Međunarodne krivulje požara – koristan alat za projektiranje protupožarne zaštite

Za svaki prostor zgrade mogu se projektirati krivulje požara koje prikazuju temperaturnu ovisnost temperature tijekom vremena. Međunarodne krivulje požara koristan su alat za projektiranje protupožarne zaštite u zgradama. Za vrijeme ispitivanja elementi zgrade izloženi su toplinskom opterećenju koje je određeno standardnom krivuljom požara. Prikazuju vremensku ovisnost temperature prilikom požara nakon analize toplinske energije (razlika između (PS1) ΔHc i toplinskih gubitaka). Toplinski gubici nastaju:

• na zidovima i objektima unutar prostorije
• zbog zagrijavanja zračnih masa
• zbog radijacije i konvekcije kroz prozore i vrata.

Proteklih godina provedena su opsežna međunarodna istraživanja kako bi se definirali tipovi požara koji mogu nastati unutar zgrade. Na temelju podataka dobivenih iz tih ispitivanja razvijena je serija krivulja vrijeme/temperatura za različite vrste izloženosti, kako je prikazano u nastavku.

Celulozna krivulja

Standardna požarna ispitivanja kojima su podvrgnute konstrukcije temelje se na primjeni celulozne krivulje vrijeme/temperatura, kako je definirano u različitim nacionalnim standardima, npr. ISO 834, BS 476: dio 20, DIN 4102, AS 1530 itd.

Krivulja je zasnovana na brzini gorenja materijala koji se nalaze u općim građevinskim materijalima i sadržajima.

Razvoj temperature celulozne krivulje požara (ISO-834) opisan je sljedećom jednadžbom: T = 20 + 345 * LOG (8 * t + 1).

HC (ugljikovodična) krivulja

Iako je celulozna krivulja u uporabi već godinama, ubrzo je postalo jasno da brzina gorenja nekih materijala, npr. benzina, plina, kemikalija itd. znatno premašuje brzinu pri kojoj gori primjerice drvo. Stoga se pojavila potreba za alternativnim pristupom u svrhu provedbe ispitivanja na konstrukcijama i materijalima koji se upotrebljavaju u petrokemijskoj industriji te je razvijena HC krivulja.

HC krivulja primjenjiva je tamo gdje mogu nastati manji požari od nafte, npr. spremnici za gorivo automobila, spremnici s benzinom ili naftom, spremnici određenih kemikalija itd. Ustvari, iako se HC krivulja temelji na standardiziranom tipu požara, postoje različiti tipovi požara koji su povezani s petrokemijskim gorivima.

Razvoj temperature ugljikovodične krivulje opisan je sljedećom formulom: T = 20 + 1080 * (1 - 0,325 * e ^{- 0,167 * t} - 0,675 * e^{-2,5 * t}).

Modificirana ugljikovodična krivulja (HCM)

Izvedenu iz prethodno navedene ugljikovodične krivulje, francuski propisi zahtijevaju pojačanu verziju, poznatu kao modificirana ugljikovodična krivulja (HCM).

Maksimalna temperatura HCM krivulje iznosi 1300 °C umjesto 1100 °C kod standardne HC krivulje.

Međutim, temperaturni gradijent u prvih nekoliko minuta HCM požara jednako je snažan kao u svim požarima ugljikovodika (RWS, HCM, HC) te može uzrokovati temperaturni šok okolnih betonskih konstrukcija i posljedično odvajanje betona.

Razvoj temperature kod HCM požarne krivulje opisan je sljedećom formulom: T = 20 + 1280 * (1 - 0,325 * e^{-0,167 * t} - 0,675 * e^{-2,5 * t}).

RABT ZTV krivulja

RABT krivulja razvijena je u Njemačkoj kao rezultat velikog broja ispitivanja, poput projekta Eureka. Kod RABT krivulje porast temperature vrlo je brz, do 1200 °C unutar pet minuta. Međutim, trajanje izloženosti temperaturi od 1200 °C kraće je nego kod drugih krivulja s početkom pada temperature u 30. minuti kod požara automobila. Pad pri požarima vlakova počinje u 60. minuti. Na sve (PS1) požarne krivulje primjenjuje se razdoblje hlađenja od 110 minuta.

Kriterij greške za uzorke koji su izloženi RABT-ZTV krivulji vrijeme/temperatura jest da temperatura ojačanja ne smije premašivati 300 °C. Ne postoji zahtjev za maksimalnu temperaturu međusklopa.

Razvoj temperature RABT-ZTV požarnih krivulja opisan je sljedećim parametrima:

RWS (Rijkswaterstaat) krivulja

RWS krivulju razvio je Rijkswaterstaat, odnosno nizozemsko Ministarstvo transporta. Ta krivulja temelji se na pretpostavci da u najgorem scenariju može nastati požar uz 50 m³ goriva, ulja ili benzina, požarnog opterećenja od 300 MW, koji traje do 120 minuta. RWS krivulja temelji se na rezultatima ispitivanja koje je TNO proveo u Nizozemskoj 1979. godine.

Točnost RWS požarne krivulje kao projektne požarne krivulje za cestovne tunele ponovo je potvrđena sveobuhvatnim ispitivanjima provedenim u tunelu Runemahar u Norveškoj.

Razvoj temperature RWS požarne krivulje opisan je pomoću sljedećih parametara (PS1):