Leszek Chodor, 4 września 2014
12-03-2025 – rewizja po dużej awarii portalu
24 -04-2025 Artykuł w trakcie reedycji – nie stosować do czasu zakończenia
W przypadku nieczytelnych treści, proszę powiadomić: leszek@chodor.co
Artykuł w ciągu ostatnich 24 godzin czytało 11 Czytelników
Bezpieczeństwo pożarowe konstrukcji budowlanych, a ogólnie budowli i budynków jest jednym z ważniejszych zagadnień niezawodności budowli, którą w Prawie budowlanym postawiono na równi z nośnością i statecznością konstrukcji (art. 5, ust. 1, pkt,1, lit. b; art 9, ust.3, pkt 5 i in.). Bezpieczeństwo pożarowe budynków i ich konstrukcji jest przedmiotem całego VI działu warunków technicznych, które powinny spełniać budynki .
Bezpieczeństwo pożarowe, to stan maksymalnego ograniczenia zagrożeń od ognia i pożaru dla ludzi, ich życia, zdrowia, mienia i środowiska, uzyskany dzięki stosowaniu zasad prewencji (warunków prawa, norm i wiedzy), wykorzystaniu zabezpieczeń technicznych oraz sprawnemu systemowi ratownictwa.
Zgodnie z normą podstawową analizę bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji należy prowadzić na scenariuszu obliczeniowym pożaru przyjętym za normą z uwzględnieniem modeli zmian temperatury wewnątrz konstrukcji, a także mechaniki konstrukcji poddanej wysokim temperaturom. Modele obliczeniowe zachowanie się konstrukcji ogarniętej pożarem zależną od rodzaju jej materiału: konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone należy analizować wg normy , konstrukcje stalowe wg normy , zespolone konstrukcje betonowo- stalowe wg normy , konstrukcje drewniane wg normy , konstrukcje murowe wg normy , konstrukcje aluminiowe wg normy .
Tablice i nomogramy projektowe
Krzywe pożaru temperatura θ – czas i szybkość rozwoju RHR – czas

Rys.1 Krzywe normowe temperatura -czas podczas pożaru: θg -temperatura gazu [°C], t – czas [min]; 2- krzywa standardowa temperatura –czas; 3- krzywa węglowodorowa; 4- krzywa pożaru zewnętrznego
Nominalne krzywe zależności temperatury od czasu zdefiniowano w następujący sposób :
2 w przypadku standardowej krzywej zależności temperatury od czasu (pożar standardowy ISO):
$$ \begin{equation} \Theta_g= 20+ 10\cdot t + 345 \cdot log ( 8 \cdot t+1) \label{1} \end{equation}$$
4 w przypadku krzywej pożaru zewnętrznego
$$ \begin{equation} \Theta_g= 20 +660 \cdot \left (1+ 0,678 \cdot e^{-0,32 t}- 0,313 \cdot e^{-3,8 t} \right) \label{2} \end{equation}$$
3 w przypadku krzywej pożaru węglowodorowego:
$$ \begin{equation} \Theta_g= 20 +1080 \cdot \left (1- 0,678 \cdot e^{-0,167 t}- 0,675 \cdot e^{-2,5 t} \right) \label{3} \end{equation}$$
gdzie:
$\Theta_g$ jest temperaturą gazu w strefie pożarowej [°C],
t jest czasem [min].
Krzywe temperatura-czas podczas pożaru są krzywymi, które można stosować wyłącznie do oceny bezpieczeństwa konstrukcji podczas pożaru prowadzonej podług zasad podanych w normie . Nie oddają one przebiegu rzeczywistego pożaru i nie należy na ich podstawie takiego przebiegu prognozować rozwoju pożaru.
Krzywa rozwoju pożaru została wprowadzona przez National Fire Service College (NFSC) jako funkcja indeksu rozwoju pożaru RHR w funkcji czasu.

Rys.2. Krzywa rozwoju pożaru
Praktyczne wyrażenie na szybkość rozwoju pożaru RHR [ MW] stosuje się w postaci
$$ \begin{equation} RHR = A_{fi} \cdot RHR_f \label{4} \end{equation}$$
gdzie:
$A_{fi}$ – powierzchnia strefy pożarowej
$RHR_f$ – gęstość szybkości rozwoju pożaru na jednostkę powierzchni podłogi budynku o określonej funkcji, przyjmowana jak niżęj:
$$ \begin{equation} RHR_f [ kW/m^2] = \begin {cases}
1600 & \text{ palety drewniane układane w stosy o wysokości 0,5 m}\\
6000 & \text{ palety drewniane układane w stosy o wysokości 3 m}\\
4320 & \text{ butelki plastikowe w kartonach, ułożone na 4,6 m}\\
2900 & \text{płyt izolacyjnych PS, pianka sztywna, układanych po 4,3 m}\\
500 & \text{ tetry, kina, biblioteki}\\
250 & \text{ biura, mieszkania, centra handlowe, transport}, \\
& \text{ przestrzenie publiczne, sale lekcyjne szpitalne, hotelowe i szkolne}\\
\end {cases} \label{5} \end{equation} $$
Indeks szybkości rozprzestrzeniania się pożaru można też wyznaczyć z definicji $RHR= ( t/t_\alpha)^2$ na podstawie oszacowań stałej $t_\alpha$ z tab. 1.
Tab.1 Podział pożarów z warunku szybkości rozwoju

RHR można też oszacować z wyrażenia całkowego $\int RHR dt= A_{fi}\cdot q_f$, skąd przy założeniu stałęj szybkości RHR podczas pożaru, mamy oszacowania
$$ \begin{equation} RHR \approx \cfrac{A_{fi} \cdot q_t}{t_{fi,end}}\label{6} \end{equation}$$
gdzie:
$q_f$ gęstość obciążenia ogniowego wg tab.16,
$t_{fi,end}$ całkowity czas pożaru (rys. 2), który na użytek oszacowania ($\ref{6}$) można zrównać z wymaganą odpornością ogniową elementu wg tab. 6,7,12.
Współczynnik redukcji obciążenia ogniowego $\eta_{fi}$ działającego kombinacji z innymi obciążeniami budowli zależy od stosunku wiodącego obciążenia zmiennego do obciążenia stałego $Q_{k,1}/G_k$ oraz natury obciążenia wiodącego: śniegu (/Phi_{1,1}=0,2) lub obciążenia ciężkimi pojazdami, obciążenie użytkowe w mieszkaniach lub biurach (/Phi_{1,1}=0,5), lub obciążenia lekkimi pojazdami, obciążenie użytkowe w budynkach użyteczności publicznej lub sklepach (/Phi_{1,1}=0,7) lub w magazynach (/Phi_{1,1}=0,9).

Rys. 3 Redukcja $\eta_{fi}$ obciążenie ogniowego w funkcji obciążeń mechanicznych
Kategorie pożarowe zagrożenia ludzi ZL
Tab.2 Kategorie pożarowe zagrożenia ludzi ZL

Klasa odporności pożarowej budynku
Tab.3 Klasy odporności pożarowej budynku kategorii ZL

Tab.4 Obniżenie klasy odporności pożarowej budynku niskiego (N) kategorii ZL

Tab.5 Klasy odporności pożarowej budynku kategorii PM i IN o kubaturze ≥ 1000 m3

Uwagi do klasyfikacji odporności pożarowej budynków:
- Jeżeli część podziemna budynku jest zaliczona do ZL, klasę odporności pożarowej budynku ustala się, przyjmując jako liczbę jego kondygnacji lub jego wysokość odpowiednio: sumę kondygnacji lub wysokości części podziemnej i nadziemnej, przy czym do tego ustalenia nie bierze się pod uwagę tych części podziemnych budynku, które są oddzielone elementami oddzielenia przeciwpożarowego o klasie odporności ogniowej co najmniej R E I 120 (§212, ust 5 w.t.),
- Jeżeli część podziemna budynku jest zaliczona do ZL, klasę odporności pożarowej budynku ustala się, przyjmując jako liczbę jego kondygnacji lub jego wysokość odpowiednio: sumę kondygnacji lub wysokości części podziemnej i nadziemnej, przy czym do tego ustalenia nie bierze się pod uwagę tych części podziemnych budynku, które są oddzielone elementami oddzielenia przeciwpożarowego o klasie odporności ogniowej co najmniej R E I 120 (§212, ust 6 w.t.)
- Klasa odporności pożarowej części budynku nie powinna być niższa od klasy odporności pożarowej części budynku położonej nad nią, przy czym dla części podziemnej nie powinna być ona niższa niż „C” (§212, ust 7 w.t.),
- Jeżeli w budynku znajdują się pomieszczenia produkcyjne, magazynowe lub techniczne, niepowiązane funkcjonalnie z częścią budynku zaliczoną do ZL, pomieszczenia te powinny stanowić odrębną strefę pożarową, dla której oddzielnie ustala się klasę odporności pożarowej, zgodnie z zasadami określonymi w tab. 5, z uwzględnieniem wymagań dla stropów – § 220 w.t. (§212, ust 8 w.t.)
- Pomieszczenia, w których są umieszczone przeciwpożarowe zbiorniki wody lub innych środków gaśniczych, pompy wodne instalacji przeciwpożarowych, maszynownie wentylacji do celów przeciwpożarowych oraz rozdzielnie elektryczne, zasilające, niezbędne podczas pożaru, instalacje i urządzenia, powinny stanowić odrębną strefę pożarową (§212, ust 6 w.t.).
- Wymagania dotyczące klasy odporności pożarowej budynków określone wyżej oraz dotyczące klas odporności ogniowej elementów budynków i rozprzestrzeniania ognia przez te elementy określone wyżej , z zastrzeżeniem § 271 ust. 8a (wymogi dotyczące budynków od lasu) – nie dotyczą budynków (§213, w.t.):
1) do trzech kondygnacji nadziemnych włącznie:
a) mieszkalnych: jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej, z zastrzeżeniem § 217 ust. 2 (wymogi dotyczące odległości między budynkami),
b) mieszkalnych i administracyjnych w gospodarstwach leśnych;
2) wolnostojących do dwóch kondygnacji nadziemnych włącznie:
a) o kubaturze brutto do 1500 m3 przeznaczonych do celów turystyki i wypoczynku,
b) gospodarczych w zabudowie jednorodzinnej i zagrodowej oraz w gospodarstwach leśnych,
c) o kubaturze brutto do 1000 m3 przeznaczonych do wykonywania zawodu lub działalności usługowej i handlowej, także z częścią mieszkalną;
3) wolnostojących garaży o liczbie stanowisk postojowych nie większej niż 2;
4) inwentarskich o kubaturze brutto do 1500 m3.
- W budynkach wyposażonych w stałe samoczynne urządzenia gaśnicze wodne, z wyjątkiem budynków ZL II oraz wielokondygnacyjnych budynków wysokich (W) i wysokościowych (WW), dopuszcza się (§214, w.t.):
1) obniżenie klasy odporności pożarowej budynku o jedną w stosunku do wynikającej z tab.3 do 5 ;
2) przyjęcie klasy „E” odporności pożarowej dla budynku jednokondygnacyjnego ,
- Dopuszcza się przyjęcie klasy „E” odporności pożarowej dla jednokondygnacyjnego budynku PM o gęstości obciążenia ogniowego przekraczającej 500 MJ/m2, pod warunkiem zastosowania:
1) wszystkich elementów budynku nierozprzestrzeniających ognia;
2) samoczynnych urządzeń oddymiających w strefach pożarowych o powierzchni przekraczającej 1000 m2.
- Obniżenie klasy odporności pożarowej budynku, w przypadkach wymienionych w pkt. 7 i 8 nie zwalnia z zachowania wymaganej pierwotnie klasy odporności ogniowej elementów oddzielenia przeciwpożarowego, określonej w § 232 w.t.
Klasa odporności ogniowej elementów budynku
Tab. 6 Klasa odporności ogniowej elementów budynku

