SIGURANŢA LA FOC A CONSTRUCŢIILOR SIGURANŢA LA FOC A CONSTRUCŢIILOR

EurocoduriEurocoduri

GeneralităţiGeneralităţi Metode de Metode de

încercare la foc încercare la foc

a materialelora materialelor AcAcţiunea focului conform SR EN 1991-ţiunea focului conform SR EN 1991-1-21-2

Eurocoduri. Prezentare generală.Eurocoduri. Prezentare generală.

Condiţiile de înfiinţare şi principiile de funcţionare a Comunităţii Condiţiile de înfiinţare şi principiile de funcţionare a Comunităţii Economice Europene aEconomice Europene auu fost stabilit fost stabilitee prin tratatul de la Roma, în prin tratatul de la Roma, în 1957. Începând cu 1985 până în 1992, acest tratat a fost modificat şi 1957. Începând cu 1985 până în 1992, acest tratat a fost modificat şi completat, printr-o serie de decizii în vederea înfiinţării Pieţei completat, printr-o serie de decizii în vederea înfiinţării Pieţei Europene Unice.Europene Unice.

În sectorul construcţiilor, armonizarea la nivel european se realizează În sectorul construcţiilor, armonizarea la nivel european se realizează prin următoarele documente:prin următoarele documente:

- Directiva Lucrărilor Publice 89 / 440 / - Directiva Lucrărilor Publice 89 / 440 / CEECEE;;

- Directiva referitoare la Servicii.- Directiva referitoare la Servicii. Directiva Consiliului 89/106/CDirectiva Consiliului 89/106/CEEE referitoare la interpretarea/ corelarea E referitoare la interpretarea/ corelarea

legilor, normelor şi decretelor din ţările membre ale uniunii, defineşte legilor, normelor şi decretelor din ţările membre ale uniunii, defineşte principalele cerinţe în următoarele domenii:principalele cerinţe în următoarele domenii:

- rezistenţă şi stabilitate ;- rezistenţă şi stabilitate ;- - siguranţă la focsiguranţă la foc ; ;- igienă, sănătate şi mediu înconjurător ;- igienă, sănătate şi mediu înconjurător ;- siguranţă în exploatare ;- siguranţă în exploatare ;- protecţia împotriva zgomotului ;- protecţia împotriva zgomotului ;- economia energiei şi - economia energiei şi izolatie termicaizolatie termica..

Domeniul de aplicare Domeniul de aplicare şi statutul eurocodurilorşi statutul eurocodurilor Eurocodurile sunt standarde de referinţă pentru următoarele Eurocodurile sunt standarde de referinţă pentru următoarele

utilizări:utilizări:-Ca mijloc de a proba conformitatea clădirilor şi a lucrărilor Ca mijloc de a proba conformitatea clădirilor şi a lucrărilor

inginereşti cu cerinţele esenţiale din Directiva Consiliului 89/106/CEE;inginereşti cu cerinţele esenţiale din Directiva Consiliului 89/106/CEE;-Ca bază de specificaţii în contractele de lucrări de construcţii şi Ca bază de specificaţii în contractele de lucrări de construcţii şi

serviciile tehnice asociate;serviciile tehnice asociate;-Cadru de specificaţii tehnice armonizate la produsele pentru Cadru de specificaţii tehnice armonizate la produsele pentru

construcţii.construcţii.

Standarde naţionale care implementează eurocoduriStandarde naţionale care implementează eurocoduriStandardele naţionale care implementează eurocodurile trebuie să Standardele naţionale care implementează eurocodurile trebuie să

cuprindă întregul text al eurocodului (inclusiv toate anexele) aşa cum cuprindă întregul text al eurocodului (inclusiv toate anexele) aşa cum a fost publicat de CEN; acest text poate fi precedat şi de o pagină a fost publicat de CEN; acest text poate fi precedat şi de o pagină naţională de titluri şi de un preambul naţional; poate fi urmat şi de o naţională de titluri şi de un preambul naţional; poate fi urmat şi de o anexă naţională.anexă naţională.

Anexa naţională poate să conţină doar informaţii privind parametrii Anexa naţională poate să conţină doar informaţii privind parametrii lăsaţi liberi în Eurocod la alegerea naţională, menţionaţi ca parametrii lăsaţi liberi în Eurocod la alegerea naţională, menţionaţi ca parametrii determinaţi la nivel naţional, care sunt utilizaţi pentru proiectarea determinaţi la nivel naţional, care sunt utilizaţi pentru proiectarea clădirilor şi lucrărilor de construcţii inginereşti din ţara respectivă.clădirilor şi lucrărilor de construcţii inginereşti din ţara respectivă.

În scopul realizării conversiei, diferitele Eurocoduri au fost În scopul realizării conversiei, diferitele Eurocoduri au fost organizate în patru grupe, de la A la D. organizate în patru grupe, de la A la D.

