Zavisimostʹ predela ognestojkosti stroitelʹnyh betonnyh konstrukcij ot vlažnosti betona

• Autorzy: Novak S. V.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.39.3.2015.11

Warianty tytułu

EN

Fire Resistance Limits of Concrete Constructions Influenced by the Moisture Content of Concrete

PL

Graniczna odporność ogniowa konstrukcji budowlanych z betonu w zależności od jego wilgotności

• Języki publikacji: RU

Abstrakty

EN

Aim: The purpose of this study is to determine the relationship between fire resistance of concrete building constructions characterised by indications of a decline in heat insulation and moisture content of concrete Project and methods: Identification of fire resistance limits for building constructions with variable levels of moisture content in concrete, characterised by the loss of insulating properties. This was determined by technical equations dealing with thermal heat engineering (equation for thermal conductivity), reflecting assigned conditions of uniqueness and thermal properties of materials in accordance with Eurocode 2. A solution was facilitated by the finite difference method and implicit outline for the approximation of temperature derivatives within coordinates and time scale, with the aid of “Friend” computer programme. Results: Fire resistance limits were identified for concrete constructions containing moisture at 0, 1.5 and 3% levels, which were accompanied by a reduction in thermal insulation ability. A solution to the issue of thermal conductivity was secured with the use of coefficient values for thermal conductivity of concrete using the lower and upper graph limits revealed in Eurocode 2. Analysis of calculated data reveals a difference between fire resistance limit values identified for moisture levels in concrete at 1.5% and 3 % and 0 are respectively 16% and 29%. This difference is not dependant on the thickness of the construction or thermal conductivity coefficient of concrete. At the same time it was established that data concerning fire resistance of concrete constructions, described in Eurocode 2 and data from calculations utilising the lower boundary curve for thermal conductivity, which solved the issue of thermal conductivity of concrete containing moisture levels at 1.5 are very similar. The maximum temperature difference is 15%, which indicates good compatibility of data. Conclusions: It is established that the fire resistance limit for concrete constructions, characterized by indications of a decline in heatinsulating ability depends, to a large extent, on moisture content of concrete. Therefore, standards and other normative documents should acknowledge the existence of a significant dependence relationship between fire resistance and moisture content of concrete.

PL

Cel: Określenie zależności między odpornością ogniową konstrukcji budowlanych z betonu, charakteryzowaną przez utratę zdolności izolacji cieplnej, i wilgotnością betonu. Projekt i metody: Określenie granicznej wartości odporności ogniowej konstrukcji budowlanych z betonu o różnej wilgotności, która charakteryzuje się utratą jej właściwości izolacyjnych, przeprowadzono poprzez rozwiązanie zadań techniki cieplnej (bezpośrednie równanie przewodzenia ciepła), z uwzględnieniem wprowadzonych warunków jednoznaczności i właściwości termicznych materiałów zgodnie z Eurokodem 2. Rozwiązanie tego problemu przeprowadzono za pomocą metody różnic skończonych i niejawnego schematu aproksymacji pochodnych temperatury według współrzędnych i czasu w programie komputerowym Friend. Wyniki: Określone zostały wartości graniczne odporności ogniowej konstrukcji z betonu o wilgotności 0, 1,5 i 3%, objawiające się utratą zdolności termoizolacyjnej. Przy tym rozwiązanie problemu przewodzenia ciepła uzyskane było drogą bezpośrednią z wykorzystaniem wartości współczynnika przewodzenia cieplnego betonu, otrzymanego zarówno na podstawie dolnej jak i górnej krzywej granicznej, podanym w Eurokodzie 2. Z analizy otrzymanych danych obliczeniowych wynika, że różnica między wartościami granicznymi odporności ogniowej, określonymi przy wilgotności 1,5 i 3% i wartościami otrzymanymi przy wilgotności 0% wynoszą odpowiednio 16% i 29%. Wartość tej różnicy nie zależy od grubości konstrukcji i współczynnika przewodzenia ciepła betonu. Stwierdzono przy tym, że dane na temat odporności ogniowej konstrukcji betonowej, określone w Eurokodzie 2 i dane obliczeniowe, otrzymane w drodze rozwiązania bezpośredniego problemu przewodzenia ciepła przy wilgotności betonu 1,5% z wykorzystaniem dolnej krzywej granicznej przewodzenia ciepła, są do siebie bardzo zbliżone. Maksymalna różnica temperatur wynosi 15, co wskazuje dobrą zgodność tych danych. Wnioski: Ustalono, że wartość graniczna odporności ogniowej betonowych konstrukcji budowlanych, charakteryzowanej poprzez utratę zdolności termoizolacyjnych, w dużej mierze zależy od wilgotności betonu. Dlatego do standardów lub innych dokumentów normatywnych należy wnieść poprawki dotyczące obszaru upowszechnienia wyników badań, uwzględniając istnienie dużej zależności między odpornością ogniową a wilgotnością betonu.

Słowa kluczowe

EN

fire safety; concrete construction; fire resistance limit; task of thermal conductivity; coefficient of thermal conductivity; Eurocode

PL

bezpieczeństwo pożarowe; konstrukcja z betonu; graniczna odporność ogniowa; równanie przewodzenia ciepła; współczynnik przewodzenia ciepła; Eurokody

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3
• Strony: 129--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Novak S. V.

• Ukrainian Civil Protection Scientific Research Institute

Bibliografia

• [1] DSTU B V.1.1-4-98* Zashchita ot pozhara. Stroitel’nyye konstruktsii. Metody ispytaniy na ognestoykost’. Obshchiye trebovaniya.
• [2] DSTU B V.1.1-15:2007 Zashchita ot pozhara. Peregorodki. Metod ispytaniya na ognestoykost’ (EN 1364-1:1999, NEQ).
• [3] DSTU B V.1.1-19:2007 Zashchita ot pozhara. Nesushchiye steny. Metod ispytaniya na ognestoykost’ (EN 1365-1:1999, MOD).
• [4] DSTU B V.1.1-20:2008 Zashchita ot pozhara. Perekrytiya i pokrytiya. Metod ispytaniya na ognestoykost’ (EN 1365-2:1999, NEQ).
• [5] Gosudarstvennyye stroitel’nyye normy Ukrainy DBN V 1.1-7-2002* Pozharnaya bezopasnost’ ob”yektov stroitel’stva.
• [6] EN 1991-1-2:2002 Eurocode 1: Actions on structures – Part 1–2: General actions – Actions on structures exposed to fire.
• [7] EN 1992-1-2:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1–2: General rules – Structural fire design.
• [8] EN 1993-1-2:2005 Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1–2: General rules – Structural fire design.
• [9] EN 1994-1-2:2005 Eurocode 4. Design of composite steel and concrete structures – Part-2: General rules. Structural fire design.
• [10] EN 1995-1-2:2004 Eurocode 5 – Design of timber structures – Part 1–2: General – Structural fire design.
• [11] EN 1996-1-2:2005 Eurocode 6: Design of masonry structures – Part 1–2: General rules – Structural fire design.
• [12] EN 1999-1-2:2002 Eurocode 9: Design of aluminium structures – Part 1–2: Structural fire design.
• [13] Krukovskiy P., Obratnyye zadachi teplomassoperenosa (obshchiy inzhenernyy podkhod), izdatel’stvo ITTF NАN Ukrainy, Kiyev, 1996.