Uwagi do klasyfikacji odporności ogniowej elementów budynków:
- W tab. 6 (i niżej w uwagach)) określenie „przekrycie dachu” użyto w specyficznym „pożarowym” sensie, odmiennym od stosowanym w branży konstrukcji budowlanych.
W teorii i praktyce konstrukcji budowlanych przez przekrycie budynku dachu rozumie się system elementów konstrukcyjnych (nośnych), który umożliwia pokrycie dachu płytami, blachą z ułożoną na nich izolacją termiczną oraz przecie deszczową. Przekryciem jest więc układ dźwigarów dachowych (w tym kratowych), płatwi, krokwi i często słupów lub ścian. Natomiast „pożarowe przekrycie dachu” jest nazywane „pokrycicem dachu”. W niniejszym artykule używamy znaczenia pożarowego „przekrycia dachu” , ale projektanci konstrukcji powinni zwracać uwagę na różnicę znaczeń w celu uniknięcia pomyłek.
- W tab. 6 z konstrukcji budynku podzielono na dwie części: konstrukcję główną i „konstrukcję dachu”. Taki podział nie jest jednoznaczny, bo zależy od zachowania się całej konstrukcji ogarniętej pożarem, co omówiono w dalszej części artykułu.
- Elementy budynku, o których mowa w ust. 1, powinny być nierozprzestrzeniające ognia, przy czym dopuszcza się zastosowanie słabo rozprzestrzeniających ogień:
1) elementów budynku o jednej kondygnacji nadziemnej ZL IV oraz PM, o maksymalnej gęstości obciążenia ogniowego strefy pożarowej do 500 MJ/m2;
2) ścian wewnętrznych i zewnętrznych oraz elementów konstrukcji dachu i jego przekrycia w budynku PM niskim o maksymalnej gęstości obciążenia ogniowego strefy pożarowej do 1000 MJ/m2;
3) ścian zewnętrznych w budynku niskim ZL IV.
Tab. 7 klasa odporności ogniowej elementów kotłowni

Powierzchnie stref pożarowych
Tab. 8 Dopuszczalne powierzchnie stref pożarowych ZL w m2

Tab. 9 Dopuszczalne powierzchnie stref pożarowych PM w m2

Uwagi do wielkości stref pożarowych w budynkach PM:
- Dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych, o których mowa w § 228, pod warunkiem ich ochrony:
1) stałymi samoczynnymi urządzeniami gaśniczymi wodnymi – o 100%;
2) samoczynnymi urządzeniami oddymiającymi – o 50%. (§ 229. 1. w.t.)
Przy jednoczesnym stosowaniu urządzeń 1) i 2) dopuszcza się powiększenie stref pożarowych o 150%.
- W budynku jednokondygnacyjnym lub na ostatniej kondygnacji budynku wielokondygnacyjnego wielkości stref pożarowych PM z wyjątkiem garaży, można powiększyć o 100%, jeżeli budynek nie zawiera pomieszczenia zagrożonego wybuchem i jest wykonany z elementów nierozprzestrzeniających ognia oraz zastosowano samoczynne urządzenia oddymiające.(§ 230. 1. w.t.)
- W budynku jednokondygnacyjnym wielkości stref pożarowych PM, z wyjątkiem garażu, nie ogranicza się, pod warunkiem zastosowania stałych samoczynnych urządzeń gaśniczych wodnych i samoczynnych urządzeń oddymiających (§ 230. 2. w.t.)
Tab. 10 Dopuszczalne powierzchnie stref pożarowych IN w m2

Długości dojść ewakuacyjnych
Tab.11 Dopuszczalne długości dojść ewakuacyjnych w strefach pożarowych

Ściany oddzielenia pożarowego
Tab. 12 Klasa odporności ogniowej elementów oddzielenia przeciwpożarowego

Uwagi:
- Ściany i stropy stanowiące elementy oddzielenia przeciwpożarowego powinny być wykonane z materiałów niepalnych, a występujące w nich otwory – obudowane przedsionkami przeciwpożarowymi lub zamykane za pomocą drzwi przeciwpożarowych bądź innego zamknięcia przeciwpożarowego (§ 232. 1. w.t.).
- W ścianie oddzielenia przeciwpożarowego łączna powierzchnia otworów, o których mowa w ust. 1, nie powinna przekraczać 15% powierzchni ściany, a w stropie oddzielenia przeciwpożarowego – 0,5% powierzchni stropu. Ograniczenia nie stosuje się do otworów w ścianach oddzielenia przeciwpożarowego w garażu, które znajdują się na drogach manewrowych (§ 232. 2. w.t.).
- Przedsionek przeciwpożarowy powinien mieć wymiary rzutu poziomego nie mniejsze niż 1,4 x 1,4 m, ściany i strop, a także osłony lub obudowy przewodów i kabli elektrycznych z wyjątkiem wykorzystywanych w przedsionku oraz z wyjątkiem zespołów kablowych, o których mowa w § 187 ust. 3 – o klasie odporności ogniowej co najmniej E I 60 wykonane z materiałów niepalnych oraz powinien być zamykany drzwiami i wentylowany co najmniej grawitacyjnie, z zastrzeżeniem § 246 ust. 2 i 3 (§ 232. 3. w.t.).
- Klasa odporności ogniowej elementów oddzielenia przeciwpożarowego oraz zamknięć znajdujących się w nich otworów w budynkach, o których mowa w § 213, powinna być nie mniejsza od określonej w ust. 4 dla budynków o klasie odporności pożarowej „D” i „E”.
Tab. 13 klasa odporności ogniowej wypełnienia otworu w ścianie przeciwpożarowej

Tab. 14 Właściwości materiałów w ścianach wydzielających strefę pożarową w normalnej temperaturze

Uwaga: Obliczenie parametrycznej krzywej temperatura-czas, zgodnie z Załącznikiem A normy PN- EN 1991-1-2, wymaga od projektanta uwzględnienia właściwości termicznych materiałów wchodzących w skład ścian, stropu i podłogi, które stanowią elementy wydzielające strefę pożarową. w tab 17 podano właściwości materiałowe powszechnie stosowanych materiałów budowlanych, określone w temperaturze pokojowej.
Tab. 15 Właściwości materiałów w ścianach wydzielających strefę pożarową w podwyższonych temperaturach

Obciążenie ogniowe budynków
Tab.16 Gęstości obciążenia ogniowego budynków ZL , tab E.4

Tab. 17 Ciepło spalania $H_{u,i}$ [MJ/kg] wybranych materiałów palnych do obliczania obciążeń ogniowych
, tab. E.3

Tab.18 Współczynniki ryzyka pojawienia się pożaru

Tab. 19 Współczynniki ryzyka pojawienia się pożaru przy urządzeniach pożarowych

Odległość między zewnętrznymi ścianami budynków
Tab. 20 Odległość między zewnętrznymi ścianami budynków niebędącymi ścianami oddzielenia przeciwpożarowego

Konstrukcje żelbetowe
Tab. 21 Minimalne wymiary i otulenie osiowe dla słupów żelbetowych o przekroju prostokątnym lub kołowym. Metoda A

Współczynnik redukcyjny poziomu obciążenia obliczeniowego (stopień wykorzystania słupa) $\mu_{fi}$ wynosi
$$ \begin{equation} \mu_{fi}= \cfrac {N_{Ed,fi} } {N_{Rd}} \label{7} \end{equation}$$
przy czym dopuszcza się przyjęcie $\mu_{fi}= \eta_{fi}$ z rys.3 bez przeprowadzenia obliczeń statycznych systemu konstrukcyjnego
Metodę A można stosować do słupów żelbetowych i sprężonych w układach usztywnionych, w których:
- długość efektywna (wyboczeniowa) $l_{0,fi} \le 3 \, m$,
Długość efektywną w warunkach pożarowych można przyjmować według zasad standardowych jak dla temperatury normalnej, a gdy wymagany czas odporności ogniowej jest większy od 30 min, to dla kondygnacji pośrednich $l_{0,fi}=0,5 l$ , a dla kondygnacji najwyższej $ 0,5 l \le l_{0,fi} \le 0,7 l$, gdzie l – teoretyczna wysokość kondygnacji w osi stropów.
- mimośród pierwszego rzędu
$$ \begin{equation} e= \cfrac{M_{0,Ed,fi}} {N_{0,Ed,fi}} \le e_{max} \label{8} \end{equation}$$
gdzie mimośród maksymalny przyjmuje się według zasad standardowych : $e_{max}= 0,15 h$ i $ b \le e_{max} \le 0,4 h$.
- pole powierzchni zbrojenia $A_s \le 0,04 A_c$
Dodatkowo wg pracy : $ \omega \, (\ref{11})\, \le 1,00$ ; $ 0,3 \le n \, ($\ref{9}$)\, \le 1,0$
Pośrednie wartości R – czasu odporności ogniowej słupa można wyznaczyć wykorzystując równanie
$$ \begin{equation} R= 120 \left ( \cfrac{R_{\eta,fi}+R_a+R_l +R_b+ R_n}{120}\right)^{1,8}\label{8A} \end{equation}$$
gdzie:
$R_{\eta,fi} = 83 \left( 1,00 – \mu_{fi} \cdot \cfrac{1+\omega}{(0,85/\alpha _{cc}) +\omega}\right)$,
$R_a=1,60\cdot (a-30)$,
$R_l = 9,60 \cdot (5-l_{0,fi})$,
$R_n=0$ dla n=4 (tylko 4 pręty w narożach),
$R_n=12$ dla n>4,
$R_b= 0,09 \cdot b’$ – zastępcza szerokość przekroju prostokątnego lub średnica przekroju kołowego, przy czym
$ 200 \, mm \le b’ \le 450 \, mm $ i $( h \le 1,5 b)$,
$$ 25 \, mm \le a \le 80 \, mm$ – otulenie osiowe podłużnych prętów głównych,
$2 \, m \le l_{0,fi} \le 6 \, m$ – długość efektywna słupa zdefiniowana wyżej,
$\omega$ fizyczny stopień zbrojenia przekroju (\ref{11}) ,
$\alpha_{cc}$ – współczynnik wytrzymałości betonu na ściskanie wg , zaleca się $\alpha_{cc}=1,0$
Tab. 22 Minimalne wymiary i otulenie osiowe dla słupów żelbetowych o przekroju prostokątnym lub kołowym. Metoda B