Grupa Grupa AA cuprinde cuprinde Norme generale de proiectare a clădirilor şi Norme generale de proiectare a clădirilor şi proiectarea antiseismproiectarea antiseism. Ace. Aceaaststaa grup grupaa cuprinde normele referitoare la cuprinde normele referitoare la bazele proiectării, acţiunile de calcul, prevederi generale şi specifice bazele proiectării, acţiunile de calcul, prevederi generale şi specifice pentru construcţiile din beton şi oţel precum şi prevederi suplimentare pentru construcţiile din beton şi oţel precum şi prevederi suplimentare pentru calculul la seism a construcţiilor.pentru calculul la seism a construcţiilor. Eurocodul 1 : Acţiuni asupra structurilor abordează problematica Eurocodul 1 : Acţiuni asupra structurilor abordează problematica evaluării acţiunii focului în evaluării acţiunii focului în Partea 1-2 : Acţiuni generale – Acţiuni asupra Partea 1-2 : Acţiuni generale – Acţiuni asupra structurilor expuse la focstructurilor expuse la foc, standardul românesc având indicele , standardul românesc având indicele SR EN SR EN 1991-1-21991-1-2 . .

Grupa Grupa CC se referă la se referă la CalculuCalculull rezistenţei la foc a structurilor rezistenţei la foc a structurilor şi şi conţine:conţine:

- EN 1991-2-2 Acţiunea focului ;- EN 1991-2-2 Acţiunea focului ;- EN 1992-1-2 Beton – Proiectarea la foc ;- EN 1992-1-2 Beton – Proiectarea la foc ;- EN 1993-1-2 Oţel – Proiectarea la foc ;- EN 1993-1-2 Oţel – Proiectarea la foc ;- EN 1994-1-2 Materiale compozite – Proiectarea la foc ;- EN 1994-1-2 Materiale compozite – Proiectarea la foc ;- EN 1995-1-2 Lemn – Proiectarea la foc ;- EN 1995-1-2 Lemn – Proiectarea la foc ;- EN 1996-1-2 Zidărie – Proiectarea la foc .- EN 1996-1-2 Zidărie – Proiectarea la foc .

Părţile “foc” din eurocodurile pentru structuri tratează aspecte specifice de protecţie pasivă împotriva incendiilor în termeni de calcul de structuri şi părţi ale acestora în vederea obţinerii unei rezistenţe adecvate a elementelor portante şi o limitare a eventualului incendiu.

Funcţiile şi nivelurile de performanţă cerute, pot fi exprimate în valori de rezistenţă la focul nominal (standard), în general indicat în reglementările de securitate la incendiu naţionale, sau, dacă acestea permit, prin ingineria securităţii la incendiu pentru evaluarea măsurilor pasive şi active.

Directivele EuropeneCa o consecinţă a Directivei Europene despre materialele de construcţie 89 / 106 / CEE, adoptarea specificaţiilor tehnice pan-europene şi a noilor metode de testare europene, a condus la un nou sistem de clasificare care evidentiaza reacţia la incendiu şi rezistenţa la incendiu.

Normele europene pentru testări la incendiuNoile norme europene pentru testări la incendiu (ENs) au fost create şi adoptate ca norme naţionale, ceea ce este valabil pentru toate ţările din EU. Normele naţionale existente, care sunt în contradicţie cu normele EN, trebuie retrase sau modificate intr-un interval de timp, în aşa fel încât folosirea lor să fie cat mai limitata.

Sistemul european de clasificare a rezistenţei la focSistemul european de clasificare a rezistenţei la foc EN 13501-2 „Clasificarea la incendiu a produselor de construcţii EN 13501-2 „Clasificarea la incendiu a produselor de construcţii

şi elementelor de construcţii – Partea 2: Clasificarea folosind şi elementelor de construcţii – Partea 2: Clasificarea folosind datele din examinările de rezistenţă la foc cu excepţia datele din examinările de rezistenţă la foc cu excepţia echipamentelor de ventilare” se oferă date despre clasificarea echipamentelor de ventilare” se oferă date despre clasificarea rezistenţei la foc.rezistenţei la foc.

Clasificarea performanţelor antiincendiu pe baza testului de Clasificarea performanţelor antiincendiu pe baza testului de rezistenţă la foc este exprimată prin caracteristici specifice - de rezistenţă la foc este exprimată prin caracteristici specifice - de ex. R – capacitatea portantă, E – integritatea, I – izolarea. De ex. R – capacitatea portantă, E – integritatea, I – izolarea. De asemenea, se pot folosi parametri adiţionali de performanţă, ex. asemenea, se pot folosi parametri adiţionali de performanţă, ex. W – radiatia, S – producere de fum.W – radiatia, S – producere de fum.

