблиця В.2 - Питома теплоємність і співвідношення густини до густини сухого дерева м'яких сортів класу 1
|
Температура, °С |
Питома теплоємність, кДж/(кг К) |
Співвідношення густини *) |
|
20 |
1,53 |
1 + ω |
|
99 |
1,77 |
1 + ω |
|
99 |
13,60 |
1 + ω |
|
120 |
13,50 |
1,0 |
|
120 |
2,12 |
1,0 |
|
200 |
2,00 |
1,0 |
|
250 |
1,62 |
0,93 |
|
300 |
0,71 |
0,76 |
|
350 |
0,85 |
0,52 |
|
400 |
1,00 |
0,38 |
|
600 |
1,40 |
0,28 |
|
800 |
1,65 |
0,26 |
|
1200 |
1,65 |
0 |
|
*)ω - вологість |
В.3 Термомеханічні властивості
В.3.1 Місцеві значення міцності та модуля пружності для м'яких сортів дерева необхідно помножити на коефіцієнт зниження, що залежить від температури, згідно з рисунками В.4 і В.5.
Примітка. Залежності враховують вплив змінної повзучості деревини.
Рисунок В.4 - Коефіцієнт зниження поздовжньої міцності волокон м'яких сортів дерева
Рисунок В.5 - Вплив температури на модуль пружності вздовж волокон м'яких сортів дерева
В.3.2 При стиску перпендикулярно до волокон застосовується таке саме зниження міцності, як при стиску вздовж волокон.
В.3.3 Для зрізу з двома компонентами напруження перпендикулярно до волокон (зріз коченням) приймається таке саме зниження міцності, як при стиску вздовж волокон.
ДОДАТОК С (довідковий)
НЕСУЧІ БАЛКИ КОНСТРУКЦІЙ ПЕРЕКРИТТЯ ТА СТОЯКИ КОНСТРУКЦІЙ СТІН, У ЯКИХ ПОРОЖНИНИ ЗАПОВНЕНІ ІЗОЛЯЦІЙНИМ МАТЕРІАЛОМ
С.1 Загальні положення
С.1 Цей додаток стосується несучої здатності конструкції дерев'яної рами стіни і перекриття, яка складається з дерев'яних елементів (стояків і балок), покритих панелями з боку вогневого впливу за стандартного температурного режиму, що триває не більше 60 хв. Застосовуються наступні умови:
- зазори повністю заповнені ізоляційним матеріалом, що виготовлений зі скло- або мінерального волокна;
- стояки каркаса стіни для запобігання місцевій втраті стійкості стіни та балки каркаса перекриття для запобігання місцевій втраті стійкості при крученні встановлені за допомогою панелей на необігрівній стороні або за допомогою дерев'яних розпорок;
- для перекриття панелі можуть також кріпитися до сталевого профілю з максимальною висотою перпендикулярно до напрямку розташування дерев'яних балок;
- огороджувальна здатність уточнюється відповідно до 5.3.
С.2 Залишковий поперечний переріз
С.2.1 Швидкість обвуглювання
С.2.1.1 Умовний залишковий поперечний переріз визначають відповідно до рисунка С.1, де умовну глибину обвуглювання визначають за формулою (3.2), а умовну швидкість обвуглювання - за формулами (С.1) і (С.2).
1 - умовний залишковий поперечний переріз; 2 - умовний обвуглений шар
Рисунок С.1 - Умовний залишковий поперечний переріз елемента дерев'яної рами,
захищеної ізоляцією зазорів
С.2.1.2 Для дерев'яних елементів, що захищені покриттям на обігрівній поверхні, умовну швидкість обвуглювання визначають за формулами:
де кn = 1,5;
βn - умовна розрахункова швидкість обвуглювання; кs - коефіцієнт поперечного перерізу(С.2.1.3); к2 - коефіцієнт ізоляції (С.2.1.4); к3 - коефіцієнт післязахисту (С.2.1.5);
кn - коефіцієнт перетворення залишкового змінного поперечного перерізу в умовний прямокутний поперечний переріз;
βo - розрахункова швидкість одновимірного обвуглювання (3.4.2, таблиця 3.1); t - час вогневого впливу;
tch - час початку обвуглювання елемента дерев'яної рами (С.2.2); tf - час руйнування покриття (С.2.3).
С.2.1.3 Коефіцієнт поперечного перерізу приймають згідно з таблицею С.1.
Таблиця С.1 - Коефіцієнт поперечного перерізу для різної ширини елементів дерев'яної рами
|
b , мм |
ks |
|
38 |
1,4 |
|
45 |
1,3 |
|
60 |
1,1 |
С.2.1.4 Для покриттів із гіпсокартонних листів типу F або комбінації типів F та А з типом F як зовнішній шар коефіцієнт ізоляції визначається за формулою: - для покриття без стиків або для стиків 2 (рисунок С.2):
1 - стик в одному шарі; 2 - стик у внутрішньому шарі панелі; 3 - стик у зовнішньому шарі панелі; 4 - стик у шарі відсутній
Рисунок С.2 - Розташування стиків у гіпсокартонних листах в один або два шари
С.2.1.5 Якщо порожнини заповнені ізоляцією з мінераловатних плит, що залишаються на місці після руйнування внутрішньої оббивки, коефіцієнт післязахисту к3 визначається за формулою:
де tf- час руйнування внутрішньої оббивки, хв.
С.2.1.6 Якщо ізоляція порожнин виконана зі скловолокна, руйнування елемента конструкції виникає в момент часу tf.
С.2.2 Початок обвуглювання
С.2.2.1 Для захисних покриттів із деревинних панелей час початку обвуглювання tсh дерев'яного елемента визначається за формулою:
де час обвалення tf розраховано відповідно до С.2.3.1.
С.2.2.2 Якщо вогнезахисне покриття виконане з гіпсокартонних листів типу А, Н або F, час початку обвуглювання обігрівної сторони дерев'яного елемента визначається відповідно до 3.4.3.3.2 за формулами (3.11) або (3.12).
С.2.3 Час руйнування панелей
С.2.3.1 Час руйнування покриттів із деревинних панелей визначається за формулою:
де tf - час руйнування, хв; hр - товщина панелі, мм;
βo - розрахункова швидкість обвуглювання за стандартним температурним режимом, мм/хв.
С.2.3.2 Час руйнування покриття з гіпсокартонних листів типу А або Н визначається за формулою:
С.2.3.3 Час руйнування покриття з гіпсокартонних листів типу F визначається з урахуванням:
14 погіршення захисних функцій покриття;
15руйнування деталей кріплення внаслідок недостатньої глибини проникнення в необвуглене дерево.
С.2.3.4 Час руйнування в результаті погіршення захисних функцій покриття визначають за результатами випробувань.
Примітка. Додаткова інформація щодо методів випробувань міститься в EN 1363-1, EN 1365-1 та EN 1365-2.
|
Національний відхил Замінити "EN 1363-1, EN 1365-1 та EN 1365-2" на "ДСТУ Б В.1.1-4, ДСТУ Б В.1.1-19 та ДСТУ Б В.1.1-20" |
С.2.3.5 Час руйнування панелей tf з урахуванням руйнування деталей кріплення розраховується за формулою:
Де для панелей, не з'єднаних з дерев'яним елементом
для стиків 1 і 3 (рисунок С.2)
tch - час початку обвуглювання;
lf - довжина деталі кріплення;
lа,mіn - мінімальна глибина проникнення деталі кріплення в необвуглену деревину; hp - сумарна товщина панелі; кs - коефіцієнт поперечного перерізу (С.2.1.3);