Względna siła osiowa w słupie $n$ wyznaczona jak dla warunków normalnych wynosi
$$ \begin{equation} n = \cfrac {N_{0, Ed,fi} } {N_{Rd,fi}} \label{9} \end{equation}$$
gdzie nośność słupa N_{Rd,fi} w warunkach pożarowych stanowi 70% nośności słupa w warunkach normalnych:
$$ \begin{equation} N_{Rd,fi}= 0,7 \cdot (A_c\cdot f_{cd}+A_s \cdot f_{yd}) \label{9X} \end{equation}$$
Smukłość słupa wyznacza się z zależności
$$ \begin{equation} \lambda _{fi}= \cfrac{l_{0,fi}}{i} \label{10} \end{equation}$$
gdzie:
$l_{0,fi}$ – długość efektywna słupa wyznaczana wg zasad jak dla metody A,
$i$ – minimalny promień bezwładności przekroju słupa
Fizyczny stopień zbrojenie $\omega$ wyznacza się z zależności
$$ \begin{equation} \omega = \cfrac{A_s \cdot f_{yd}}{A_c \cdot f_{cd} } \label{11} \end{equation}$$
Metoda B Metodę A można stosować do słupów żelbetowych i sprężonych w układach usztywnionych, w których: $\lambda_{0,fi} \le 30$ ; $e/b \le 0,25$ ; $0,1 \le \omega \le 1,0$ ; $ 0,15 \le n \le 0,7$.
Tab. 23 Minimalne grubości ścianek działowych(nienośnych) 
Stosunek wysokości ścianki w świetle do jej grubości nie powinien przekraczać 40.
Tab. 24 Minimalne grubości i otulenia osiowego ścian nośnych

Stosunek wysokości ściany w świetle do jej grubości nie powinien przekraczać 40.
Podane wartości można również stosować so ścian betonowych, a w przypadku ścian z betonu na kruszywie wapiennym wymagania można zredukować o 10%.
Tab. 25 Minimalne wymiary i otulenie osiowe dla swobodnie podpartych belek żelbetowych i sprężonych

W Polsce należy stosować wymagania dla klasy środnika WA.
Wartości z tab. 25 dotyczą belek narażonych na działanie ognia z trzech stron (górna krawędź osłonięta płyta lub podobnym elementem przez cały czas pożaru. oraz może by c stosowane dla belek o przekroju prostokątnym , ze zmienną szerokością lub z pocienionym środnikiem (półka trapezowa )W przypadku działania ognia z czterech stron dodatkowo należy spełnić warunek minimalnej powierzchni belki $A_{c,min}= 2 b^2_{min}$.
W normie podano dodatkowe warunki dla belek dwuteowych.
Tab. 26 Minimalne wymiary i otulenie osiowe dla ciągłych belek żelbetowych i sprężonych

Dla belek ciągłych ważne są uwagi podane pod tab. 25 , a dodatkowo:
- redystrybucja momentu zginającego w temperaturze normalnej nie przekracza 15%,
- belki nie powinny być traktowane jako swobodnie podparte,
- w warunkach oddziaływani pożaru należy zachować warunki do zdolności obrotu (p. również , zał E2)
- pole przekroju zbrojenia górnego nad każdą podporą pośrednią dla odporności ogniowe R 90 i wyższej na długości sięgającej do odległości $ 0,3 l_{eff}$ (wg definicji , rozdz.5), mierzonej od osi podpory nie może być mniejsze niż wynikające z rozkładu liniowego od $A_{s,0}$ nad podporą do $A_{s,0}/ 4$ w odległości $ 0,3 l_{eff}$ od podpory,
- w normie podano dodatkowe warunki dla grubości i szerokości środnika nad pierwszą pośrednią podporą.
Tab. 27 Minimalne wymiary i otulenie osiowe dla płyt swobodnie popartych , tab. 5.8

Konstrukcje stalowe

Rys.4. Nomogram do wyznaczania temperatury w pożarze nieosłoniętych elementów stalowych

Rys.5. Nomogram do wyznaczania temperatury w pożarze osłoniętych elementów stalowych
Tab.27 Materiały stosowane na osłonę/obudowę profili stalowych przed pożarem

Tab.28 Minimalne grubości farby pęczniejącej Flame Stal dla przekrojów otwartych Aprobata ITB AT-15-9175-2015 – (opracowano na podstawie )

Minimalne grubości powłoki farby pęczniejącej FlameStal dla przekrojów zamkniętych prostokątnych i okrągłych podano w aprobacie AT-15-9175-2015 .
Konstrukcje drewniane
Uwarunkowania prawne ochrony pożarowej obiektów budowlanych
Warunki techniczne w zakresie ochrony pożarowej dzieli się na bazowe i dyrektywne .
Bazowe warunki pożarowe
Bazowe warunki pożarowe określają parametryczne wartości czynników, stanowiących zagrożenie wybuchowe lub pożarowe w budynkach i ich otoczeniu albo algorytmy pozwalające na ich obliczanie, zasady kategoryzacji/klasyfikacji odporności pożarowej elementów i wyrobów budowlanych, a także ich zastosowania odpowiednio do kategorii pożarowej budynku i celu użytkowego. Można je utożsamić z aktów prawnych dotyczących wszystkich typów budowli.
Oprócz wymienionych w zagajeniu zasadniczych aktów prawnych: Prawa budowlanego oraz warunków technicznych (dalej w.t.) obowiązuje szereg innych aktów prawnych, a to:
- prawo ochrony pożarowej ,
- rozporządzenie w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów ,
- rozporządzenie w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych ,
- rozporządzenie w sprawie uzgadniania projektu budowlanego pod względem ochrony przeciwpożarowej ,
- prawo ochrony środowiska ,
- w sprawie czynności kontrolno-rozpoznawczych
Dyrektywne warunki pożarowe
Dyrektywne warunki pożarowe określają szczegółowe wymagania, dotyczące poszczególnych rodzajów obiektów, (np w przypadku budynków: usytuowania budynków i urządzeń na terenie działki budowlanej z uwzględnieniem zabudowy i zagospodarowania jej sąsiedztwa oraz wymagania dotyczące układu funkcjonalno-przestrzennego budynki i jego części, rozwiązań konstrukcyjnych, instalacyjnych i materiałowych). Wymagania dyrektywne dotyczą okonkretnych rtyo i\ów budowli i są zgromadzone w wielu rozproszonych aktach prawnych, a między innymi:
Konkretną realizację wymagań dyrektywnych ustala projektant w projekcie architektoniczno-budowlanym oraz technicznym, opracowanym po przeprowadzeniu analiz wielu wariantó indywidualnych i po uwzględnieni norm przedmiotowych.
Najważniejszą rolę w spełnieniu wymagań pożarowych ma architekt, pełniący funkcję głównego projektanta i koordynatora międzybranżowego. Znajomość warunków pożarowych zapisanych w przepisach wymagana jest jednak od wszystkich projektantów branżowych, nie tylko od architekta, ale również od konstruktora, projektanta instalacji sanitarnych i instalacji elektrycznych. Obowiązkiem każdego projektanta branżowego (na każdym etapie projektu) jest sprawdzanie rozwiązań projektowych również w innych branżach pod względem zgodności z wymogami ochrony pożarowej. Z tego obowiązku nie można się zwolnić poprzez stwierdzenie, że dane rozwiązania nie należą do branży, którą reprezentuje projektant. Uwagi należy zgłaszać do koordynatora projektu, którym z reguły jest architekt, ale często również projektant konstruktor lub technolog.
Standardy (normy)
Normy nie stanowią aktów prawnych i ich stosowanie przez projektanta jest dobrowolne, chyba, że zostały jawnie wskazane w akcie prawnym jako obowiązkowe. Zapisy norm stają się obowiązujące dla wykonawców i użytkowników obiektu po ich wskazaniu przez projektanta do obowiązkowego stosowania.
Polskie normy związane z bezpieczeństwem pożarowym są liczne (jest ich ponad dwieście).
Część z tych norm zostały podniesione do rangi prawnie obowiązujących poprzez powołanie w ustawie lub rozporządzeniu. W przypadku budynków w rozporządzeniu w Dziale VI (§ 207 do 290) „Bezpieczeństwo pożarowe” przywołane normy zestawiono w tab.28.
Tab.28 Polskie normy przywołane w Dziale „Bezpieczeństwo pożarowe rozporządzenia

