Požární experiment ČVUT v Mokrsku 2008 a kazetový systém ROCKPROFIL
Zpřísňování norem týkající se požární bezpečnosti budov je zcela oprávněné. Pádným argumentem, který jednoznačně hovoří v jejich prospěch, je celá škála rozsáhlých požárů, jejichž výsledkem jsou nemalé ztráty lidských životů a škody majetkové povahy. Testy v rozsahu požární zkoušky v Mokrsku u Příbrami mohou přinést odpověď mimo jiné i na otázku, proč došlo 11. září 2001 v New Yorku k celkovému zřícení budovy Světového obchodního centra (WTC 1,2 a 7) po teroristickém útoku a požáru.
Unikátní požární zkouška Mokrsko 2008
Požární zkouška, která se pod vedením pracovníků katedry ocelových a dřevěných konstrukcí fakulty stavební ČVUT v Praze uskutečnila 18. září 2008 v Mokrsku, byla zaměřena na zpřesnění popisu chování prvků a spojů v konstrukci při požáru.
Požární odolnost administrativní budovy prověřena reálným požárem
Lehké nosníky spřažené ocelobetonové konstrukce (tzv. Angelina beams) nesoucí ztracené bednění a stropy Zkušební objekt představoval část jednoho podlaží administrativní budovy o rozměru 18x12 m. Dvě obvodové stěny byly tvořeny skládanými plášti s nosnými kazetami, minerální vlnou a vnějšími trapézovými plechy. Ve dvou polích po 6 m bylo porovnáno chování dvou systémů skládaného pláště s nosným meziroštem a vodorovným plechem a svislým vnějším plechem bez roštu.
Čelní stěna zkušebního objektu Mokrsko s klasickými kazetami a vodorovným kladením trapézových plechůMechanické zatížení bylo navrženo pro běžnou administrativní budovu, ve které se proměnné zatížení pohybuje v rozmezí 2,5 až 3,5 kN/m2. Vlastní tíha zkoušené ocelobetonové konstrukce dosáhla 2,6 kN/m2. Při zkoušce bylo proměnné zatížení vyvozeno 78 pytli se štěrkem, každý o průměrné hmotnosti 900 kg. Pytle byly umístěny na stropní desce na paletách a rozloženy tak, aby se dosáhlo rovnoměrného zatížení.1)
Boční stěna zkušebního objektu Mokrsko - systém ROCKPROFIL, viditelné jsou svislé OMEGA profily v rozteči 1 m
Kazetový systém ROCKPROFIL součástí jedinečného Fire testu
Instalovaná kazetová stěna haly NAREX v České Lípě v systému ROCKPROFIL (1. reference)Během předchozích let vývoje v ČR byl kazetový systém ROCKPROFIL doplněn a vybaven několika testy tepelných, akustických a požárních vlastností. Požární zkoušky se prováděly na vzorcích zatepleného stěnového pláště s kazetami hloubky 120 mm a s izolací Airrock ND pro ROCKPROFIL o tloušťce 155 mm. Vnější plášť tvořily svisle kladené trapézové plechy 32 x 206 x 0,75 mm. Jelikož se jedná o konstrukci nenosné (tedy samonosné kazetové) nesymetrické stěny, musí se zkoušky provádět podle normy EN 1364-1 dvojím způsobem - tedy se zatížením požárem zevnitř a zvnějšku. Při prvním typu scénáře požáru pak oheň působí ze strany kazet a teplotní křivka odpovídá klasickému průběhu celulózového požáru (v 60. minutě je teplota uvnitř svislé pece přibližně okolo 1000 °C), druhá křivka je mírnější a teplota nižší (pod 600 °C).
Detail systému ROCKPROFIL s izolací přesahující nos Co je však velmi důležité? Zkouší se vzorek o ploše maximálně 3 x 3 m díky standardním rozměrům svislých zkušebních pecí. S převodem takto malé stěny do praxe nastávají určitá úskalí a platí mnoho omezení. To je pak podstatné pro aplikaci na stavbě a pro pochopení reakce stěny na požární zátěž v postupujícím čase. Pro praktické uplatnění přímých výsledků zkoušek pak existují různé metody převodu na rozpětí nosné konstrukce větší než na vzorku (tedy přepočty ze 3 m rozpětí na větší rozestupy nosných sloupů) a totéž platí pro omezení výškou stěny s klasifikovanými požárními vlastnostmi.
