Czym są krzywe rozwoju pożaru?

Podczas badań ogniowych elementy budynku są poddawane obciążeniu cieplnemu, które jest określane przez standardową krzywą rozwoju pożaru. Pokazuje ona funkcję temperatury w pożarze w czasie na podstawie analizy energii termicznej (różnica między ΔHc a stratami cieplnymi).

Straty cieplne występują:

• na ścianach i obiektach w pomieszczeniu,
• na skutek nagrzewania się mas powietrza,
• na skutek promieniowania i konwekcji przez okna i drzwi.

W ostatnich latach przeprowadzono wiele międzynarodowych badań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego, celem określenia rodzajów pożarów, które mogą wystąpić w środowisku budynku. Na podstawie danych uzyskanych w wyniku badań ogniowych opracowano szereg krzywych zależności czasu i temperatury dla różnych rodzajów ekspozycji, które opisano poniżej. Wyszczególnione w dalszej części krzywe rozwoju pożaru są niezwykle pomocne w projektowaniu zabezpieczeń przeciwpożarowych.

Krzywa ta opiera się na tempie spalania komponentów znajdujących się w ogólnych materiałach budowlanych i zawartości budynku.

Przebieg temperatury na krzywej celulozowej pożaru (ISO-834) opisuje następujące równanie: T = 20+345LOG(8t+1).

W związku z tym zaistniała potrzeba zastosowania alternatywnego podejścia do badań ogniowych, w celu przeprowadzenia testów konstrukcji i materiałów stosowanych w przemyśle petrochemicznym i w ten sposób powstała krzywa węglowodorowa.

Krzywa węglowodorowa ma zastosowanie w miejscach, gdzie mogą wystąpić niewielkie pożary produktów ropopochodnych, tj. w zbiornikach paliwa samochodowego, cysternach benzynowych lub naftowych, niektórych chemikaliowcach itp. W rzeczywistości, chociaż krzywa węglowodorowa opiera się na znormalizowanym typie pożaru, istnieje wiele typów pożarów paliw petrochemicznych.

Przebieg temperatury na krzywej pożaru węglowodorowej (HC) opisuje następujące równanie: T = 20+1080*(1-0,325e-0,167t-0,675e-2,5t).

Maksymalna temperatura na krzywej HCM wynosi 1300°C zamiast standardowej temperatury 1100°C stosowanej na krzywej HC.

Jednak gradient temperatury HCM w pierwszych kilku minutach pożaru jest tak samo silny, jak we wszystkich pożarach węglowodorów (RWS, HCM, HC), co może powodować szok termiczny otaczającej struktury betonu i wynikające z tego kruszenie betonu.

Przebieg temperatury na krzywej pożaru HCM opisuje następujące równanie: T = 20+1280*(1-0,325e-0,167t-0,675e-2,5t).

Jednak czas ekspozycji na działanie 1200°C jest krótszy, niż w przypadku innych krzywych, przy czym spadek temperatury zaczyna następować po 30 minutach w przypadku pożaru samochodu. Spadek temperatury w przypadku pożaru pociągu rozpoczyna się dopiero po 60 minutach. Na obu krzywych rozwoju pożaru stosuje się 110-minutowy okres chłodzenia.

Kryterium uszkodzenia próbek wystawionych na działanie krzywej funkcji czasu do temperatury RABT-ZTV jest to, że temperatura zbrojenia nie powinna przekraczać 300°C. Nie ma wymagań dotyczących maksymalnej temperatury w punkcie styku.

Przebieg krzywej (krzywych) temperatury pożaru RABT-ZTV opisują następujące wartości:

RABT-ZTV (pociąg)

RABT-ZTV (samochód)

Krzywa RWS została opracowana podczas badań ogniowych na podstawie wyników testów przeprowadzonych przez TNO w Holandii w 1979 roku.

Dokładność krzywej pożaru RWS jako krzywej rozwoju pożaru na potrzeby projektowania tuneli drogowych została potwierdzona w pełnowymiarowych badaniach przeprowadzonych w tunelu Runehamar w Norwegii.

Przebieg rozwoju temperatury na krzywej rozwoju pożaru RWS opisano za pomocą następujących wartości:

RABT-ZTV (pociąg)