Chování OSB desky opatřené požárním nástřikem za požáru
Článek je zaměřen na zkoumání vlivu použitého protipožárního nástřiku na OSB deskách na požární odolnost celé konstrukce z lehkého dřevěného skeletu. Začátkem roku 2014 byly provedeny 2 požární zkoušky v požární zkušebně firmy PAVUS, a.s. ve Veselí nad Lužnicí, ve spolupráci s výrobcem OSB desek, s firmou KRONOSPAN CR, spol. s r.o. Obě zkoušky byly provedeny podle zkušební normy ČSN EN 1365-1. První zkouška byla provedena na nosné stěně, kde byla ze strany požáru použita jedna OSB deska s požárním nátěrem, ze strany nevystavené požáru byla umístěna OSB deska bez povrchové úpravy. U druhé zkoušky nosné stěny byly použity ze strany požáru dvě desky s požárním nástřikem pro zvýšení požární odolnosti konstrukce. Ze strany nevystavené požáru byla jedna OSB deska bez povrchové úpravy.
1 Úvod
S ohledem na přísná a poněkud komplikovaná pravidla týkající se požární bezpečnosti dřeva a materiálů na bázi dřeva je kladen velký důraz na vývoj nových materiálů. Tyto nové materiály svým složením přispívají ke snížení hořlavosti dřeva a materiálů na bázi dřeva a tím i ke zvýšení požární odolnosti celé konstrukce. S ohledem na absenci výpočetních postupů pro tyto nové materiály je třeba provádět požární zkoušky, které se dále podrobují analýze. Následně je snaha o vylepšení případně doplnění výpočetních postupů.
2 Požární zkouška stěny s jednou OSB deskou
První zkouška se konala na vzorku o rozměru 3 × 3 m s jednoplášťovým obložením pomocí OSB desek. Na straně vystavené požáru byla OSB deska opatřena požárním nástřikem, tl. desky 15 mm + nástřik 1,7 (±0,3) mm. Na straně nevystavené požáru byla OSB deska bez povrchové úpravy. Nosnou část konstrukce tvořily dřevěné sloupky ze smrkového dřeva o profilu 60/120 mm. Mezery mezi sloupky byly vyplněny minerální izolací o tl. 120 mm. Zkoušená stěna je na fotografiích (Obr. 1), a) pohled na neexponovanou stranu stěny, b) pohled do pece před ukončením požární zkoušky, c) vzorek po ukončení požární zkoušky. Požární zkouška byla ukončena v 53. minutě, protože došlo k velkému průhybu stěny směrem ven z pece a byl pozorován slabý únik šedého dýmu ze spár mezi deskami v horní polovině vzorku. Hrozilo zborcení konstrukce.
a)
b)
c)
Obrázek 1 Zkoušená stěna lehkého skeletu; a) neexponovaná strana, b) pohled do pece v 52. minutě, c) vzorek po požární zkoušce
3 Požární zkouška stěny s dvojitým opláštěním z OSB desky
Druhá požární zkouška se konala na vzorku o rozměru 3 × 3 m s dvojitým obložením ze strany interiéru pomocí OSB desek. Na straně vystavené požáru byly obě OSB desky opatřeny požárním nástřikem, tl. desky 15 mm + nástřik 1,7 (±0,3) mm. Na straně nevystavené požáru byla OSB deska bez povrchové úpravy. Nosnou část konstrukce tvořily dřevěné sloupky ze smrkového dřeva o profilu 60/160 mm. Mezery mezi sloupky byly vyplněny minerální izolací tl. 160 mm. Zkoušená stěna je na následujících fotografiích (Obr. 2), a) neexponovaná strana stěny – sledování teplot pomocí termokamery, b) pohled do pece před ukončením požární zkoušky, c) vzorek po ukončení požární zkoušky. Požární zkouška byla ukončena v 83. minutě, na neohřívané straně bylo slyšet praskání ve vzorku a došlo ke znatelnému prohnutí vzorku směrem z pece, docházelo ke slabému úniku šedého dýmu ze spár mezi deskami v horní polovině vzorku. Na ohřívané straně obě vrstvy desek (opláštění vzorku) odhořely a odpadly.