Montáž systému ROCKPROFIL na zkušebním objektu Mokrsko - zakrývání izolace ROCKWOOL Proto bylo vhodné při experimentu v Mokrsku, který primárně zkoumal styčníky a vlastnosti podlahových a nosných konstrukcí u simulované kancelářské budovy, opláštit takový skelet právě stěnami se systémem ROCKPROFIL s rozpětím sloupů 6 m. Na dvou takových úsecích byly namontovány kazety s rozpětím 6 m, nejprve se svislým trapézovým plechem a jako druhý případ systém s vodorovnými trapézovými plechy (tato sestava s podkonstrukcí z tenkých ohýbaných tzv. OMEGA profilů byla zkoušena poprvé). Třetí úsek byl vybaven na vnitřní straně ještě přídavným obkladem ze sádrokartonu s dodatečnou tepelnou izolací o tloušťce 80 mm na rošt 75 mm. Na stěny byly instalovány všechny snímače ve stejné sestavě jako při laboratorním testu v akreditované zkušebně a celé měření provedly autorizované osoby.
Termovizní animace průběhu zkoušky na požární odolnost objektu v Mokrsku (95,9 MB)
Termovizní snímek s teplotou na stěnách se systémem ROCKPROFIL ve 45. minutě zkouškyDíky těmto získaným výsledkům byly potvrzeny odolnosti stěn ROCKPROFIL shodné nebo větší (v úrovni 60 minut) stejně jako na malých vzorcích z laboratoře. Pozorováním a měřením bylo zjištěno, že kazetové stěny se mohou deformovat, vymezovat teplotní dilatace a při havárii sloupů v 62. minutě, kdy se propadla část stropů a zřítily nosné průvlaky, byla stále zcela zachována mechanická integrita stěn ROCKPROFIL v každé sekci, ačkoliv se sloupy naklonily.
Kolaps - 62. minuta požárního testu - plameny jsou vpravo nad propadlým stropem
Výsledky měření byly poté zpracovány a ke stěnám ROCKPROFIL byla vydána rozšířená klasifikace požárních vlastností (FIRES, s.r.o. Batizovce).
Po kolapsu - obě části stěn zkušebního objektu Mokrsko se systémem ROCKPROFIL zůstaly celistvé!!!
Měření a závěry Fire testu Mokrsko 2008
Plně rozvinutý plošný požár - palivo uvnitř zkušebního objektu MokrskoPři požáru byly měřeny teploty, celkové i poměrné deformace, tlaky par, vlhkost, sálání z konstrukce na konstrukci uvnitř požárního úseku i na ocelovou konstrukci vně před okenním otvorem, prostup teploty a plynů pláštěm a klimatické podmínky při zkoušce. Chování bylo zdokumentováno fotografiemi, videozáznamy a záznamy z termokamer. Zkouška tématicky navázala na deset velkých požárních experimentů, které se uskutečnily na skutečných budovách s ocelovou, betonovou a dřevěnou nosnou konstrukcí v Cardingtonu ve Velké Británii v letech 1998 až 2003.
Informační panel s ukazatelem teploty plynů uvnitř zkušebního objektu MokrskoPožární zkouška prokázala, že chování konstrukce vystavené požáru jako celku lze využít a zvýšit požární spolehlivost i ekonomii řešení. Podařilo se dosáhnout kolapsu ocelobetonové desky a prokázat požární odolnost R60 použitých konstrukčních prvků a pláště objektu. Numerická simulace problematiky větru při požáru probíhá na Universitě v Coimbře a její výsledky byly prezentovány na konferenci Application of Fire Engineering 19. a 20. února 2009 v Praze.1)
Kompletní tiskovou zprávu naleznete pod odkazem Zpráva o požární zkoušce na experimentálním objektu v Mokrsku. Podrobné informace o celém projektu jsou rovněž k dispozici na stránkách ČVUT v sekci Fire test Mokrsko.
Na základě těchto velmi úspěšných a příznivých výsledků získala ČVUT Praha další grant, tentokrát na evropské úrovni, a bude pokračovat v dalším vývoji a zkoušení prostorových ocelových konstrukcí pomocí „open air“ testu, tentokrát přímo na území akreditované zkušební laboratoře PAVUS, a.s. ve Veselí nad Lužnicí. Informace k dalšímu unikátnímu požárnímu experimentu naleznete na stránkách ČVUT – COMPFIRE 2011 Veselí n. L.
1) Text převzat z příspěvku Požární zkouška v Mokrsku - publikováno 23.2.2009, portál www.konstrukce.cz.
