Fire reliability of system aluminum-glass partitions

• Autorzy: Gwóźdź Marian

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2021.138494

Warianty tytułu

PL

Niezawodność pożarowa systemowych przegród aluminiowo-szklanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aluminum-glass partition systems are used as building facades but also as glazed internal walls designated to form various internal partitions with glass doors. These partitions are designated to create fire compartments as well as separate and soundproof the zones created, without visually limiting the built up area. System fireproof partitions manufactured in fire resistance classes EI 30 to EI 180 constitute an important product in the offer of domestic and foreign manufacturers in terms of fire safety. The internal and external fireproof partitions are generally designed conformant to deterministic criteria, i.e. the structure of the partition is determined by the formal requirements listed in the legal regulations pertaining to basic requirements which should be satisfied by buildings and their parts. The fireproofing qualities of system aluminum-glass partitions are controlled in laboratories and documented in technical approvals. Partitions designed according to the deterministic criteria may be verified by the fire reliability analysis of the designed structure using the known simple and complex models of the reliability theory. In this paper the reliability formulae for simple and mixed mathematical models of non-renewable objects, which have been applied to model the fire reliability of partitions made by Aluprof, a domestic maker of aluminum-glass systems, under catalog numbers MB-78EI and MB-118EI, have been juxtaposed. The results of calculations allowed for preparing design recommendations, verifying the deterministic criteria for design of fire resistant partitions. In particular the fire reliability analysis prompts for abandoning the design of expensive aluminum-glass partitions made of multi-layered glass having multiple fire resistant layers.

PL

Wieloletnie badania naukowe prowadzone w krajach Unii Europejskiej zostały zwieńczone dokumentem technicznym CEN/TC 250 N 1060 [8], zredagowanym w ramach prac Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego nad drugą edycją Eurokodów (EC). W edycji tej przewidziano rekomendacje w/z projektowania konstrukcji szklanych, a w szczególności opracowanie odrębnej normy projektowania, zawierającej nowoczesne procedury w zakresie projektowania konstrukcji budowlanych szklanych. Przedstawiony przez autora artykuł stanowi przyczynek do badań w zakresie analizy niezawodności pożarowej przegród o konstrukcji aluminiowo-szklanej. Systemy takich przegród obejmują elewacje budynków, a także przeszklone ścianki działowe, przeznaczone do konstruowania różnego rodzaju przegród wewnętrznych z drzwiami szklanymi. Ich zadaniem jest wydzielenie stref pożarowych oraz oddzielenie i wygłuszenie wydzielonych powierzchni, bez ograniczenia wizualnego zabudowanych pomieszczeń. W ofercie producentów krajowych i zagranicznych ważną pozycję z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe stanowią systemowe przegrody ogniochronne, które są wytwarzane w klasach odporności ogniowej od EI 30 do EI 180. Przegrody ogniochronne wewnętrzne i zewnętrzne są na ogół projektowane wg kryteriów deterministycznych, tzn. o konstrukcji przegrody decydują wymagania formalne sformułowane w przepisach prawnych dotyczących wymagań podstawowych jakie winne spełniać budynki i ich części. Właściwości ogniochronne systemowych przegród aluminiowo-szklanych są badane laboratoryjnie i dokumentowane w aprobatach technicznych. Zaprojektowane przegrody według kryteriów deterministycznych można zweryfikować na drodze analizy niezawodności pożarowej konstrukcji, wykorzystując znane od lat proste i złożone modele teorii niezawodności. W artykule zestawiono formuły niezawodności prostych i mieszanych modeli matematycznych obiektów nieodnawialnych, które wykorzystano do modelowania niezawodności pożarowej przegród krajowego producenta systemów aluminiowo-szklanych Aluprof o symbolach katalogowych MB-78EI oraz MB-118EI. Wyniki obliczeń pozwoliły na sformułowanie zaleceń konstrukcyjnych, weryfikujących deterministyczne kryteria projektowania przegród ogniochronnych. W szczególności analiza niezawodności pożarowej skłania do rezygnacji z projektowania kosztownych przegród aluminiowo-szklanych ze szkła wielowarstwowego o dużej liczebności warstw ogniochronnych. Wysokie, ponad standardowe wymagania niezawodności pożarowej, proponuje się zapewnić na drodze instalowania w budynkach systemów sygnalizacji pożarowej i transmisji alarmów pożarowych.