Clasificarea produsului ca rezultat al testului de rezistenţă la foc Clasificarea produsului ca rezultat al testului de rezistenţă la foc este inclusă în raportul de clasificare, care se emite separat de este inclusă în raportul de clasificare, care se emite separat de raportul de test. raportul de test.

Clasificarea europeană a rezistenţei la focClasificarea europeană a rezistenţei la foc Norma europeană privind clasificarea reacţiei la foc a fost Norma europeană privind clasificarea reacţiei la foc a fost

publicată ca EN 13501-1 „Clasificarea la incendiu a materialelor publicată ca EN 13501-1 „Clasificarea la incendiu a materialelor de construcţii şi a elementelor constructive – Partea 1: de construcţii şi a elementelor constructive – Partea 1: Clasificarea cu folosirea datelor rezultate din testele reacţiei la Clasificarea cu folosirea datelor rezultate din testele reacţiei la foc”. foc”.

Sunt definite sase clasificări primare : Clasa A1 e cel mai înalt nivel Sunt definite sase clasificări primare : Clasa A1 e cel mai înalt nivel de performanţă asociat îndeosebi cu materiale anorganice, în de performanţă asociat îndeosebi cu materiale anorganice, în timp ce clasa F indică un material fără rezistenţă la foc ca timp ce clasa F indică un material fără rezistenţă la foc ca urmare a unei flăcări reduse. Altă clasificare suplimentară este urmare a unei flăcări reduse. Altă clasificare suplimentară este definită pentru aparitia de fum şi picături incandescente. definită pentru aparitia de fum şi picături incandescente.

La fel ca rezistenţa la foc, clasificarea produselor ca rezultat al La fel ca rezistenţa la foc, clasificarea produselor ca rezultat al testării reacţiei la foc este inclusă într-un raport de clasificare testării reacţiei la foc este inclusă într-un raport de clasificare care se emite separat de raportul de test.care se emite separat de raportul de test.

Ex. : Cateva standarde europene privind teste la incendiu pentru Ex. : Cateva standarde europene privind teste la incendiu pentru elemente elemente neportante:neportante:

EN 1363-1 Teste de rezistenţă la foc – Partea 1: Cerinţe EN 1363-1 Teste de rezistenţă la foc – Partea 1: Cerinţe generalegenerale

EN 1363-2 Teste de rezistenţă la foc – Partea 2: Proceduri EN 1363-2 Teste de rezistenţă la foc – Partea 2: Proceduri alternative şi adiţionalealternative şi adiţionale

EN 1364-1 Teste de rezistenţă la foc – Partea 2: Proceduri EN 1364-1 Teste de rezistenţă la foc – Partea 2: Proceduri alternative şi adiţionalealternative şi adiţionale

EN 1364-2 Teste de rezistenţă la foc ale elementelor EN 1364-2 Teste de rezistenţă la foc ale elementelor neportante – Partea 2: Plafoaneneportante – Partea 2: Plafoane

EN 1365-1 Teste de rezistenţă la foc ale elementelor EN 1365-1 Teste de rezistenţă la foc ale elementelor neportante – Partea 2: Plafoaneneportante – Partea 2: Plafoane

EN 1365-2 Teste de rezistenţă la foc ale elementelor EN 1365-2 Teste de rezistenţă la foc ale elementelor portante – Partea 2: Pardoseli şi acoperişuriportante – Partea 2: Pardoseli şi acoperişuri

În România este în vigoare SR EN 13501 În România este în vigoare SR EN 13501 Clasificarea produselor Clasificarea produselor pentrupentru construcţii în funcţie de comportarea la focconstrucţii în funcţie de comportarea la foc, preluare , preluare a standardului european EN 13501, care conţine două părţi:a standardului european EN 13501, care conţine două părţi:

- - SR EN 13501-1SR EN 13501-1 Clasificarea în funcţie de rezultatele Clasificarea în funcţie de rezultatele i incercărilor de reacţie la foc ;ncercărilor de reacţie la foc ;

- - SR EN 13501-2SR EN 13501-2 Clasificare pe baza rezultatelor Clasificare pe baza rezultatelor încercărilor de rezistenţă la foc, excluzând instalaţiile de încercărilor de rezistenţă la foc, excluzând instalaţiile de ventilareventilare

Metode de încercare la foc – conform SR EN 13501-1/2004Metode de încercare la foc – conform SR EN 13501-1/2004

Metodele de încercare următoare sunt specificate prin Metodele de încercare următoare sunt specificate prin referire la reacţia prevăzută la clasificarea la foc.referire la reacţia prevăzută la clasificarea la foc.

