Temperaturę stali można obliczyć, na przykład, za pomocą parametrycznej krzywej temperatura-czas, jak opisano w załączniku do normy DIN EN 1991-1-2. Poniżej wyjaśniono i zastosowano obliczenia z wykorzystaniem parametrycznej krzywej temperatura-czas.
W przypadku zastosowania założeń pożaru parametrycznego należy zapewnić przeniesienie obciążenia przez element konstrukcyjny. Wybrany element nie może ulec uszkodzeniu w trakcie całej fazy pożaru, także w fazie chłodzenia lub w wymaganym okresie odporności ogniowej. Załącznik A do normy EN 1991-1-2 zawiera tak zwaną krzywą parametryczną temperatura-czas. Ten scenariusz pożaru nie jest już dozwolony w Niemczech, ponieważ obecnie obowiązuje obligatoryjny załącznik krajowy do normy EN-1991-1-2. W związku z tym, scenariusz ten został zastąpiony pożarem projektowym. Za pomocą krzywej parametrycznej można w pełni opisać scenariusz pożaru, od fazy rozwoju przez fazę pożaru pełnego aż do fazy wygasania.
Odcinki krzywej są ograniczone charakterystycznymi punktami, wyznaczającymi przebieg uwalniania ciepła. Jednak przy określaniu wartości temperatur należy rozróżnić pożary zależne od wentylacji i pożary kontrolowane obciążeniem ogniowym. Co więcej, ten model pożaru naturalnego ma ograniczone zastosowanie. Dotyczy to kondygnacji o powierzchni do 400 m² i wysokości do 6 m. W przypadku pożarów obliczeniowych kontrolowanych przez wentylację, wartość charakterystyczną maksymalnej szybkości uwalniania ciepła można obliczyć zgodnie z poniższymi równaniami.
Aby obliczyć temperaturę w przekroju stalowym, można użyć na przykład Microsoft Excel. W sekcji Pobrane znajduje się makro Excel, które może obliczyć temperaturę. Obliczoną wartość można następnie wykorzystać bezpośrednio w module.
Przebieg obliczeń
Program oblicza najpierw powierzchnię powłoki, współczynnik otwarcia i indywidualne współczynniki przenikania ciepła na podstawie wartości początkowych, które są następnie uśredniane. Kolejnym etapem jest rozróżnienie, czy jest to pożar zależny od wentylacji, czy kontrolowany obciążeniem ogniowym. Program dokonuje tego rozróżnienia niezależnie, porównując Qmax, v i Qmax, f . W następnym kroku poszczególne przedziały czasowe i odpowiadające im temperatury są obliczane przy użyciu referencyjnej gęstości obciążenia ogniowego q = 1300 MJ/m².
Po obliczeniu referencyjnych zakresów temperatur następuje porównanie z dostępnym obciążeniem ogniowym i referencyjnym obciążeniem ogniowym, w celu obliczenia rzeczywiście dostępnych zakresów czasowych i odpowiednich temperatur. Poszczególne punkty są obliczane za pomocą pętli. Dodatkowo program zawiera także standardową krzywą temperatura-czas (ETK), która umożliwia natychmiastowe porównanie ze scenariuszem pożaru naturalnego.
Wyniki obliczeń
Obliczenia pokazują, że pożar naturalny przebiega krócej niż wskazuje ETK, chociaż dla modelu pożaru naturalnego wybrano bardzo wysoką gęstość obciążenia ogniowego. Nagrzewanie komory pożarowej nie jest tak szybkie jak wskazuje ETK, co jest bliższe rzeczywistości. Czas trwania naturalnego pożaru jest zwykle znacznie dłuższy niż wymagany, ponieważ zawsze obejmuje fazę wygasania. Faza wygasania obejmuje wypalanie się strefy pożarowej i może zostać znacznie zredukowana, na przykład poprzez użycie gaśnic.
