Design of aluminum structures according to the modern generation of European standards sets new requirements regarding reliability management of such facilities before authors of architectural and structural designs. Reliability problems should be formulated at an early stage of the investment process - the construction design, in a clear manner, requiring the authors of detailed designs and contracting companies to provide structures exhibiting the operating parameters in agreement with the expectations of the investor. Basics of substantive and formal requirements in this respect are set out in Eurocode PN EN 1990 and the European standards dealing with manufacturing and erection of structures. Problems of modern reliability management for aluminum structures are referred to the case of large volume buildings subject to climate actions.
Aim: The aim of the article is to verify the fire resistance of aluminum-glass construction partitions with a parallel structure. The paper presents the results of tests in a fire chamber of a selected partition, a leading national manufacturer of aluminum-glass systems. The results of the fire tests were used to validate a simple parallel model of the reliability of non-renewable systems. Introduction: Fire-retardant properties of partitions made of glass and aluminum profiles determine their ability to stop the spread of fire by closing the fire in separate zones. Fire resistance of such partitions is measured according to various criteria, in particular the requirements concern: stability R (glass does not break), tightness E, radiation limitation W and insulation I. The tightness requirement E means that the partition effectively protects the fire compartment against flames, smoke and hot gases. The insulating postulate I means that the average temperature of glass and the profiles on the surface of the partition on the protected side does not exceed the contractual value during the nominal duration of the fire. The measure of fire resistance of a partition is time t, expressed in minutes, in which the structure of an aluminum-glass partition meets one or more of the criteria listed. Methodology: The experimental database consists of the results of routine fire resistance tests of system building partitions obtained in the certification process of selected facade systems. Interpretation of the obtained results of laboratory tests was based on simple models of reliability of non-renewable systems. Conclusions: The graphs of average temperature increase on the outer surface of the tested glass are the same in each case in terms of quality and quantity. Up to about 70% of the nominal fire resistance, the temperature increase is linear, followed by a non-linear phase according to a concave curve. The course of the temperature-rise curves on the outer surface of aluminum profiles is qualitatively different. The graphs are non-linear, convex from the beginning of heating, with the inflection point reached after about 20 minutes of the test. The obtained results may indicate that the multi-chamber structure of aluminum profiles does not ensure a parallel reliability structure, because the object has a quasi-parallel structure. The presented results of the temperature-rise curves and their reliability interpretation require confirmation in further laboratory tests of aluminum-glass partitions with a different structure of panes and profiles.
PL
Cel: Celem artykułu jest weryfikacja eksperymentalna odporności ogniowej przegród budowlanych aluminiowo-szklanych o strukturze równoległej. W pracy przedstawiono wyniki badań w komorze ogniowej na przykładzie przegrody wiodącego krajowego producenta systemów aluminiowo-szklanych. Wyniki testów ogniowych wykorzystano do walidacji prostego modelu równoległego niezawodności systemów nieodnawialnych. Wprowadzenie: Właściwości ognioochronne wykonanych ze szkła i profili aluminiowych przegród budowlanych określają ich zdolność do zatrzymania rozprzestrzeniania się ognia poprzez zamknięcie pożaru w wydzielonych strefach. Odporność ogniowa takich przegród jest mierzona wg różnych kryteriów. W szczególności wymagania dotyczą: stabilności R (szkło nie pęka), szczelności E, ograniczenia promieniowania W i izolacyjności I. Postulat szczelności E oznacza, że przegroda skutecznie chroni strefę wydzielenia pożarowego przed płomieniami, dymem i gorącymi gazami. Z kolei postulat izolacyjności I świadczy o tym, że średnia temperatura szyb i profili na powierzchni przegrody po stronie chronionej nie przekracza umownej wartości w nominalnym czasie trwania pożaru. Miarą odporności ogniowej przegrody jest czas t wyrażony w minutach, w którym konstrukcja przegrody aluminiowo-szklanej spełnia jedno lub kilka z wymienionych kryteriów. Metodologia: Bazę danych doświadczalnych stanowią wyniki rutynowych badań odporności ogniowej systemowych przegród budowlanych otrzymane w procesie certyfikacji wybranych systemów fasadowych. Interpretację wyników badań laboratoryjnych oparto na prostych modelach niezawodności systemów nieodnawialnych. Wnioski: Wykresy przyrostu temperatury średniej na zewnętrznej powierzchni badanych szyb są w każdym wypadku jakościowo i ilościowo takie same. Do momentu osiągnięcia około 70% nominalnej ogniochronności przyrost temperatury jest liniowy, po czym następuje faza nieliniowa wg krzywej wklęsłej. Jakościowo inny jest przebieg krzywych przyrostu temperatury na zewnętrznej powierzchni profili aluminiowych. Wykresy są od początku nagrzewania nieliniowe, wypukłe, z punktem przegięcia osiągniętym już po około 20 minutach testu. Otrzymane rezultaty mogą wskazywać, że wielokomorowość profili aluminiowych nie zapewnia struktury niezawodnościowej równoległej, ponieważ obiekt ma strukturę quasi-równoległą. Przedstawione wyniki krzywych przyrostu temperatury i ich interpretacja niezawodnościowa wymagają potwierdzenia w dalszych badaniach laboratoryjnych przegród aluminiowo-szklanych o innej konstrukcji szyb i profili.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badania prowadzone w krajach Unii Europejskiej doprowadziły do sformułowania nowych zasad obliczeń konstrukcji szklanych zredagowanych w dokumentach roboczych CEN. Procedury obliczeniowe CEN wymagają weryfikacji krajowej. Artykuł ograniczono do analizy elementów niezawodności konstrukcji szklanych. Przeprowadzona weryfikacja wskazuje, że oceniane procedury w zakresie wymagań niezawodności są kompletne i w pełni zharmonizowane z Eurokodami.