Încercarea de incombustibilitate (pr EN ISO 1182)Încercarea de incombustibilitate (pr EN ISO 1182)Această încercare identifică produsele careAceastă încercare identifică produsele carenu contribuie sau contribuie puţin la incendiu,nu contribuie sau contribuie puţin la incendiu,indiferent care este utilizarea lor finală.indiferent care este utilizarea lor finală.Încercarea se aplică claselor :Încercarea se aplică claselor :A1, A2, A1A1, A2, A1flfl, A2, A2flfl

Putere calorică superioară (pr EN ISO 1716)Putere calorică superioară (pr EN ISO 1716)Această încercare determină Această încercare determină degajarea de căldură totală degajarea de căldură totală potenţial maximă a unui produs potenţial maximă a unui produs când arde complet, indiferent când arde complet, indiferent care este utilizarea lor finală.care este utilizarea lor finală.Încercarea se aplică claselor :Încercarea se aplică claselor :A1, A2, A1A1, A2, A1flfl, A2, A2flfl

Permite determinarea puterii Permite determinarea puterii calorice superioare (PCS) şi inferioare (PCI).calorice superioare (PCS) şi inferioare (PCI).

Încercare a unui obiect izolat aprins (EN 13823)Încercare a unui obiect izolat aprins (EN 13823)Această încercare evaluează contrAceastă încercare evaluează contriibuţiabuţiapotenţială a unui produs la dezvoltarea potenţială a unui produs la dezvoltarea incendiului, într-o situaţie de incendiu, incendiului, într-o situaţie de incendiu, simulând un singur obiect aprins într-un simulând un singur obiect aprins într-un colţ al camerei lângă produs.colţ al camerei lângă produs.Încercarea se aplică claselor :Încercarea se aplică claselor :A1, A2, B, C, D.A1, A2, B, C, D.

Aprinzibilitate (pr EN ISO 11925-2)Aprinzibilitate (pr EN ISO 11925-2)Această încercare evaluează aprinzibilitatea unui produs expus la o flacără mică.Încercarea se aplică claselor :Încercarea se aplică claselor :B, C, D, E, BB, C, D, E, Bflfl, C, Cflfl, D, Dflfl, E, Eflfl..

Comportarea la foc a pardoselilor, Comportarea la foc a pardoselilor, utilizând o sursă de căldură radiantă (pr EN ISO 9239-1)Această încercare evaluează fluxul radiantcritic sub valoarea căruia flăcările nu se maipropagă pe o suprafaţă orizontală.Încercarea se aplică claselor :A2fl, Bfl, Cfl, Dfl.Cfl, Dfl.

←← Încercarea de incombustibilitate (pr EN ISO 1182)Încercarea de incombustibilitate (pr EN ISO 1182)

Putere calorică superioară (pr EN ISO 1716)Putere calorică superioară (pr EN ISO 1716) ↓↓

Încercare a unui obiect izolat aprins (EN 13823)Încercare a unui obiect izolat aprins (EN 13823)

Comportarea la foc a pardoselilor, Comportarea la foc a pardoselilor, utilizând o sursă de căldură radiantă (pr EN ISO 9239-1)

AcAcţiunea focului conform SR EN 1991-1-2ţiunea focului conform SR EN 1991-1-2

SR EN 1991-1-2SR EN 1991-1-2 descrie acţiunile termice pentru calculul structurilor descrie acţiunile termice pentru calculul structurilor expuse la foc, sub următoarele aspecte:expuse la foc, sub următoarele aspecte:

a) cerinţe de securitate;a) cerinţe de securitate;

b) proceduri de calcul;b) proceduri de calcul;

c) indicaţii ajutătoare pentru calculc) indicaţii ajutătoare pentru calcul..

a) a) Cerinţe de securitateCerinţe de securitate. Lucrările de construcţii trebuie astfel . Lucrările de construcţii trebuie astfel proiectate şi construite, încât în caz de incendiu:proiectate şi construite, încât în caz de incendiu:- stabilitatea elemenetelor portante ale construcţiei să poată fi stabilitatea elemenetelor portante ale construcţiei să poată fi estimată pentru o perioadă determinată de timp;estimată pentru o perioadă determinată de timp;- apariţia şi propagarea focului şi fumului în interiorul construcţiei să apariţia şi propagarea focului şi fumului în interiorul construcţiei să fie limitate;fie limitate;- propagarea incendiului la construcţiile învecinate să fie limitată;propagarea incendiului la construcţiile învecinate să fie limitată;- utilizatorii să poată părăsi construcţia sau să poată fi salvaţi prin alte utilizatorii să poată părăsi construcţia sau să poată fi salvaţi prin alte mijloace;mijloace;- să fie luată în considerare securitatea echipelor de intervenţie.să fie luată în considerare securitatea echipelor de intervenţie.

b)b) Proceduri de calcul.Proceduri de calcul.O procedură O procedură analiticăanalitică de calcul structural la foc trebuie să ţină de calcul structural la foc trebuie să ţină

seama de:seama de:- comportarea sistemului structurii la temperaturi ridicate;comportarea sistemului structurii la temperaturi ridicate;- potenţiala expunere la căldură;potenţiala expunere la căldură;- efectele benefice ale sistemelor de protecţie active şi pasive la efectele benefice ale sistemelor de protecţie active şi pasive la incendiu;incendiu;- importanţa structurii (de consecinţele eventualei prăbuşiri).importanţa structurii (de consecinţele eventualei prăbuşiri).