Słowa kluczowe

EN

aluminum-glass partition; facade; internal partition; reliability; fire; fire resistance

PL

przegroda aluminiowo-szklana; elewacja; ściana działowa; niezawodność; pożar; odporność ogniowa

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 67, nr 4
• Strony: 193--206
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gwóźdź Marian

• University of Bielsko-Biala (ATH), Institute of Building Industry, Bielsko-Biała, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9762-4279

Bibliografia

• [1] “Nowoczesne systemy ścian wewnętrznych”, Aluprof: Katalog producenta, https://aluprof.eu/ (online).
• [2] “Aprobata Techniczna ITB AT-15-6006/2016”, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2016.
• [3] “Aprobata Techniczna ITB AT-15-9186/2013”, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2013.
• [4] A. Biegus, “Podstawy probabilistycznej analizy bezpieczeństwa konstrukcji”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1996.
• [5] “Certificate of constancy of performance press glass”, Insulating glass units with Pyrobelite or Pyrobel. Certificate no. 0757-CPR-692+F-6040271-4-3. Ift Rosenheim, 2020.
• [6] D. Brodowski, “Modele i metody matematyczne teorii niezawodności w przykładach i zadaniach”, WNT, Warszawa 1985.
• [7] “Document CNR-DT 210/2013. Guide for the design”, Construction and control of buildings with structural glass elements, National Research Council of Italy, 2013.
• [8] M. Feldmann, et al., “Document CEN/TC 250 N 1060 Guidance for European structural design of glass components”, JRC and Policy Reports, 2014.
• [9] M. Gwóźdź, “Konstrukcje szklane i aluminiowo-szklane”, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2020.
• [10] M. Gwóźdź and A. Machowski, “Wybrane badania i obliczenia konstrukcji budowlanych metodami probabilistycznymi”, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2011.
• [11] M. Gwóźdź and M. Suchodoła, “Bezpieczeństwo pożarowe budowlanych konstrukcji metalowych”, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2016.
• [12] M. Gwóźdź and P. Woźniczka, “New static analysis methods for plates made of monolithic and laminated glass”, Archives of Civil Engineering, vol. 66, no. 4, 2020, DOI: 10.24425/ace.2020.135239.
• [13] L. Galuppi and L.G. Royer-Carfagni, ”The effective thickness of laminated glass plates”, Journal of Mechanics of Materials and Structures, vol. 7, pp. 375-400, 2012.
• [14] K. Langosch, “Das tragverhalten von glasstützen mit mono- und verbundquerschnitten”, Dissertation RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetalbau.
• [15] K. Langosch and M. Feldmann, “Wandartige monoglasstützen unter axialen drucklasten und biegung”, Glasbau Hrsg. Weller B., Tasche S., Ernst and Sohn, 2013.
• [16] M. Maślak, “Probability-based critical temperature assessment for simple steel beam exposed to fire”, Archives of Civil Engineering, vol. 66, no. 3, 2020, DOI: 10.24425/ace.2020.134420.
• [17] J. Migalski (red.), “Inżynieria niezawodności. Poradnik”, Wydawnictwo ATR Bydgoszcz i ZETOM, Warszawa 1992.
• [18] J. Murzewski, “Niezawodność konstrukcji inżynierskich”, Arkady, Warszawa 1989.
• [19] EN 1990. Eurocode, “Basis of structural design. European Committee for Standardization”, Brussels 2004.
• [20] EN 1991-1-2. Eurocode 1, “Actions of structures. Part 1-2: General actions. Actions on structures exposed to fire”, European Committee for Standardization, Brussels 2006.
• [21] EN 1999-1-2. Eurocode 9, “Design of aluminium structures. Part 1-2: Structural fire design. European Committee for Standardization”, Brussels 2007.
• [22] Sz. Woliński and K. Wróbel, “Niezawodność konstrukcji budowlanych”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2001.