EN
The research conducted in the European Union countries led to the formulation of a new form of calculations for glass structures, formulated in CEN working documents. The CEN calculation procedures require national verification and this is the nature of the article, the scope of which is limited to the analysis of the reliability elements of glass structures. The performed verification shows that the assessed procedures in the scope of reliability requirements are complete and fully harmonized with the Eurocodes.
Glass-aluminum building facades, as well as glazed walls intended to construct internal partitions of various types with glass doors, the purpose of which is to create fire zones, must satisfy certain fire resistance requirements stated in the codes. The offer of domestic and foreign manufacturers consists of system fire resistant partitions manufactured in the EI 30 to EI 180 fire resistance classes. Fire retardant properties of such partitions are verified experimentally, and the technical approvals are issued based on the results of such tests. In this paper the results of fire tests performed on selected partitions made by the leading domestic maker of glass-aluminum systems and representative for the whole commercial offer of Aluprof S.A. are presented. Fire resistance of doors and partitions made of aluminum sections with fire protecting insulation in one or several chambers and Polflam glazing panes differing in thickness of swelling gel have been tested. In this paper a comparative analysis of the temperature increase curves obtained on the external surface of glass panes and aluminum sections forming the tested partitions has been performed. The relationships between the internal structure of aluminum sections and glazing panes and the shape of empirical curves have been indicated. A mixed tangent-secant linearization of these curves has been proposed as well as presentation of the experimental results in the non-dimensional coordinates. Such presentation form of final experimental results allows for a clear interpretation of laboratory tests with reliable documenting of nominal fire resistance requirements.
PL
Fasady aluminiowo-szklane budynków, a także przeszklone ścianki działowe przeznaczone do konstruowania różnego rodzaju przegród wewnętrznych z drzwiami szklanymi, których zadaniem jest wydzielenie stref pożarowych, muszą spełniać określone w przepisach wymagania odporności pożarowej. W ofercie producentów krajowych i zagranicznych systemowe przegrody ogniochronne są wytwarzane w klasach odporności ogniowej od EI 30 do EI 180. Właściwości ogniochronne takich przegród są badane laboratoryjnie, a wyniki testów ogniowych stanowią podstawę wydawanych aprobat technicznych. W artykule przedstawiono wyniki badań ogniowych wybranych przegród, wiodącego krajowego producenta systemów aluminiowo-szklanych, które są reprezentatywne dla całej oferty handlowej firmy Aluprof S.A. Przeprowadzone w procesie atestacji laboratoryjne próby ogniowe były realizowane przez trzy niezależne od producenta, akredytowane laboratoria badawcze. Badano odporność ogniową drzwi i przegród uformowanych z profili aluminiowych z izolacją ogniową w jednej lub kilku komorach oraz szyb Polflam o zróżnicowanej grubości żelu pęczniejącego. Wyniki badań w pełni potwierdziły deklarowaną w specyfikacjach zakładowych odporność pożarową systemowych drzwi i przegród o symbolach katalogowych MB-78EI oraz MB-118EI. W artykule przeprowadzono analizę porównawczą krzywych przyrostu temperatury na zewnętrznej powierzchni szyb i profili aluminiowych, z których uformowano badane przegrody. Wskazano na związki pomiędzy konstrukcją profili i szyb ogniochronnych, a kształtem krzywych empirycznych. Zaproponowano linearyzację mieszaną styczno-sieczną licznych tych krzywych oraz prezentację wyników badań ogniowych we współrzędnych bezwymiarowych. Taka forma prezentacji końcowych wyników badań ognioodporności pozwala na czytelną interpretację testów laboratoryjnych z wiarygodnym udokumentowaniem nominalnych wymagań odporności ogniowej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.