În prezent este posibil să se elaboreze o procedură În prezent este posibil să se elaboreze o procedură operaţionalăoperaţională pentru determinarea performanţelor adecvate, care să încorporeze o pentru determinarea performanţelor adecvate, care să încorporeze o parte a acestor parametrii enunţaţi mai sus, şi să demonstreze că parte a acestor parametrii enunţaţi mai sus, şi să demonstreze că structura sau elementele sale răspund performanţelor adecvate în cazul structura sau elementele sale răspund performanţelor adecvate în cazul incendierii reale a clădirii.incendierii reale a clădirii.

MetodMetodeleele prescriptiv prescriptivee utilizează focuri standard pentru a genera utilizează focuri standard pentru a genera acţiuni termice.acţiuni termice.

MetodMetodeleele axat axatee pe performanţe pe performanţe utilizează ingineria securităţii la utilizează ingineria securităţii la incendiu şi se referă la acţiuni termice bazate pe perametri fizici şi incendiu şi se referă la acţiuni termice bazate pe perametri fizici şi chimici.chimici.

Metoda prescriptivă defineşte rezistenţa la foc foarte precis în funcţie de materialul ales, forma şi mărimea elementului structural, grosimea protecţiei, etc. Tradiţional, recomandările de proiectare se bazează pe experienţe similare sau identice testelor standard la foc. Acest concept se adaptează bine situaţiilor statice dar limiteaza inovarea şi dezvoltarea în industria construcţiilor. Poate fi foarte restrictivă în situaţii în care proiectarea trebuie aplicată unor construcţii cu solutii inovatoare. Din acest motiv metoda bazată pe prescriptii pierde teren in ultimii ani.

Metoda bazată pe performanţă este similară cu procesul de proiectare la vânt sau seism. Se defineste funcţia elementului structural şi se aplica un set obiectiv de teste pentru a răspunde criteriilor cheie: este suficient de rezistent pentru solicitarea dată?, rezistă un timp suficient de lung înainte de colaps sau va antrena şi colapsul elementului structural la care este conectat?Din păcate, un element structural încălzit nu se comportă de o manieră izolată. Continua interacţiune dintre elementul încălzit şi restul structurii induce eforturi termice suplimentare. Degradarea rezistenţei elementului şi reducerea modulului de elasticitate conduce la o redistribuire a eforturilor greu de estimat.

Reguli Prescriptive

Proceduri de Calcul

(Acţiuni termice date de focul natural )

Cod bazat pe Performanţă

(Acţiuni termice bazate pe

procse fizice si chimice)

Ideal, setul obiectiv de teste ar trebui să fie sau un set de încercări la foc standard pe întreaga structură sau o modelare numerică exhaustivă.

Din pacate este aproape imposibil de efectuat teste pentru anumite aspecte de performanţă cum ar fi conexiunile stâlp-grindă, acesta însemnând că de fapt calculul structural la foc a evoluat către un hibrid între conceptul prescriptiv şi cel de performanţă.

Regulile prescriptive curente pentru determinarea rezistenţei la foc a elementelor structurale din oţel, beton, cărămidă sau lemn sunt bazate exclusiv pe rezultate şi observaţii din încercări la foc standard. Practic, testul presupune solicitarea elementului structural la focul standard într-un cuptor pentru o anumită durată. Rezistenţa la foc reprezintă timpul în minute, în care elementul rezistă la foc până la atingerea unui criteriu de cedare. Elementele sunt clasificate ca R30, R60, R90, …, R240. Numărul de teste pentru a clasifica un element depind de la ţară la ţară Standarde folosite EN 1363, ENV 13381, ISO 834.

c) c) IIndicaţii ajutătoare pentru calculndicaţii ajutătoare pentru calcul..

În viitor se vor elabora materiale ajutătoare pentru calcul În viitor se vor elabora materiale ajutătoare pentru calcul (ghiduri, manuale , exemple de calcul) bazate pe modelele de calcul (ghiduri, manuale , exemple de calcul) bazate pe modelele de calcul indicate în EN 1991-1-2. Textul principal al EN 1991-1-2 indică cea mai indicate în EN 1991-1-2. Textul principal al EN 1991-1-2 indică cea mai mare parte a principalelor concepte şi reguli necesare pentru mare parte a principalelor concepte şi reguli necesare pentru descrierea acţiunilor termice şi mecanice asupra structurilor.descrierea acţiunilor termice şi mecanice asupra structurilor.

Metodele indicate în SR EN 1991-1-2 se aplică construcţiilor, Metodele indicate în SR EN 1991-1-2 se aplică construcţiilor, luîndu-se în calcul o sarcină termică corespunzătoare construcţiei şi luîndu-se în calcul o sarcină termică corespunzătoare construcţiei şi destinaţiei sale. destinaţiei sale.