Normy „pożarowe” z zakresu konstrukcji budowlanych
- normy podstawowe: oddziaływania w warunkach pożaru , projektowanie konstrukcji z betonu w warunkach pożarowych , obliczanie konstrukcji stalowych w warunkach pożarowych , projektowanie zespolonych konstrukcji betonowo- stalowych z uwagi na warunki pożarowe projektowanie konstrukcji drewnianych z uwagi na warunki pożarowe , projektowanie konstrukcji murowych , projektowanie konstrukcji aluminiowych na wypadek pożaru .
- dotyczące konkretnych konstrukcji: projektowanie kominów , wózki jezdniowe w warunkach szczególnych , podziemne składy materiałów wybuchowych,
- często stosowane normy z innych branż: obliczanie gęstości obciążenia ogniowego ,przeciwpożarowe zaopatrzenie wodne , instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła (klapy dymowe) .
Architektura i budownictwo ogólne
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , .
Instalacje elektryczne
, , , , , , , , , , , , , , , , , ), ), , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ), , , , , , .
Zagrożenie wybuchem
, , , , , , , , , , , , ,
Sygnalizacja pożaru
, , , , , , , , , , , , , , , , , , .
Sprzęt, urządzenia i środki gaśnicze
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ;, , , , , , , , , , , , .
Ochrona odgromowa
, , , , , , , , , , , , , .
Projektowanie urządzeń przeciwpożarowych
, , , , , , , , , , , , , , , , .
Inne
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , .
Strefa pożarowa
Budynek w znaczeniu „pożarowym”
Przez budynek będziemy rozumieli budynek lub jego część, stanowiącą odrębną strefę pożarową w rozumieniu w. t. , §226.
Budynki oraz części budynków, stanowiące odrębne strefy pożarowe, zalicza się do jednej lub do więcej niż jedna spośród ustalonych niżej kategorii zagrożenia.
Strefa pożarowa
Strefa pożarowa (indeks „f” – fire), to budynek lub jego część oddzielona od innych budynków elementami oddzielenia przeciwpożarowego bądź też pasami wolnego terenu o szerokości nie mniejszej niż dopuszczalne odległości od innych budynków, określone zgodnie z obowiązującymi przepisami techniczno-budowlanymi.
Częścią budynku, stanowiącą strefę pożarową jest także jego kondygnacja, jeżeli klatki schodowe i szyby dźwigowe w tym budynku są obudowane, zamykane drzwiami o klasie odporności ogniowej co najmniej EI 30, wyposażonej w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu. Powierzchnia strefy pożarowej jest obliczana jako powierzchnia wewnętrzna budynku lub jego części, przy czym wlicza się do niej także powierzchnię antresoli. Dopuszczalne powierzchnie stref pożarowych ZL, PM i IN oraz zasady ich powiększania określone zostały w oraz w tab. 8 do 10.
W koncepcji naturalnego bezpieczeństwa pożarowego rozwój pożaru jest opisany w strefie pożarowej, t znaczy przy założeniu, że ogień nie rozprzestrzeni się na inne strefy . W tym celu należy wydzielić z całego budynku strefę pożarową poprzez stworzenie barier w postaci ścian i stropów pożarowych z otworami wypełnionymi drzwiami, oknami, o podwyższonej odporności ogniowej. Skuteczność barier ogniowych można ocenić poprzez:
- testy laboratoryjne : element jest wystawiony w piecu na obciążenie ogniowe według krzywe temperatura-czas , wyznaczonych w modelach pożarowych opartych na najgorszych scenariuszach pożarowych.
- ekspertyzę rzeczoznawcy opracowaną na podstawie dostępnych dane badań z testów odporności ISO na elementach oddzielających
- bezpośrednie wykorzystanie wymagań ISO: zaimplementowanych w przepisach i normach krajowych, które definiują strefy pożarowe ze wskazaniem na wymaganą odporność ogniową dla ścian, sufitów, drzwi i podłóg, w zależności od przeznaczenia i geometrii budynku.
Pierwsze dwie metody stosuje w przypadku ograniczonej liczby elementów rozdzielających i będą one wiązać się z wysokimi kosztami. W praktyce projektowej powszechnie stosuje się trzecią metodę.
Ściana pożarowa
Wymagania od ścian pożarowych w Polsce
Ściany pożarowe są ważnym elementem zabezpieczenia przed rozprzestrzenianiem się pożaru w budynku lub przenoszeniem pomiędzy budynkami lub otoczeniem jest definiowana jako element oddzielenia pożarowego (zapory ogniowej) pomiędzy dwoma strefami pożarowymi budynku.
Ściany i stropy stanowiące elementy oddzielenia przeciwpożarowego powinny być wykonane z materiałów niepalnych, a występujące w nich otwory – obudowane przedsionkami przeciwpożarowymi lub zamykane za pomocą drzwi przeciwpożarowych bądź innego zamknięcia przeciwpożarowego.
W ścianie oddzielenia przeciwpożarowego łączna powierzchnia otworów, o których mowa w zdaniu poprzednim, nie powinna przekraczać 15% powierzchni ściany, a w stropie oddzielenia przeciwpożarowego – 0,5% powierzchni stropu.
Wymaganą klasę odporności ogniowej elementów oddzielenia przeciwpożarowego oraz zamknięć znajdujących się w nich otworów można dobrać z tab. 7, klasę odporności ogniowej wypełnienia otworów (zamknięć) znajdujących się w ścianach pożarowych z tab. 8. Otwory w ścianie pożarowej moga być wypełnienie materiałem przepuszczającym światło, takim jak luksfery, cegła szklana lub inne przeszklenie, ale powierzchnia tak wypełnionych otworów nie może przekraczać 10% powierzchni ściany.
Dopuszcza się stosowanie w strefach pożarowych PM otworu w ścianie oddzielenia przeciwpożarowego, służącego przeprowadzeniu urządzeń technologicznych, chronionego w sposób równoważny wymaganym dla tej ściany drzwiom przeciwpożarowym pod względem możliwości przeniesienia się przez ten otwór ognia lub dymu, w przypadku pożaru.
Przedsionek przeciwpożarowy powinien mieć wymiary rzutu poziomego nie mniejsze niż 1,4×1,4 m, ściany i strop, a także osłony lub obudowy przewodów i kabli elektrycznych z wyjątkiem wykorzystywanych w przedsionku – o klasie odporności ogniowej co najmniej EI 60 wykonane z materiałów niepalnych oraz być zamykany drzwiami i wentylowany co najmniej grawitacyjnie, z zastrzeżeniem § 246 ust. 2 i 3 .
Bezwładność cieplna ściany pożarowej
Strata ciepła ze strefy pożarowej jest ważnym czynnikiem przy określaniu temperatury w strefie. Straty ciepłą następują przez konwekcję i promieniowanie., dlatego muszą być znane właściwości cieplne przegród pożarowych. W tab. 14 podano główne parametry cieplne dla najczęściej stosownych materiałów ścianach pożarowych: gęstość $\rho$, przewodność cieplna $\lambda$, ciepło właściwe $c$ w temperaturze pokojowej. Przewodność i pojemność cieplna zależą od temperatury, co pokazano w tab. 15.
W uproszczonych modelach używana jest tylko bezwładność cieplna, zwana współczynnikiem b.
$$ \begin{equation} b= \sqrt{\rho \cdot c \cdot \lambda }\label{12} \end{equation}$$
Wartości bezwładności cieplnej podano w ostatniej kolumnie tab. 14 dla zestawionych w niej materiałów.
W przypadku ścian wielomateriałowych złożonych z warstw materia ku (1) i (2)
o granicznej grubości warstwy (1) $s_{1.lim}$
$$\begin{equation} s_{1,lim} = \sqrt{ \cfrac{t_d \cdot \lambda_1}{c_2 \cdot \rho_1}} \label{13} \end{equation}$$
gdzie $t_d$ jest czasem pożaru w którym ściana pożarowa ma być sprawna
bezwładność cieplną dla ściany warstwowej można oszacować z zależności:
$$ \begin{equation} b = \begin {cases}
b_1 & \text{ jeśli } b_1 < b_2 \text { lub } s_1 > s_{1,lim}\\
\cfrac{s_1}{s_{1,lim}} \cdot b_1+\left( 1 -\cfrac{s_1}{s_{1,lim}} \right ) \cdot b_2 & \text{ w innym przypadku }\\
\end {cases} \label{14} \end{equation} $$
Otwory w ścianie pożarowej
Otwory w obudowie mogą składać się z okien, drzwi i otworów wentylacyjnych w dachu. Rozwój pożaru pożaru wewnątrz budynku istotnie zależy od liczby otworów w obudowie. W analizach pożarowych przyjmowane są następujące założenia:
- Drzwi są uważane za zamknięte, jeśli obudowa ma inne otwory
- Drzwi są uważane za otwarte, jeśli obudowa nie ma innych otworów.
- Przeszklenia bez oceny odporności ogniowej ISO są uszkodzone od początku pożaru. Jeśli rozmiar okna z przeszkleniem w określonej ścianie jest większy niż 50% całkowitej powierzchni tej ściany, przyjmuje się, że tylko 50% powierzchni tej ściany jest uszkodzone; (górna część przeszklenia/ściany). To założenie opiera się na założeniu, że normalne szkło pęknie w stosunkowo niskich temperaturach.
- W przypadku przeszkleń z klasą odporności ogniowej ISO można zastosować takie samo podejście, jak w przypadku elementów oddzielających (ad hoc, eksperckie lub bezpośrednie wymagania ISO).
- Proste modele mogą wykorzystywać tzw. współczynnik otwarcia O do modelowania otworów w obudowie. Bardziej złożone modele mogą wykorzystywać obliczenia przepływu w oparciu o rzeczywisty przepływ przez otwór.
- Współczynnik otwarcia można obliczyć dla obudów z jednym otworem pionowym, z wieloma otworami pionowymi i z kombinacją otworów poziomych i pionowych, jak opisano poniżej.
W uproszczonych modelach stosowany jest współczynnik otwarcia $O$ zdefiniowany następującym równaniem dla pojedynczego pionowego otwarcia:
$$\begin{equation} O=A_w \cdot \sqrt{H} \label{15} \end{equation}$$
gdzie powierzchnia otwarcia $A_w$
$$\begin{equation} A_w= \sum_i A_{w,i} \label{16} \end{equation}$$
dla powierzchni poszczególnych okien $A_{w,i}$
Wysokość zastępczą otworów $H$ wyznacza się z zależności
$$\begin{equation} H = \left[ \cfrac{\sum_i (A_{w,i} \cdot \sqrt{H_i}}{\sum_i A_{w,i})} \right]^2 \label{17} \end{equation}$$
Obciążenie ogniowe
Czynniki wpływające na efekty pożaru
Oddziaływanie pożaru charakteryzuje się całkowitą ilością ciepła wytworzoną w wyniku spalania materiałów palnych w strefie objętej pożarem, włączając w to przechowywane towary i sprzęt, a także materiały budowlane. Zapłon, temperatura płomienia, ilość uwalnianej energii cieplnej, intensywność i czas trwania pożaru zależy od masy i rozmieszczenia materiałów palnych. Dopływ świeżego powietrza (wentylacja) znacząco zwiększa, a odsłonięcie powierzchni konstrukcji istotnie zmniejsza efektu pożaru.
W wyniku działania pożaru na konstrukcję wraz z jego postępem zmianie ulegają parametry konstrukcji: zmiana wytrzymałości i modułu Younga elementów stalowych i aluminiowych , zmniejszanie się przekroju (zwęglanie) elementów drewnianych lub naruszenie struktury betonu (pękanie, odpryskiwanie, czyli oddzielanie nagrzanych warstw od chłodniejszego wnętrza) i w konsekwencji do zmniejszania nośność stalowego zbrojenia.
Charakterystyczna gęstość obciążenia ogniowego
Gęstość obciążenia ogniowego (moc cieplna pożaru) jest kluczowym parametrem w modelach numerycznych, pomaga zrozumieć powagę potencjalnych zdarzeń oraz skutecznie planować środki zapobiegawcze i łagodzące, a także jest podstawą do inżynierskiej kategoryzacji stref pożarowych PM (p. tab. 5).
Charakterystyczna gęstość obciążenia ogniowego $q_{f,k}$ w [MJ/m2] na jednostkę powierzchni podłogi $A_f$ strefy pożarowej w [m2] wynosi
W przypadku pomieszczeń zaliczonych do kategorii ZL miarodajną wartością gęstości obciążenia ogniowego jest 80-procentowy kwantyl wg tab. 16.
Konstrukcje stalowe można projektować uproszczonymi zasadami podanymi w normie . Ze względu na specyfikę konstrukcji stalowych zasady te mają zastosowanie tylko do wymogu nośności, czyli kryterium „R”, a także nagrzewania wewnętrznych i nieosłoniętych zewnętrznych elementów stalowych.
Odporność ogniową stalowych konstrukcji budowlanych można szacować trzema metodami:
- metodą naturalną czasu trwania uzyskanego z obliczeń odporności ogniowej z kryterium
$$\begin {equation} t_{fi,d} \ge t_{fi,requ} \label{28}\end {equation}$$
gdzie:
$t_{fi,d}$ – obliczeniowa wartość odporności ogniowej mierzona czasem
$t_{fi, requ}$ – wymagana odporność ogniowa, którą można wyznaczyć tabelarycznie z tab 6 dla poszczególnych elementów konstrukcji
Warunek nośności ($\ref{28}$) w czasie jest naturalnym warunkiem, wynikającym z natury ochrony przed pożarem, gdzie wymaga się od konstrukcji budynku, by po powstaniu pożary, jeszcze przez czas min $t_{fi, requ}$ konstrukcja spełniała swoją funkcję nośną, tak by umożliwić ewakuację , akcję strażaków oraz wymaganą ochronę mienia. Metoda ta ma jdnak ograniczone znaczenie praktyczne, ponieważ oszacowanie czasu $t_{fi,d}$ wymaga stosowania bezpośrednich metod w tym symulacji numerycznej przy użyciu zaawansowanych, nieliniowych modeli obliczeniowych i programów numerycznych.
- metodą temperatury krytycznej
Naturalną miarę nośności konstrukcji podczas pożaru jaką jest czas w przypadku konstrukcji stalowych można w szeregu przypadków z wystarczającą dla praktyki dokładnością transformować na temperaturę krytyczną
$$\begin {equation} \Theta_{cr,d} \ge \Theta_{a,d}(fi,requ) \label{29}\end {equation}$$
gdzie:
$\Theta_{a,d}(fi,requ)$ – temperatura obliczeniowa elementu po czasie $t_{fi,requ}$ pożaru
$\Theta_{cr,d}$ – obliczeniowa temperatura krytyczna elementu
Przekształcenie warunku czasu ($\ref{28}$) na warunek temperatury krytycznej ($\ref{29}$) zilustrowano na rys.8.

