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2020-01-02

Dimensionamento da resistência ao fogo através de uma curva de temperatura-tempo paramétrica de acordo com a DIN EN 1991-1-2

Com o RF-/STEEL EC3, podem ser utilizadas curvas de temperatura-tempo nominais no RFEM ou no RSTAB. A curva de temperatura padrão (ETK), a curva externa de incêndio e a curva de incêndio de hidrocarbonetos estão implementadas. Além disso, o programa oferece a opção de especificar diretamente a temperatura final do aço.

A temperatura do aço pode ter sido calculada através da curva de temperatura-tempo paramétrica, conforme descrito no anexo da EN 1992‑1‑2. A seguir, é explicado e aplicado o cálculo através da curva de temperatura-tempo paramétrica.

Se for utilizada uma carga paramétrica de incêndio como cenário de incêndio, o efeito de redução de carga do componente tem de ser garantido. Não deve haver falha do componente durante toda a fase de incêndio, incluindo a fase de resfriamento ou dentro de um período de resistência necessário. O anexo A da EN 1991-1-2 fornece um exemplar de uma curva de temperatura-tempo paramétrica. Este cenário de incêndio já não é permitido na Alemanha porque existe um anexo nacional para a EN-1991-1-2, que tem de ser utilizado obrigatoriamente. Este cenário foi substituído por um incêndio de dimensionamento. Com esta curva, um possível cenário de incêndio pode ser completamente descrito, desde a fase de desenvolvimento até à fase de incêndio completa e, por fim, até à fase de decaimento. As secções de curva são limitadas por pontos proeminentes, o que resulta na distribuição da taxa de libertação de calor. Contudo, ao determinar os valores de temperatura, tem de ser feita uma distinção entre os incêndios controlados por ventilação e os incêndios controlados por carga de incêndio. Além do mais, este modelo de fogo natural é de uso limitado. Aplica-se a áreas de base com até 400 m² e a uma altura de até 6 m. Para incêndios de cálculo controlados por ventilação, é permitido calcular o valor característico da taxa de libertação de calor máxima de acordo com as seguintes equações.

Para calcular a temperatura na secção de aço, pode ser utilizado o Microsoft Excel, por exemplo. Em Downloads, encontra-se uma macro Excel que pode calcular a temperatura. O valor calculado pode então ser utilizado diretamente no módulo.

Processo de cálculo

O programa calcula primeiro a média com base nos valores iniciais da área da envolvente, do fator de abertura e dos coeficientes de penetração térmica individuais. Depois, é feita uma distinção sobre se é um incêndio controlado por ventilação ou por carga de incêndio. O programa faz esta distinção do tipo de incêndio de forma independente com base na comparação de Qmax,v e Qmax,f. No próximo passo, os intervalos de tempo individuais e as temperaturas correspondentes serão calculadas com a ajuda de uma densidade da carga de incêndio de referência q = 1300 MJ/m². Após o cálculo dos intervalos de temperatura de referência, segue-se uma comparação com a carga de incêndio disponível e a carga de incêndio de referência para calcular os intervalos de tempo realmente disponíveis e as temperaturas correspondentes. Os pontos individuais são calculados através de um ciclo. Além disso, a curva de temperatura padrão (ETK) está incluída no programa para fornecer uma comparação imediata com o cenário de incêndio natural.

Resultados do cálculo

O cálculo demonstra que o incêndio natural é menos intenso do que a ETK, embora tenha sido selecionada uma densidade de carga de incêndio muito alta para o modelo de incêndio natural. O aquecimento da câmara de incêndio também não é tão rápido como no caso da ETK, estando mais próximo da realidade. A duração de um cenário de incêndio natural, por norma, é muito superior ao necessário, porque inclui sempre uma fase de arrefecimento. Esta fase de arrefecimento consiste em deixar a zona de incêndio arder até apagar, podendo ser significativamente reduzida através de processos de extinção, por exemplo.


Autor

O Eng. Frenzel participa no desenvolvimento do software na área da dinâmica. Além disso, também lida com perguntas de utilizadores no serviço de apoio ao cliente.

Ligações
Referências
  1. EN 1991-1-2 Eurocódigo 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen - Brandeinwirkungen auf Tragwerke. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2002.
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