SR EN 1991-1-2SR EN 1991-1-2 se utilizează împreună cu EN 1990, EN 1991-1-1, EN 1991-1-3, EN 1991-1-4, precum şi cu părţile corespunzătoare calculului la foc din EN 1992 până la EN 1996 şi din EN 1999, care stabilesc regulile de calcul de rezistenţă la foc a structurilor.

SR EN 1991-1-2SR EN 1991-1-2 înlocuieşte ENV 1991-2-2:1995. Standardul este structurat în 4 secţiuni cu caracter normativ, şi 7 anexe cu caracter informativ.

Structura normativului SR EN 1991-1-2Structura normativului SR EN 1991-1-2

Secţiunea 1 GeneralităţiSecţiunea 1 Generalităţi Sectiunea 2 Procedură pentru calculul la foc al structurilorSectiunea 2 Procedură pentru calculul la foc al structurilor Sectiunea 3 Acţiuni termice pentru analiza temperaturiiSectiunea 3 Acţiuni termice pentru analiza temperaturii Sectiunea 4 Acţiuni mecanice pentru calculul structuralSectiunea 4 Acţiuni mecanice pentru calculul structural Anexa A (informativă) Curbe temperatură-timp parametriceAnexa A (informativă) Curbe temperatură-timp parametrice Anexa B (informativă) Acţiuni termice pentru elemente Anexa B (informativă) Acţiuni termice pentru elemente

exterioare – Metode de calcul simplificateexterioare – Metode de calcul simplificate Anexa C (informativă) Incendii localizateAnexa C (informativă) Incendii localizate Anexa D (informativă) Modele avansate de incendiuAnexa D (informativă) Modele avansate de incendiu Anexa E (informativă) Anexa E (informativă) Densităţi de sarcină termicăDensităţi de sarcină termică Anexa F (informativă) Timp echivalent de expunere la focAnexa F (informativă) Timp echivalent de expunere la foc Anexa G (informativă) Factorul de formăAnexa G (informativă) Factorul de formă

ACACŢŢIUNI ASUPRA STRUCTURILOR EXPUSE LA FOC – IUNI ASUPRA STRUCTURILOR EXPUSE LA FOC – SR EN 1991-1-2:2004SR EN 1991-1-2:2004

Procedura pentru calculul la foc a structurilorProcedura pentru calculul la foc a structurilor

O analizO analizăă de calcul structural la foc ia de calcul structural la foc ia îîn considerare n considerare urmurmăătoarele etape relevante :toarele etape relevante :

- selec- selecţţia scenariilor de incendiu de calcul relevante;ia scenariilor de incendiu de calcul relevante;

- determinarea focurilor de calcul corespondente;- determinarea focurilor de calcul corespondente;

- calculul evolu- calculul evoluţţiei temperaturii iei temperaturii îîn interiorul elementelor structurale;n interiorul elementelor structurale;

- calculul comport- calculul comportăării mecanice a structurii expuse la focrii mecanice a structurii expuse la foc

ÎÎntr-o primntr-o primăă faz fazăă se determin se determinăă selec selecţţia scenariului de incendiu ia scenariului de incendiu de calcul cel mai relevant de calcul cel mai relevant şşi focul de calcul asociat, pe baza evalui focul de calcul asociat, pe baza evaluăării rii riscului de incendiu.riscului de incendiu.

Focul de calcul se aplicFocul de calcul se aplicăă numai unui singur compartiment de numai unui singur compartiment de incendiu al clincendiu al clăădirii la un moment dat cu excepdirii la un moment dat cu excepţţia cazului ia cazului îîn care se n care se specificspecificăă altfel altfel îîn scenariul de incendiu.n scenariul de incendiu.

Pentru structurile pentru care autoritPentru structurile pentru care autorităţăţile naile naţţionale specificionale specificăă cerincerinţţe de rezistene de rezistenţăţă la foc, se poate considera c la foc, se poate considera căă focul de calcul focul de calcul relevant este dat de focul standardizat, afarrelevant este dat de focul standardizat, afarăă de cazul de cazul îîn care existn care existăă alte alte specificaspecificaţţii.ii.

Când se efectuează analiza temperaturii unui element, trebuie să se ia în considerare poziţia focului de calcul faţă de element.

Pentru elementele exterioare se ia in considerare expunerea la foc prin deschiderile din faţade şi acoperişuri.

Pentru pereţii exteriori de separare se ia în considerare expunerea la focul din interior (de la compartimentul de incendiu respectiv) şi alternativ din exterior (de la alte compartimente de incendiu), după caz.

DENSITATEA SARCINDENSITATEA SARCINIIII TERMIC TERMICEE

În anexa E a EN 1991-1-2 este prezentată modalitatea de evaluare a sarcinii termice într-un compartiment de incendiu.