Rys.8. Wytrzymałość ogniowa elementu stalowego. Transformacja czasu na temperaturę krytyczną (zmodyfikowane )
Transformacja czasu $t_{fi,d}$ na temperaturę krytyczną $\Theta_{cr}$ zależy od szeregu czynników, a w tym: rodzaju elementu i sposobu jego wytężenia (belka, słup, niestateczność elementu o smukłości względnej $ \lambda_\Theta$ mierzonej współczynnikiem redukcyjnym (niestateczności) $\chi$. Zachodzą przy tym podobne zjawiska jak przy analizie prętów nie obciążonych pożarem, to znaczy praktycznie każdy pręt znajduje się w złożonym stanie wytężenia i w ogólności każdy jest jednocześnie belką -słupem w interakcji z różnymi formami niestateczności: giętnej, skrętnej, zwichrzenia, miejscowej ścianek pręta., a wiarygodna analiza pręta współpracującego z cała konstrukcja jest możliwa wyłącznie numerycznie i prezentowanie przybliżonych zależności analitycznych utraciło znaczenie. W artykule pomija się przedstawienie współcześnie mało użytecznych analitycznych formuł w tym zakresie, odsyłając do podręcznikach przedmiotu:, , i in.
Do projektowania wstępnego (właściwego) wystarczające jest korzystanie z nomogramów
rys. 4 dla prętów stalowych niezabezpieczonych pożarowa lub z
rys. 5 dla prętów osłoniętych przez pożarem. Tak zaprojektowana konstrukcja podlega sprawdzeniu obliczeniowego całego systemu konstrukcyjnego z użyciem specjalizowanych programów, takich jak Consteel, Axis, Dlubal, oprogramowanie Arcelor Mittal i inne. W
przykładzie 4 zaprezentowano stosowne procedury projektowania właściwego (temperatura krytyczna określona z nomogramów
rys. 4 i
5). Wynik porównana z wyznaczonym w programie Consteel v.18.
Sprawdzenie „pożarowe” projektu konstrukcji stalowej
Konstrukcja stalowa zaprojektowana „szybkimi metodami uproszczonymi, najczęściej z użyciem nomogramów rys.4 i rys.5 należy sprawdzić metodami dokładnymi, przy czym współcześnie obliczenia prowadzone są z użyciem programów obliczeniowych, np programu Consteel., za pomocą którego można przeprowadzić proces projektowania przeciwpożarowego według zasad normy zarówno dla elementów stalowych niezabezpieczonych jak i zabezpieczonych przed działaniem pożaru. W drugim przypadku ochrona przeciwpożarowa może być pasywna (izolacja) lub reaktywna (malowanie pęczniejące). Obliczenia można wykonać przy użyciu właściwości materiału w podwyższonej lub normalnej temperaturze. Specjalizowane moduły to:
- obciążenia ogniowe, w którym należy utworzyć dedykowaną grupę obciążenia ogniowego, która obsługuje specjalności skutków pożaru i kombinację obciążenia pożarowego z obciążeniami mechanicznymi,
- analiza ogniowa, który jest wywoływany automatycznie podczas generowania elementów skończonych dla zredukowanego modułu sprężystości po wyznaczeniu temperaturę stali elementu
- efekt ognia i ochrona, w którym następuje wybór krzywej ogniowej (czas-temperatura) lub czasu odporności ogniowej, który może się zmieniać w zakresie 15–200 min.
Należy ustalić typ ochrony przeciwpożarowej: niezabezpieczony lub chroniony, a w tym przypadku czy ochrona jest pasywna lub reaktywna.
W przypadku ochrony pasywnej należy określić rodzaj materiału ochrony przeciwpożarowej i grubość izolacji, a wynikiem analizy będzie stopień wytężenia elementów.
W przypadku ochrony reaktywnej ochrona będzie zapewniona za pomocą powłoki farby pęczniejącej, a wynikiem analizy jest obraz temperatury krytycznej.
Analityczne formuły obliczeniowe prezentowane w normie są złożone, ale nie ma potrzeby ich bezpośredniego stosowania w praktyce, bowiem są implementowane do współczesnych programów i arkuszy obliczeniowych.
Konstrukcje żelbetowe
Podstawową metodą projektowania pożarowego konstrukcji żelbetowych jest metoda tabelaryczna. Stosuje się tabele 21 do 30 w sposób przedstawiony w przykładach.
Konstrukcje drewniane
w opracowaniu
Konstrukcje murowe
w opracowaniu
Uzgadnianie projektu pod względem ochrony pożarowej
Projekt dotyczący budynku należącego do jednej z 11 grup (zgodnie z rozporządzeniem :
- budynek zawierający strefę pożarową zakwalifikowaną do kategorii zagrożenia ludzi ZL I, ZL II lub ZL V;
- budynek należący do grupy wysokości średniowysokie, wysokie lub wysokościowe, zawierający strefę pożarową zakwalifikowaną do kategorii zagrożenia ludzi ZL III lub ZL IV;
- budynek niski zawierający strefę pożarową o powierzchni przekraczającej 1000 m2, zakwalifikowaną do kategorii zagrożenia ludzi ZL III, obejmującą kondygnację nadziemną inną niż pierwsza;
- obiekt budowlany inny niż budynek, przeznaczony do użyteczności publicznej lub zamieszkania zbiorowego, w którym przewiduje się możliwość jednoczesnego przebywania w strefie pożarowej ponad 50 osób na powierzchni do 2000 m2;
- obiekt budowlany zawierający strefę pożarową PM, wolno stojące urządzenie technologiczne lub zbiornik poza budynkami, silos, oraz plac składowy albo wiata, jeżeli zachodzi co najmniej jeden z następujących warunków:
- strefa pożarowa PM ma powierzchnię przekraczającą 5000 m2
- strefa pożarowa PM ma powierzchnię przekraczającą 1000 m2 i gęstość obciążenia ogniowego przekraczającą 500 MJ/
- m2,
- powierzchnia wewnętrzna obiektu budowlanego przekracza 2000 m2 i gęstość obciążenia ogniowego przekracza 500 MJ/
- m2,
- występuje zagrożenie wybuchem;
- garaż wielokondygnacyjny, garaż zamknięty jednokondygnacyjny wymagający zastosowania samoczynnego urządzenia oddymiającego lub stałego samoczynnego urządzenia gaśniczego wodnego oraz garaż ze stanowiskami postojowymi wielopoziomowymi o więcej niż 10 stanowiskach postojowych;
- obiekt budowlany objęty obowiązkiem stosowania systemu sygnalizacji pożarowej, stałych urządzeń gaśniczych lub dźwiękowego systemu ostrzegawczego, na podstawie przepisów w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów;
- stanowisko postojowe dla pojazdu przewożącego towary niebezpieczne oraz parking, na który jest usuwany pojazd przewożący towary niebezpieczne;
- sieć wodociągowa przeciwpożarowa z hydrantami zewnętrznymi przeciwpożarowymi, przeciwpożarowy zbiornik wodny oraz stanowisko czerpania wody do celów przeciwpożarowych;
- tunel o długości ponad 100 m;
- obiekt jądrowy, o którym mowa w art. 3 pkt 17 ustawy z dnia 29 listopada 2000 r. – Prawo atomowe (Dz.U. z 2014 r. poz. 1512 oraz z 2015 r. poz. 1505 i 1893
powinien być uzgodniony pod względem zgodności z przepisami przeciwpożarowymi.
Uzgodnienia wymaga też projekt odbudowy, rozbudowy, nadbudowy, przebudowy oraz zmiany sposobu użytkowania obiektu budowlanego, a także zapewnienia drogi pożarowej do obiektu budowlanego, gdy ze względu na charakter lub rozmiar robót niezbędne jest sporządzenie projektu budowlanego, którego rozwiązania projektowe dotyczą warunków ochrony przeciwpożarowej obiektu budowlanego, o którym mowa w ust. 1, uzgodnienie jest wymagane.
Ponadto zgodnie z rozporządzeniem urządzenia przeciwpożarowe w obiekcie powinny być wykonane zgodnie z projektem uzgodnionym przez rzeczoznawcę ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych. W tym wypadku Ustawodawca pozostawia wybór – możliwe jest wykonanie i uzgodnienie odrębnych projektów urządzeń przeciwpożarowych lub uzgodnienie projektów branżowych lub wielobranżowych, które zawierają projekty danych urządzeń.
W praktyce uzgodnienia wymaga więc większość obiektów – chociażby każdy, którego kubatura przekracza 1000 m3.
Odstępstwo od warunków ochrony pożarowej
Nowelizacja Prawa Budowlanego z 2020 roku (Dz.U. 2020 poz. 471) wprowadziła istotne zmiany w regulacjach, dotyczących odstępstwo od warunków ochrony pożarowej. Zmiany zmierzają do wprowadzenia jednoznacznych zasad w miejsce uregulowań niejasnych i obrosłych wieloma, często sprzecznymi interpretacjami. Stan aktualny zapisano w art 9 prawa budowlanego , wersja od 20 stycznia 2025.
Wyraźnie rozróżniono dwie sytuacje, w których możliwe jest odstępstwo od warunków ochrony pożarowej:
1) budowa nowego obiektu,
2) nadbudowa / rozbudowa / przebudowa / zmiana sposobu użytkowania
Zasadnicza zmiana w prawie budowlanym dotyczy przypadku budowy nowego obiektu. Zmiana wprowadza nowe zadania do etapu projektowania obiektu i uzgadniania go z rzeczozna2wcą p-poż. przed złożeniem wniosku o pozwolenia na budowę. Do wniosku o pozwolenia na budowę należy dołączyć wniosek o udzielenie zgody na odstępstwo od przepisów techniczno-budowlanych ( w tym przypadku przepisów p-poż). Załącznikami do wniosku są:
1) ekspertyza, sporządzona przez rzeczoznawcę ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych, która powinna zawierać rozwiązania zamienne, takie, by po ich wdrożeniu nie spowodować pogorszenia zagrożenia życia ludzi lub bezpieczeństwa mienia w stosunku do stopnia zagrożenia, który wystąpiłby w sytuacji bez odstępstw od przepisów p-poż,
2) jeśli projekt budowlany wymaga uzgodnienia z rzeczoznawcą p-poż – postanowienie właściwego komendanta wojewódzkiego PSP, w którym wyrażono zgodę na zastosowanie rozwiązań zamiennych zawartych w ekspertyzie (o którym mowa w ustawie , art 6a, ust.2).
Nowa procedura wprowadziła obostrzeniu, przydzielając dodatkowe zadania rzeczoznawcom p-poż, ale jeszcze w większym stopniu projektantom, którzy w praktyce będą ponosili koszty dodatkowych obowiązków oraz wydłużenia czasu zatwierdzenia projektu budowlanego w tym technicznego.
W rezultacie zgody na odstępstwo, udziela w drodze w drodze postanowienia, organ administracji architektoniczno-budowlanej, przed wydaniem decyzji o pozwoleniu na budowę albo decyzji o zmianie pozwolenia na budowę.
Zakłada się, że organ uzyskał upoważnienie ministra, który ustanowił przepisy techniczno-budowlane, przy czym wniosek do ministra w sprawie upoważnienia do udzielenia zgody na odstępstwo organ administracji architektoniczno-budowlanej składa przed wydaniem decyzji o pozwoleniu na budowę albo decyzji o zmianie pozwolenia na budowę. Wniosek organu zawiera:
1) charakterystykę obiektu oraz, w miarę potrzeby, projekt zagospodarowania działki lub terenu, a jeżeli odstępstwo mogłoby mieć wpływ na środowisko lub nieruchomości sąsiednie – również projekty zagospodarowania tych nieruchomości, z uwzględnieniem istniejącej i projektowanej zabudowy;
2) opinię organu wnioskującego wraz ze szczegółowym uzasadnieniem o konieczności wprowadzenia odstępstwa;
3) propozycje rozwiązań zamiennych;
4) w przypadku obiektów budowlanych wpisanych do rejestru zabytków lub do gminnej ewidencji zabytków oraz innych obiektów budowlanych usytuowanych na obszarach objętych ochroną konserwatorską – pozytywną opinię wojewódzkiego konserwatora zabytków w zakresie wnioskowanego odstępstwa;
5) w przypadku odstępstwa od przepisów dotyczących bezpieczeństwa pożarowego: ekspertyzę i postanowienie przekazane przez wnioskującego wraz z wnioskiem do organu.
W przypadku nadbudowy, rozbudowy, przebudowy lub zmiany sposobu użytkowania istniejących obiektów budowlanych oraz w przypadku dostosowywania tych obiektów do wymagań ochrony przeciwpożarowej, w szczególności przy usuwaniu stanu zagrożenia życia ludzi, rozwiązania zamienne w stosunku do wymagań ochrony przeciwpożarowej stosuje się na podstawie zgody udzielonej w postanowieniu komendanta wojewódzkiego PSP (o którym mowa wyżej) bez wymogu uzyskiwania zgody na odstępstwo organu administracji budowlanej jak w przypadku nowo budowanego.
Powszechnie uważa się, że w sprawach dotyczących oddymiania, dróg ewakuacyjnych, stosowania SAP lub stałych urządzeń gaśniczych Właściwe jest przedstawienie ekspertyzy technicznej z wynikami symulacji pożaru CFD, którą sporządza projektanta lub właściciel budynku w zależności od etapu postępowania.
Rzeczoznawca d/s ochrony przeciwpożarowej – deregulacja zawodu ?
Zadania rzeczoznawcy w Polsce -postulowane i rzeczywiste
