Расчет конструкции на огнестойкость в соответствии с DIN EN 1993-1-2 (кривые горения)

Пожар

Пожар - это воздействие на конструкцию, поэтому он регулируется всеми граничными условиями в стандарте EN 1991-1-2. Этот стандарт также включает в себя все номинальные зависимости температуры от времени и простые модели естественного пожара, которые могут воздействовать на конструкцию.

Номинальные кривые зависимости температуры от времени

За прошедшие годы было проведено множество испытаний на огнестойкость, чтобы оценить поведение элементов конструкции в случае пожара. Во время испытаний можно было определить развитие пожара во времени и температурную кривую в зависимости от пожарной нагрузки, а также компонентов и материалов. Эти зависимости температуры от времени применимы только до определенного момента, так как они не включают ни фазу развития пожара, ни фазу охлаждения. Благодаря этим испытаниям и для стандартной единообразной оценки был кодифицирован температурно-временной закон, основанный на международных соглашениях. DIN EN 1991-1-2 предлагает три концепции кривой горения, которые можно использовать для упрощенного метода согласно DIN EN 1993-1-2.

Принципы кривой пожара по норме DIN EN 1991-1-2

Стандартная кривая времени-температуры (ETK):
Θ_g = 20 + 345 ∙ log₁₀ (8 ∙ t +1)
α_c = 25 ∙ [Вт/(м ∙ K)]

Кривая внешнего возгорания:
Θ_g = 660 ∙ (1 - 0,687 ∙ e ^{0,32 ∙ t} - 0,313 ∙ e ^{-3,8 ∙ t} ) + 20
α_c = 25 ∙ [Вт/(м ∙ K)]

Кривая возгорания углеводородов:
Θ_g = 1.060 ∙ (1 - 0,325 ∙ e ^{-0,167 ∙ t} - 0,675 ∙ e ^{-2,5 ∙ t} ) + 20
α_c = 50 ∙ [Вт/(м ∙ K)]

Существует также параметризованная кривая противопожарной защиты, которая, однако, предназначена для использования в общем расчете противопожарной защиты в соответствии с DIN EN 1993-1-2. В этом случае стандартная кривая времени-температуры является наиболее широко используемой кривой пожара, поскольку большинство экспериментальных исследований огнезащитных материалов проводилось в соответствии с этой кривой. Напротив, кривая внешнего возгорания не имеет большого значения, поскольку температура этой кривой повышается до 660 ° C, и поэтому она не подходит для более длительного воздействия огня с огнезащитным материалом. Кривая горения углеводородов аналогична кривой горения в туннелях, поскольку температура на этой кривой повышается до 1350 ° C, и это увеличение даже круче, чем в случае любой другой кривой горения.

параметрическая подверженность огню

В случае, если в сценарии пожара используются параметрические действия факторов пожара, необходимо обеспечить также эффект снижения нагрузки на элемент конструкции. Данный элемент должен работать во время всей продолжительности пожара, включая фазу охлаждения, а также в течение требуемого времени огнестойкости. В приложении A к EN 1991-1-2 приведена параметрическая зависимость температуры от времени. Этот сценарий пожара больше не разрешен в Германии, поскольку необходимо применить обязательное национальное приложение к EN 1991-1-2. в котором он был заменен расчетом на огнестойкость. Возможный сценарий пожара можно полностью описать с помощью этой кривой, а именно: от фазы развития до фазы пожара в отсеке и до фазы распада.

Параметрическая кривая зависимости температуры от времени по норме EN 1991-1-2/NA

Отдельные части кривых ограничены точками, которые четко определяют распределение скорости тепловыделения. Тем не менее, при определении значений температуры необходимо различать между моделями пожара, контролируемые с помощью вентиляции, и моделями пожара, контролируемые с помощью топлива. Кроме того, данная модель естественного пожара имеет ограниченное применение. Ее можно применять, например, лишь на площади размером до 400 м² и высотой до 6 м. В случае проектных пожаров с регулируемой вентиляцией характеристическое значение максимальной скорости тепловыделения можно рассчитать с помощью уравнений, приведенных в Приложении А.