Sarcina termică se constituie din clădire şi din părţile combustibile ale construcţiei, inclusiv acoperirile şi finisajele. Elementele combustibile care nu ard în timpul incendiului nu trebuie să fie luate în calcul.

Densitatea sarcinii termice utilizată în calcule trebuie să fie o valoare de calcul, bazată pe măsurări, sau în cazuri particulare, pe cerinţe de rezistenţă la foc din reglementări naţionale.

kfniqqdf qmq ,, .... 21

DENSITATEA SARCINDENSITATEA SARCINIIII TERMIC TERMICEE

Valoarea de calcul a sarcinii termice se poate determina:Valoarea de calcul a sarcinii termice se poate determina:

- pe baza unei clasificări naţionale a sarcinii termice după - pe baza unei clasificări naţionale a sarcinii termice după destinaţie şi/saudestinaţie şi/sau- în manieră specifică pentru un proiect individual, prin - în manieră specifică pentru un proiect individual, prin efectuarea de studii privind sarcina termică.efectuarea de studii privind sarcina termică.

Unde:m - coeficientul de ardere;

δq1- coeficient care ţine seama de riscul de iniţiere a incendiului

datorat mărimii compartimentului;

δq2 - coeficient care ţine seama de riscul de iniţiere a incendiului datorat destinaţiei constructiei;

Πδni - coeficient care ia în considerare diversele măsuri active de luptă împotriva incendiului "i" (sprinklere, detecţie, alarmare automată, servicii de pompieri etc.). Aceste măsuri active sunt în general impuse din motive de securitate a vieţii utilizatorilor;

qf,k - densitatea sarcinii termice caracteristice, pe unitatea de suprafaţă de planşeu [MJ/m2]

qfi,k =Qk/ A

• Nu este necesar să se ia în considerare sarcinile termice amplasate în incinte proiectate pentru a rezista la expunerea la foc.

• Sarcinile termice din incinte incombustibile, fără o proiectare specifică din punct de vedere al calculului la foc, dar care rămân intacte în timpul expunerii la foc, pot fi considerate astfel:- sarcina termică cea mai importantă, dar cel puţin egală cu 10% din sarcinile termice protejate, este asociată cu un coeficient ψi= 1,0;- dacă această sarcina plus sarcinile termice neprotejate nu sunt suficiente să încălzească sarcina termică protejată rămasă dincolo de temperatura de aprindere, atunci sarcina termica protejată rămasă poate fi asociată cu un coeficient ψi = 0,0.

Automat

Apa De Stingere cu

Sistem Independente De Apa

Surse

Automata

Detectie & Alarma

cu Caldura cu

Fum

Automata

a Alarmei

Transmerea

la Pompieri

Functie de Masurile Active de Siguranta la Foc ni

0 1 2

Inabusirea automata a focului Detectarea automata a focului

n1 n2 n3 n4 n5 0,61 0,87 or 0,73 0,87 1,0 0,87 0,7

de serviciu Brigada

de repaus Brigada Rute

de Acces Sigure

Dispozitive combatere

Incendiu Sistem

evacuare Fum

n10

Inabusirea manuala a focului

n6 n7 n8 n9 0,61 sau 0,78 * 0,9 or 1

1,5 1,0

* 1,5

1,0 * 1,5

1,90

2,00

2,13

Pericol de aprindere a focului

Suprafata planseului din compartiment A [m²]

f

1,50

1,10 25

250

2500

5000

10000

q1

0,78

1,00 1,22

1,44 1,66

Pericol de aprindere a focului focului q2

Exemple de

Destinatii Galerie de arta, muzeu Sala de inot Locuinta, hotel, birou Manufactura pentru utilaje si motoare Laboratoare chimice Atelier de pictura Manufactura de artificii sau vopsele

Coeficienţii δ1, δ2, δni

Debitul de căldură degajat (RHR) şi sarcina termică în funcţie de destinaţia încăperii

Bazele proiectării şi acţiuni pe structurăBazele proiectării şi acţiuni pe structură

44 273273 )()(h mrmr,net

.

mgccneth ,

.Unde:

Fluxul net de căldură radiant este:

Fluxul net de căldură convectiv este:

ACŢIUNI TERMICE

Pe suprafeţele expuse la foc fluxul net de caldură se determină ţinând seama de transferul de caldură prin convecţie si radiaţie, astfel :

unde:Θr -temperatura de radiaţie [C] Θr = Θg curba de focΘm -temperatura suprafeţei [C] răspunsul termicm -emisivitatea suprafeţei [-] oţel: 0.7c -coeficientul de convecţie 25 - 50 W/m2K

(functie de modelul de foc)Ф -factorul de formă [-] 1.0 siguranţa: 1.0σ -constanta lui Stephan Boltzmann = 5.67·10-8 W/m2K4

Pentru suprafaţa neexpusă a elementelor de separare, fluxul net de caldură se determină considerând c = 4.Valoarea acestui coeficient se consideră 9 atunci când se apreciază că el conţine efectele transferului termic prin radiaţie.