Zadaniem polskiego rzeczoznawcy d/s ochrony przeciwpożarowej było (i nadal jest) uzgadnianie projektu budowlanego pod względem zgodności z przepisami przeciwpożarowymi, a nie był on (i nie jest) uprawniony do ustalania warunków pożarowych, w szczególności podstawowych (bazowych).
Praktyka wskazuje, że wbrew tym ustaleniom rzeczoznawca faktycznie jest umiejscawiany w czasie opracowania tak zwanego operatu p-poż, który jest podstawowym opracowaniem, wymaganym na etapie opracowania założeń, koncepcji, projektu budowlanego oraz projektów technicznych. Należy podkreślić, że takie podejście jest zwyczajowe, a w istocie wymagania p-poż są określone w warunkach technicznych oraz normach i do prawidłowego ich stosowania zobowiązany jest projektant obiektu.
Rzeczoznawca stwierdza jedynie zgodność rozwiązań zastosowanych przez Projektanta z właściwymi przepisami i to już post-faktum, gdy wprowadzanie zmian jest często trudne, a na pewno kosztowne.
Dlatego środowisko projektantów i inwestorów od dawna oczekiwało, że w ramach tzw. „deregulacji zawodów” polskie prawo w zakresie uczestnictwa rzeczoznawcy p-poż w procesie przygotowania inwestycji budowlanej- zostanie dostosowane do rzeczywistości.
W krajach Unii Europejskiej rzeczoznawca do spraw pożarowych spełnia rolę konsultanta dla Projektanta i doradztwa (Francja), lub rzeczoznawcy ubezpieczyciela (Wielka Brytania), lub specjalnego weryfikatora (Niemcy)
W Niemczech specjaliści instytutu kontroli technicznej (najczęściej VdS)uczestniczą w opracowaniu projektu już od fazy koncepcji, zgodnie z zasadą, że im później zostanie odkryty błąd, tym trudniejsze i bardziej kosztowne będzie jego usunięcie. Niezależni rzeczoznawcy VdS kontrolują też instalacje p-poż po ich wykonaniu i podczas eksploatacji.
Polski realizm z czasów powszechnie państwowych trwa
W Polsce rolę kontroli obiektów pod względem ochrony p-poż nie pełnią niezależni specjaliści, rzeczoznawcy, w pełni zależna jednostka państwowa (Straż Pożarna). Pod oczekiwania i wymogi jednostek państwowych przygotowuje się projekty inwestycji komercyjnych – zupełnie niepaństwowych. Mechanizmy znane z powszechnej własności państwowej są zastosowane do nowej rzeczywistości – własności prywatnej w warunkach komercyjnych ubezpieczeń budynków i budowli w zasadzie z pominięciem ich sprawczej roli w regulacjach wymogów, dotyczących bezpieczeństwa pożarowego. Mechanizmowi zachowawczemu sprzyja, a nawet potęguje go instytucja „odstępstw od przepisów ochrony pożarowej”, tzn konieczność uzyskania zgody na drobne nawet odstępstwo od sztywnych przepisów właściwego wojewódzkiego komendanta Państwowej Straży Pożarnej, a w wielu przypadkach nawet Ministra, właściwego do wydania przepisów pożarowych.
Zadania rzeczoznawcy w Polsce po deregulacji zawodów (2015)
Ustawa o deregulacji zawodów została ogłoszona 5 sierpnia 2015 roku i objęła swym zakresem również zawód rzeczoznawcy p-poż. Niestety deregulacja i zmiana roli rzeczoznawcy jest pozorna. W istocie bez zmian pozostaliśmy w systemie znanym od czasów powszechnej własności państwowej, (czyli sprzed 1989 roku). Nadal rzeczoznawca stwierdza jedynie zgodność projektu z przepisami – które są często niespójne, ale co gorsza nie nadążają za postępem metod projektowania i stanem technologii oraz wiedzy o zabezpieczeniach pożarowych, czyli są zachowawcze, blokujące postęp i innowacyjność. Oczywiste jest, że większość rzeczoznawców w Polsce spełnia podobna rolę – promuje projekty i rozwiązania zachowawcze, blokuje postęp i innowacyjność.
Dawne (i dotychczasowe) zasady uzgadniania projektu
Dotychczasowe zasady uzgadniania projektu
przepisach techniczno-budowlanych oraz przepisach przeciwpożarowych uzgadnia się po przedstawieniu przez projektanta lub inwestora postanowienia właściwego dla miejsca lokalizacji inwestycji komendanta wojewódzkiego Państwowej Straży Pożarnej,
Rzeczoznawca po uzgodnieniu projektu budowlanego obiektu budowlanego jest zobowiązany do przesłania, w terminie 14 dni od dnia uzgodnienia, zawiadomienia o uzgodnieniu projektu budowlanego do właściwej komendy wojewódzkiej PSP. Nadzór nad działalnością rzeczoznawców sprawuje Komendant Główny PSP przy pomocy Komendantów Wojewódzkich PSP Komendant Główny PSP może udzielić rzeczoznawcy upomnienia lub skierować go na ponowny egzamin, w przypadku stwierdzenia nieprawidłowości w jego działalności, a gdy wymienione nieprawidłowości miały istotny wpływ na stan bezpieczeństwa pożarowego obiektów – może go odwołać z funkcji rzeczoznawcy i unieważnić jego akt powołania.
Zakres, tryb i zasady uzgadniania projektu budowlanego obiektów usytuowanych na terenach zamkniętych regulują odrębne przepisy. Podstawę uzgodnienia warunków ochrony przeciwpożarowej obiektu stanowią dane przedstawione przez, obejmujące w szczególności:
1) powierzchnię, wysokość i liczbę kondygnacji,
2) odległość od obiektów sąsiadujących,
3) parametry pożarowe występujących substancji palnych,
4) przewidywaną gęstość obciążenia ogniowego,
5) kategorię zagrożenia ludzi, przewidywaną liczbę osób w poszczególnych pomieszczeniach i na każdej kondygnacji,
6) ocenę zagrożenia wybuchem pomieszczeń oraz przestrzeni zewnętrznych,
7) podział obiektu na strefy pożarowe,
8) klasę odporności pożarowej budynku oraz klasę odporności ogniowej i stopień rozprzestrzeniania ognia elementów budowlanych,
9) warunki ewakuacji, oświetlenie awaryjne (ewakuacyjne i zapasowe) oraz przeszkodowe;
10) sposób zabezpieczenia przeciwpożarowego instalacji użytkowych, a w szczególności: wentylacyjnej, ogrzewczej, gazowej,elektroenergetycznej, odgromowej;
11) dobór urządzeń przeciwpożarowych w obiekcie budowlanym, dostosowany do wymagań wynikających z przepisów dotyczących ochrony przeciwpożarowej i przyjętego scenariusza rozwoju zdarzeń w czasie pożaru, a w szczególności: stałych urządzeń gaśniczych, systemu sygnalizacji pożarowej, dźwiękowego systemu ostrzegawczego, instalacji wodociągowej przeciwpożarowej, urządzeń oddymiających, dźwigów przystosowanych do potrzeb ekip ratowniczych;
12) wyposażenie w gaśnice;
13) zaopatrzenie w wodę do zewnętrznego gaszenia pożaru;
Czy deregulacja ?
Wbrew oczekiwaniom Architektów i społeczności budowlanej zmiany mają charakter kosmetyczny: w zasadzie zachowują wszystkie dotychczasowe, krytykowane mechanizmy opracowania i uzgadniania projektów budowlanych i nie dostosowują ich do praktyki europejskiej oraz potrzeb współczesnej, europejskiej praktyki, w tym dla społeczeństwa informatycznego i innowacyjnego. Nie wprowadzono zmian merytorycznych, a wprowadzone mają w większości charakter porządkujący i uszczegóławiający.
Utrzymano obowiązek Architekta (Projektanta), dotyczący zapewnienia zgodności dokumentacji projektowej z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej i uzgodnienia jej pod tym względem ze znaną w Polsce instytucją Rzeczoznawcy.
Wprowadzono zmiany pozorne, polegające na tym, że część regulacji zawartych dotąd w rozporządzeniu przeniesiono do ustawy.
Projekt budowlany obiektu budowlanego istotnego ze względu na konieczność zapewnienia ochrony życia, zdrowia, mienia lub środowiska przed pożarem, klęską żywiołową lub innym miejscowym zagrożeniem oraz projekt urządzenia przeciwpożarowego wymagają uzgodnienia z rzeczoznawcą pod względem zgodności z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej. Rodzaje obiektów budowlanych, których projekty budowlane wymagają uzgodnienia, a zatem i tych, w stosunku do których Państwowa Straż Pożarna ma prawo zająć stanowisko przed przystąpieniem do użytkowania (art. 6 ust. 6), określa nowe rozporządzenie, , które określa też:
1) podstawowe dane dotyczące warunków ochrony przeciwpożarowej obiektu budowlanego, które powinny stanowić podstawę uzgodnienia,
2) szczegółowe zasady i sposób dokonywania uzgodnień projektu budowlanego,
3) wzór pieczęci potwierdzającej uzgodnienie projektu budowlanego obiektu budowlanego,
4) sposób i szczegółowy zakres zawiadomienia o uzgodnieniu projektu budowlanego.
Do ustawy przeniesiono częśc regulacji zawartych dotąd w Rozporządzeniu, a mianowicie art. 6d.
1. Rzeczoznawca może uzgodnić projekt budowlany obiektu budowlanego bez uwag lub z uwagami. Uzgodnienie projektu budowlanego obiektu budowlanego potwierdza się przez opatrzenie go pieczęcią i podpisem.
2. Rzeczoznawca przesyła zawiadomienie o uzgodnieniu projektu budowlanego obiektu budowlanego komendantowi wojewódzkiemu Państwowej Straży Pożarnej właściwemu dla miejsca lokalizacji inwestycji w terminie 14 dni od dnia uzgodnienia projektu budowlanego.
3. Zawiadomienie o uzgodnieniu zawiera oznaczenie autora dokumentacji projektowej, nazwę i lokalizację obiektu oraz dane dotyczące warunków ochrony przeciwpożarowej obiektu budowlanego.
4. W przypadku projektu budowlanego obiektu budowlanego, któremu na podstawie przepisów o ochronie informacji niejawnych nadano klauzulę „tajne” albo „ściśle tajne”, nie sporządza się zawiadomienia o jego uzgodnieniu.
Art. 6e.
1. Komendant wojewódzki Państwowej Straży Pożarnej właściwy dla miejsca lokalizacji obiektu do dnia uzyskania pozwolenia na jego użytkowanie unieważnia uzgodnienie projektu budowlanego obiektu budowlanego, który zawiera rozwiązania niezgodne z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej mające istotny wpływ na stan bezpieczeństwa pożarowego obiektu budowlanego.
2. Uzgodnienie projektu budowlanego obiektu budowlanego unieważnia się w drodze postanowienia, na które przysługuje zażalenie.
3. Komendant wojewódzki Państwowej Straży Pożarnej informuje niezwłocznie właściwy organ administracji architektoniczno-budowlanej oraz organ nadzoru budowlanego
o unieważnieniu uzgodnienia.
4. W przypadku unieważnienia uzgodnienia komendant wojewódzki Państwowej Straży Pożarnej właściwy dla miejsca lokalizacji obiektu budowlanego może na wniosek inwestora:
1) w przypadkach szczególnie uzasadnionych dopuścić możliwość spełnienia wymagań ochrony przeciwpożarowej w sposób innyniż określony w przepisach dotyczących ochrony przeciwpożarowej, jeśli we wniosku wykazano spełnienie warunków, o którychmowa w art. 6a ust. 1; przepis art. 6a ust. 2 stosuje się odpowiednio;
2) w drodze postanowienia uzgodnić poprawiony lub opracowany na nowo projekt budowlany obiektu budowlanego.
Inwestor do wniosku o uzgodnienie projektu budowlanego obiektu budowlanego dołącza co najmniej 5 egzemplarzy tego projektu
W ustawie uszczegółowiono tryb, o którym mowa w art. 56 ustawy, wprowadzając następujące regulacje:
Inwestor jest obowiązany zawiadomić komendanta powiatowego (miejskiego) Państwowej Straży Pożarnej właściwego dla miejsca lokalizacji inwestycji o zakończeniu budowy obiektu budowlanego istotnego ze względu na konieczność zapewnienia ochrony życia, zdrowia, mienia lub środowiska przed pożarem, klęską żywiołową lub innym miejscowym zagrożeniem i o zamiarze przystąpienia do jego użytkowania, w celu zajęcia przez tego komendanta stanowiska, o którym mowa w art. 56 ustawy.
Komendant powiatowy (miejski) Państwowej Straży Pożarnej przy zajmowaniu stanowiska niezwłocznie zawiadamia właściwego komendanta wojewódzkiego Państwowej Straży Pożarnej i właściwy organ administracji architektoniczno-budowlanej oraz organ nadzoru budowlanego o zastrzeżeniach do rozwiązań zawartych w projekcie budowlanym uzgodnionym pod względem zgodności z wymaganiami ochrony przeciwpożarowej przez rzeczoznawcę do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych.
W ustawie dodano rozdział 2a, w którym wniesiono regulacje, dotyczące rzeczoznawcy ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych, umiejscowione dotąd przeniesiono z rozporządzeniu.
Przykłady rachunkowe
Przykład 1 [Obciążenie ogniowe, strefy pożarowe]
Dokonać kategoryzacji pożarowej dla budynku hali przemysłowej pokazanej na rys P1.