a)
b)
Obrázek 2 Zkoušená stěna lehkého skeletu s dvojitým opláštěním a) sledování teplot pomocí termokamery, b) vzorek po požární zkoušce
4 Závěr
Po ukončení požárních zkoušek byly konstrukce podrobeny analýze. Následně byly provedeny výpočty pomocí Eurokódu 5 [2]. Porovnání vypočítaných hodnot s hodnotami dosaženými požární zkouškou je v následující Tabulce 1, kde tch je čas počátku zuhelnatění dřevěných sloupků, β0 je rychlost zuhelnatění OSB desky/dřevěného sloupku a dchar je hloubka zuhelnatění dřevěného nosného sloupku. Je obecně známo, že výpočetní postupy jsou vždy na straně bezpečné, tedy konzervativní. Rozdíl mezi časy u jednoplášťové stěny je 8 minut. Příspěvek u dvouplášťové stěny nebyl výrazně vyšší oproti předchozí požární zkoušce, protože nátěr 2. desky byl delší dobu vystaven požáru.
| tch [min] | β0 [mm/min] OSB deska | β0 [mm/min] dř. sloupek | dchar [mm] | |
|---|---|---|---|---|
| 1. požární zkouška | 23 | 0,739 | 1,19 | 34,5 (průměr) |
| Eurokód 5 [2] – 1. metoda | 14,8 | 0,797 | 1,645 | 61,15 |
| Eurokód 5 [2] – 2. metoda | 1. fáze: 1,645 2. fáze: 1,07 | 48,57 | ||
| 2. požární zkouška | 49 | 0,694 | 1,74 | 57,4 (průměr) |
| Eurokód 5 [2] – 1. metoda | 39,5 | 0,797 | 2,596 | 113 |
| Eurokód 5 [2] – 2. metoda | 1. fáze: 2,596 2. fáze: 1,07 | 61,37 |
Dosavadní výpočetní metody je třeba stále rozvíjet a zpřesňovat s ohledem na množství nových materiálů přispívajících k požární odolnosti dřevostaveb. Pro vytvoření a rozvoj nových výpočetních postupů jsou nedílnou součástí požární zkoušky, které je třeba podrobně zkoumat a vyhodnocovat.
Poděkování
Tento příspěvek vznikl za podpory projektu SGS ČVUT, SGS14/177/OHK1/3T/11 „Chování lehkých dřevěných skeletů za požáru“ a Evropské unie, projektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/03.0091 – Univerzitní centrum energeticky efektivních budov.
Seznam literatury
- [1] ČSN EN 1991-1-2, Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-2: Obecná zatížení – Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru.
- [2] ČSN EN 1995-1-2, Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 1-2: Obecná pravidla – Navrhování konstrukcí na účinky požáru.
- [3] ČSN EN 1365-1, Zkoušení požární odolnosti nosných prvků – Část 1: Stěny.
The paper is focused on the influence of fire resistant coatings used on OSB boards on the fire resistance of entire light timber frame wall assemblies. Two fire tests were performed in the fire test laboratory of PAVUS, a.s. in Veselí nad Lužnicí at the beginning of 2014 in cooperation with the KRONOSPAN CR, spol. s r.o. company, OSB board manufacturer. The fire tests were carried out according to the EN 1365-1 European standard. First fire test was performed on a load bearing wall when one OSB board with a fire resistant coating was used on the fire exposed side, while an OSB board without any surface finish was used on the fire unexposed side. In the second fire test of a load bearing wall, two OSB boards with a fire resistant coating were used on the fire exposed side to increase the fire resistance. One OSB board without any surface finish was used on the fire unexposed side.