În situaţii obişnuite m se poate considera 0,8 iar r se poate considera 1,0.

În condiţii obişnuite factorul de formă Φ = 1. Pentru calcularea factorului de formă se prezintă în Anexa G o metodă de calcul.În cazul elementelor cuprinse în întregime de foc, temperatura radiaţiei Θr poate fi reprezentată de temperatura gazelor Θg din jurul acestui element

Temperatura de suprafaţă Θm rezultă din analiza temperaturii elementului conform cu prevederile specifice din EUROCODURI.

ACTIUNI MECANICE

DilatDilatăările rile şşi deformai deformaţţiile impuse iile impuse şşi i îîmpiedmpiediicate care rezultcate care rezultăă din din variavariaţţiile de temperaturiile de temperaturăă datorate expunerii la foc creeaz datorate expunerii la foc creeazăă efecte ale efecte ale acacţţiunilor, de exemplu foriunilor, de exemplu forţţe e şşi momente, de care trebuie si momente, de care trebuie săă se se ţţininăă seama, seama, îîn afarn afarăă de cazurile c de cazurile câând :nd :

- se poate afirma apriori c- se poate afirma apriori căă sunt neglijabile sau favorabile; sunt neglijabile sau favorabile;

- sunt luate - sunt luate îîn considerare prin condin considerare prin condiţţii de rezemare ii de rezemare şşi condii condiţţii de ii de contur conservative contur conservative şşi/sau sunt considerate implicit prin cerini/sau sunt considerate implicit prin cerinţţe de e de securitate securitate îîn caz de incendiu specificate n caz de incendiu specificate îîn mod conservativ.n mod conservativ.

Pentru evaluarea acPentru evaluarea acţţiunilor indirecte se iau iunilor indirecte se iau îîn considerare urmn considerare urmăătoarele :toarele :

- dilatarea - dilatarea îîmpiedmpiediicatcatăă a elementelor prin natura lor, de exemplu a elementelor prin natura lor, de exemplu ststââlpii lpii îîntr-o structurntr-o structurăă îîn cadre multietajatn cadre multietajatăă cu pere cu pereţiţi rigizi; rigizi;

- o diferen- o diferenţăţă de dilatare termic de dilatare termicăă îîn elementele static n elementele static nedeterminate, de ex. dale de plannedeterminate, de ex. dale de planşşeu eu continuecontinue;;

- gradien- gradienţţii termici ii termici îîn secn secţţiuni perpendiculare care conduc la iuni perpendiculare care conduc la eforturi interioare;eforturi interioare;

- dilatarea termic- dilatarea termicăă a elementelor a elementelor îînvecinate, de ex. deplasarea nvecinate, de ex. deplasarea capcapăătului unui sttului unui stââlp datoritlp datorităă dilat dilatăării unei dale de planrii unei dale de planşşeueu;;

- dilatarea termic- dilatarea termicăă a elementelor care afecteaz a elementelor care afecteazăă alte elemente alte elemente aflate aflate îîn afara span afara spaţţiului incendiatiului incendiat..

Valorile de calcul ale acţiunilor indirecte datorate incendiului se determină pe baza valorilor de calcul ale proprietăţilor termice şi mecanice ale materialelor specificate în EUROCODURILE EN 1992 – EN 1996 si EN 1999.Acţiunile, corespunzând situaţiei accidentale a expunerii la incendiu se iau in considerare conform EN 1990.

Pentru evaluarea răspunsului mecanic al unei structuri se vor lua în considerare următoarele caracteristici de bază:

• Acţiuni mecanice in situaţia unui incendiucombinaţie specifică de incărcări

• Proprietăţile mecanice ale materialelor la temperaturi ridicate

variaţia rezistentei şi a rigidităţii cu temperatura

• Metode de evaluare pentru analiza structurală la foc diferite abordări: reguli de calcul simple sau

avansate• Consideraţii specifice in calculul la foc al structurilor din oţel şi a celor compozite

detalii specifice, imbinări, etc

Evaluarea răspunsului mecanic al structurilor expuse la foc

Reacţia la foc a structurilor din otel

Gk,j : valoarea caracteristică a incărcării permanenteQk,1 : valoarea caracteristică principală a incărcării variabile Qk,i : valorile caracteristice ale celorlalte incărcări variabile 1,1 : coeficient pentru valoarea frecventă a incărcării variabile principale2,i : coeficient pentru valoarea cvasi-permanentă a incărcării variabile

Acţiunea mecanică conform EN 1990 şi EN 1991-1-2

Gk,j + (1,1 or 2,1) Qk,1 + 2,i Qk,i j 1 i 2