Rys. P1 Schemat konstrukcji do przykładów: a) typy analizy w przykładach, b) schemat 3D hali, c) przekrój przez halę i ilustracja pożaru wewnątrz strefy pożarowej
Hala przemysłowa o wymiarach ok. 42×20 m składa się z czterech części A,B,C,D, przeznaczonych do innych funkcji:
część – strefa- budynek A: produkcyjna przemysłu motoryzacyjnego wyposażona w obrabiarki oraz lokalne miejsca składowania materiałów oraz wyrobów,
część – strefa- budynek B: magazyn wyrobów gotowych ułożonych w paletach drewnianych i opakowane w folią oraz magazyn akumulatorów i olejów zagrożony wybuchem,
część – strefa- budynek C: budynek biurowy dla pracowników zakładu. posiadający antresolę,
część – strefa- budynek D: sklep zakładowy i biuro dla klientów.
Podział budynku na strefy funkcjonalne i zagrożenia pożarem
W budynku hali wydzielono cztery strefy pożarowe, związane z różnym zagrożeniem pożarowym i pokrywające się z podziałem funkcjonalnym budynku):
A -PM_a i B – PM_b o różnym obciążeniu ogniowym części produkcyjno-=magazynowej budynku, oraz innym zagrożeniu wybuchem: w strefie A-PM_a – brak zagrożenia wybuchem ; w strefie B-PM_b zagrożenie wybuchem składowanych wyrobów,
C – ZLI i D – ZLIII o różnym zagrożenie pożarowym ludzi,
Strefa A-PM_a
Powierzchnia podłogi w strefie $A_{f,A} = A_{f,A} = 194 m^2 $,
gdzie:
0,4- grubość cokołu pod ścianą zewnętrzną (odległość krawędzi podłogi od zewnętrznego lica obudowy )
0,25 – grubość ściany przeciw pożarowej 1 oraz 2
Obciążenie ogniowe:
materiały drzewne (Europalety) i folie do opakowania palet 500 kg,
tab.17 – $H_{ui}=20 \, MJ/kg$
oleje 200 l \cdot 0.8 kg/l = 160 kg ,
tab.17 – $H_{ui}=45 \, MJ/kg$
($\ref{4} \to$ charakterystyczne obciążenia ogniowe
$Q_{f,k} = 500 \cdot 20 \cdot 1 + 160 \cdot 45 \cdot 1 = 17200 \, MJ$
($\ref{4} \to$ gęstość obciążenia ogniowego
$q_{f,k} = \cfrac{17200}{194} = 89 \, MJ/m^2$
Dopuszczalna powierzchnia strefy dla pomieszczenia:
o gęstości obciążenia ogniowego q_{f,k} = 89 \, MJ/m^2 \, < 500 MJ/m^2$
nie zagrożonego wybuchem
tab.9 \to A_{f,dop} = 20 000 \,m^2 \, > 104 \, m^2 \to$ nie jest wymagany podział dlalszy podział pomieszczenia na strefy pożarowe.
Strefa B – PM_b
Powierzchnia podłogi w strefie
$A_{f,B} = A_{f,A} = 194 m^2 $
Obciążenie ogniowe
materiały drzewne (Europalety) i folie do opakowania palet 3000 kg,
tab.17 – $H_{ui}=20 \, MJ/kg$
oleje 300 l \cdot 0.8 kg/l = 240 kg ,
tab.17 – $H_{ui}=45 \, MJ/kg$
($\ref{4} \to$ charakterystyczne obciążenia ogniowe
$Q_f = 3000 \cdot 20 \cdot 1 +240 \cdot 45 \cdot 1 = 70800 \, MJ$
($\ref{4} \to$ gęstość obciążenia ogniowego
$q_{f,k} = \cfrac{70800}{194} = 365 \, MJ/m^2$
Dopuszczalna powierzchnia strefy dla pomieszczenia:
o gęstości obciążenia ogniowego q_{f,k} = 365 \, MJ/m^2 \, < 500 MJ/m^2$
zagrożonego wybuchem
tab.9 \to A_{f,dop} = 8 000 \,m^2 \, > 104 \, m^2 \to$ nie jest wymagany podział dalszy podział pomieszczenia na strefy pożarowe.
Przykład 2 [ Obciążenie pożarowe z kombinacji obciążeń mechanicznych]
Wyznaczyć obciążenie obliczeniowe i pożarowe dla słupa osiowo ściskanego , przy następujących siłach osiowych wywoływanych obciążeniami różnej natury.
Obciążenie słupa (siły osiowe) o prostych obciążeń
siła od obciążeń stałych G
$N_{Ek,G} = 600 \,kN$,
artykuł kombinacje obciążeń $\to$ redukcyjny współczynnik kombinacyjny $\xi = 0,85$
siła od obciążeń zmiennych Q
Q $N_{Ek,G} = 750 \,kN$,
w tym siła od odziaływania:
śniegu
S $= 200 \, kN$;
(tab.1 – kombinacje)$ \to \psi_0 =0,5 , \psi_1 = 0,2$
wiatru
W $=100 \, kN$
(tab.1 – kombinacje)$ \to \psi_0 =0,6 , \psi_1 = 0,2$
obciążenia użytkowego powierzchni kategorii B (biura)
$Q_B =450 \, kN$
(tab.1 – kombinacje)$ \to \psi_0 =0,7 , \psi_1 = 0,5$
Kombinacje obliczeniowe ($\ref{24}$):
Najniekorzystniejsza kombinacja obliczeniowa – [G redukowane , wiodące obciążenie $Q_B$ ]:
$N_{Ed} = 0,85 \cdot 1,35 \cdot 600 + 1,5 \cdot (0,5 \cdot 200 + 0,6 \cdot 100+1,0 \cdot 450) = 1603,5 \, kN$
Sprawdzenie kombinacji [ G bez redukcji, wszystkie Q redukowane ]:
$N_{Ed} = 1,35 \cdot 600 + 1,5 \cdot (0,5 \cdot 200 + 0,6 \cdot 100 + 0,7 \cdot 450) = 1523 \, kN$
Kombinacja „pożarowa” ($\ref{23}$)
$ N_{fi,d}= 600 + 0,5 \cdot 450 + 0,0 \cdot 200 +0,0 \cdot 100$ + „Q_{fi}” = 825 kN + „Q_{fi}”
Współczynnik pożarowy w temperaturze normalnej:
$\eta_{fi,0} = \cfrac{1603,5}{825}= 0,51
Współczynnik redukcyjny „pożarowy” ($\ref{25}$)
$\eta_{fi}= \cfrac{600 + 0,5 \cdot 450}{1,35\cdot 600 + 1,5\cdot 450}= 0,56
Z rys. 3 dla
$\cfrac{Q_{k1}}{G_k}= \cfrac{450}{600}= 0,75$
$\psi_{1,1}= \psi_{1, Q_B} = 0,5$
odczytujemy $\eta_{fi}=0,56$, czyli zgodnie z rezultatem otrzymanym wyżej analitycznie.
Obliczeniowe obciążenie pożarowe
$ N_{fi,d}= 0,56 \cdot 1603,5 = 898 \, kN$
Przykład 3 [Wymagana odporność ogniowa słupa, rygla i płatwi hali]
w opracowaniu
Przykład 4 [ Wymagana odporność ogniowa blachy fałdowej pokrycia dachu]
w opracowaniu
Przykład 5 [ Temperatura krytyczna stalowego słupa, rygla i płatwi hali ]
w opracowaniu
Przykład 6 [Metoda A i B dla słupów żelbetowych]
Opracowano na bazie przykładu 3 z pracy
Sprawdzić, czy słup o danych niżej spełnia wymagania klasy odporności ogniowej R60:
- długość słupa $l= 3,50 \, m$
- żelbet C20/25 – B500
- przekrój prostokątny $bxh = 40×40 \, cm$ ,
$A_c =40 \cdot 40= 1600 \, cm^2$ ; moment bezwładności $I_x=I_y = 40\cdot 40^3/12 = 213333 \, cm^2 ; promień bezwładności $i=sqrt{213333/1600}= 11,5 \, cm$,
- zbrojenie 4 #16 – $A_s= 8,04 \, cm^2$
- strzemiona Ø 10,
- otulenie $c_{nom} = 25 \, mm$; otulenie osiowe $a= 25+16/2= 33 \, mm$
Uwaga: pracy (Woźniak G, Turkowski P, Projektowanie konstrukcji z betonu z uwagi na warunki pożarowe według Eurokodu 2, ITB, Warszawa 2023)),przykład 3 wyliczono $a=43$ , bo przyjęto, że otulina $c_{nom}$ otulina strzemiona. Definicja otuliny wskazuje jednak, że jest to otulenie prętów nośnych, a strzemiona są zbrojeniem na ścinanie (i/klub skręcanie) nie uczestniczącym w przenoszeniu siły osiowej w słupie szczególnie w warunkach pożarowych.
- nośność słupa na ściskanie obliczona zgodnie z zasadami normy
$N_{Rd}= 2630 \, kN$
- obciążenia słupa mechaniczne i pożarowe, a także współczynnik redukcyjny obciążenia pożarowego $\eta_{fi}$ wyznaczono w przykładzie 2.
Stopień zbrojenia przekroju
$ (\ref{11}) \to \omega= \cfrac{8,04 \cdot 500/1,15}{40\cdot 40\cdot 20/1,4}= 0,153$
Metoda A
Sprawdzenie warunków stosowania metody A
- konstrukcja usztywniona -OK
- długość efektywna $l_{0,fi} \approx l_o =0,7 \cdot 3,50 = 2,45 \, m$ – OK
- mimośród pierwszego rzędu $e= 0/1935 \le e_{max} = 0,15 \cdot 400= 60 \, mm$ – OK
- pole przekroju zbrojenia $A_s = 8,04 \, cm^2 \le 0,04 \cdot 40\cdot 40 = 65 \, cm^2$ – OK
Współczynnik wykorzystania przekroju (współczynnik redukcyjny poziomu obciążenia)
$(\ref{7}) \to \mu_{fi}= \cfrac {898} {2630}= 0,34$,
gdzie $N_{Ed,fi}= 898 \, kN$ wyznaczono w przykładzie 2.
Uwaga: w pracy (Woźniak G, Turkowski P, Projektowanie konstrukcji z betonu z uwagi na warunki pożarowe według Eurokodu 2, ITB, Warszawa 2023)),przykład 3 wyliczono $\mu_{fi}=0,43$ po zastosowaniu niewłaściwych formuł kombinacyjnych dla wyznaczenia $N_{Ed,fi}$.
Odporność ogniowa słupa
wyliczona odporność ogniowa $ (\ref{8A}) \to$
$R= 120 \left ( \cfrac{44,7 + 4,8+24,5 +36+ 0}{120}\right)^{1,8}= $ 103 min
gdzie:
$R_{\eta,fi} = 83 \left ( 1,00 – 0,34 \cdot \cfrac{1 + 0,153} {0,85/1,0}\right ) = 44,7 $,
$R_a=1,60\cdot (33 – 30)=4,8 $ ; $ 25 \, mm \le a= 33 \le 80 \, mm$,
$R_l = 9,60 \cdot (5- 2,45)= 24,5 $ ; $2 \, m \le l_{0,fi} = 2,45 \le 6 \, m$,
$R_n=0$ dla n=4 (tylko 4 pręty w narożach),
$b’= \cfrac{2\cdot 1600}{400+400}= 400 \, mm$ ; $ 200 \, mm \le 400 \le 450 $
$R_b=0,09\cdot 400= 36
Z tab.21 oszacowanie odpornośći ogniowej słupa jest mniej precyzyjne, bowiem dane: b/a=400/33 ; $\mu_{fi}=0,34$ wymagaja wielowymiarowej interpolacji. Szacunkowo można stwierdzić , że $ 90 < R< 120 \, min$,
więc słup spełnia wymagania klasy odporności ogniowej R60
Metoda B
Sprawdzenie warunków stosowania metody B
- konstrukcja usztywniona -OK
- długość efektywna $l_{0,fi} \approx l_o =0,7 \cdot 3,50 = 2,45 \, m$ – OK
- mimośród pierwszego rzędu $e= 0/1935=0 \, mm$; $e/b=0/400=0 \le o,o25$ -OK
- smukłość słupa ($\ref{10}\to$) $\lambda _{fi}= \cfrac{245}}{11,5}= 21,3 \le 30$
Względna siła osiowa w słupie $n$ wyznaczona jak dla warunków normalnych $\to$
$(\ref{9}$ n = \cfrac {898} {1844,7}= 0,49$
gdzie:
$(\ref{9X}$ $N_{Rd,fi)= 0,7 \cdot(A_c\cdot f_{cd}+A_s \cdot f_{yd})= 0,7 \cdot(1600\cdot20/1,4+ 8,04 \cdot 500/1,15)\cdot 10^{-1} = 1844,7 \, kN$
$N_{Ed,fi}= 898 \, kN$ wyznaczono w przykładzie 2.
Z tab. 22 dla $n=0,49$ i $ przekroju 400/33 oszacowano odporność słupa $60 \le R \le 90$
więc słup spełnia wymagania klasy odporności ogniowej R60,
ale oszacowania metodą A i B istotnie różnią się.
Metoda C ( tab C1 EC2)
W tablicach C.1 do C.9 normy podano informacje służące do oceny słupów w konstrukcjach usztywnionych, w przedziale szerokości do 600 mm i smukłości do $\lambda = 80,$ przy standardowym oddziaływaniu pożaru, które opracowano stosując metodę przedstawioną w załączniku B.3 „Ocena przekroju żelbetowego poddawanego działaniu momentu zginającego i obciążenia osiowego, przy użyciu metody opartej na oszacowaniu krzywizny”.
Z interpolacji wartości z tablicy C1 dla najmniejszej smukłości słupa ujętej w tablicy $\lambda=30} uzyskuje się wytrzymałość
ok R120,
co jest bliskie do rezultatu uzyskanego metodą A.
Przykład 7 [Weryfikacja pożarowa: słupa, beli i płyty wielokondygnacyjnego budynku żelbetowego]
Opracowano na bazie przykładu 4.2 pracyVassart i in. (2914) , przykład opracowany przez Roberta F., CERIB, France. Projekt elementów s sytuacji obliczeniowej (niepożarowej) został przedstawiony pracy .
Sprawdzić w sytuacji pożarowej wybrane elementy: słup, belkę i płytę budynku wielopiętrowego z parkingiem podziemnym, przeznaczonym na biura i przedstawionym ba rys.P7-1 do P7-4.

Rys P7-1 Przekrój poprzeczny budynku żelbetowego z przykładu

Rys P7-2 Rzut budynku żelbetowego z przykładu
W przykładzie zostanie przeprowadzone sprawdzenie w warunkach pożarowych następujących elementów:
- belka B 2/(A-B) teowa, ciągła w osi 2, która jest belką ciągłą o długości 7,125 m. szerokości $b_w$ 250 mm i grubości płyty (pas górnego)$_hs=18 \, mm$ i wysokości całkowitej belki $h= 400 \, mm$. Słup jest wykonany żelbetu C30/37 -B500_B
- słup S 2/B o długości $l= 4 \,m$ na kondygnacji -1 (piwnica), efektywną długość $l_0 =3,1 \, m$ i smukłość w normalnych temperaturach $\lambda= 22,5$. Słup ma przekrój kwadratowy o boku $b= 500 \, mm$. Belka jest wykonana z żelbetu C25/30- B500_B
- płyta stropowa P (1-2)/(A-B) oparta na belkach (A1 i B2) dwukierunkowo zbrojona, płaska o grubości $h_s = 180 \, mm$. Szerokość płyty w kierunku x-x jest równa $a_y = 6 ,oo \, m$, a w kierunku y-y jest równa $ a_x = 7,125 \, m.
Klasa ekspozycji XC3, otulenie zbrojenia głównego $c_{nom= 30 \, mm$
Analizowane elementy S1, B1, P1 pokazano na rys,. P7-3.

Rys. P7-3 Fragment rzutu z analizowanymi elementami
Płyta P (1-2)/(A-B)
Na rys. pokazano przekrój prze płytę stropową, wykonaną jako gęstożebrowa z pustakami o grubości 180 mm ułożonymi w kierunku osi literowych. Wraz z nadlewka 50 mm strop ma grubość 230 mm.

Rys. P7-4 Płyta stropowa: a) przekrój poprzeczny zgodny z rys. P7-1, b) przekrój poprzeczny prostopadły do a)
Literatura
________________________________
Like this:
Like Loading...
Podobne artykuły