PUITKONSTRUKTSIOONI TULTÕKSTUSVÕIM¤ger_tuletõkestusvõime.pdfMillest tuleb juttu? –Tuletõkestusvõime = eraldusfunktsioon –Kehtivad standardid ja nõuded –Aktsepteeritud

PUITKONSTRUKTSIOONIDE TULETÕKESTUSVÕIME

Katrin Nele Mäger

[email protected]

SISSEJUHATUSSISSEJUHATUS KOKKUVÕTEKOKKUVÕTESIMULATSIOONIDSIMULATSIOONIDARVUTUSMETOODIKAARVUTUSMETOODIKASTANDARDID,

JUHENDIDSTANDARDID,

JUHENDID

Millest tuleb juttu?

– Tuletõkestusvõime = eraldusfunktsioon

– Kehtivad standardid ja nõuded

– Aktsepteeritud arvutusmeetodid

– Termilised simulatsioonid

2

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 30 60 90 120 150 180 210 240

Tem

per

atu

ur

[°C

]

Aeg [min]

SISSEJUHATUSSISSEJUHATUS KOKKUVÕTEKOKKUVÕTESIMULATSIOONIDSIMULATSIOONIDARVUTUSMETOODIKAARVUTUSMETOODIKASTANDARDID,

JUHENDIDSTANDARDID,

JUHENDID

MIS ON TULETÕKESTUSVÕIME?

– Standardtulekahju

– I (isoleerivus)

– ΔT≤ 140 K

– ΔT≤ 180 K

– E (terviklikkus)

– Leegid ja gaasid ei tungi läbi

konstruktsiooni

– St pragusid ei tohi olla

3

Terviklikkus Isoleerivus

STANDARDID,JUHENDID

STANDARDID,JUHENDID

KOKKUVÕTEKOKKUVÕTESIMULATSIOONIDSIMULATSIOONIDARVUTUSMETOODIKAARVUTUSMETOODIKASISSEJUHATUSSISSEJUHATUS

EN 1995-1-2:2005(+NA:2006)

4

Eurokoodeks 5: Puitkonstruktsioonide projekteerimine. Osa 1-2:

Üldreeglid. Tulepüsivusarvutus

– Lisa E (teatmelisa) Seina ja põranda konstruktsiooni eraldava

funktsiooni analüüs

– Tabeliväärtused / lihtsad valemid

– Rakendatav piiratud konstruktsioonidele

STANDARDID,JUHENDID

STANDARDID,JUHENDID


Fire Safety in Timber Buildings / Tuleohutud puitmajad. 3.

– Euroopa tehnilised juhendid

– Aktsepteeritud arvutusmeetodid!

– Peaaegu universaalne

5

http://www.kodumaja.ee/et/Tootearendus/Konstruktsioonide-tulekindlus-

ja-ehitise-tuleriskide-analuus

STANDARDID,JUHENDID

STANDARDID,JUHENDID


TULEVIK: EN 1995-1-2:2020

– Kaasaaegne, kasutajasõbralikum

– 3 taset

1. Tabeliväärtused

2. Arvutusmeetodid

3. Täpsustatud arvutusmeetodid

6

ARVUTUSMETOODIKAARVUTUSMETOODIKA KOKKUVÕTEKOKKUVÕTESIMULATSIOONIDSIMULATSIOONIDSTANDARDID,

JUHENDIDSTANDARDID,

JUHENDIDSISSEJUHATUSSISSEJUHATUS

TÄIUSTATUD KOMPONENTIDE LIITMISE MEETOD

7

Puitelement Isolatsioon

Katteplaadid

𝑡prot,i 𝑡ins,n

𝑡ins =

i=1

i=n−1

𝑡prot,i + 𝑡ins,n

Konstruktsiooni isolatsiooniaeg on viimase

materjalikihi isolatsiooniaja ja tulepoolsete kihtide

kaitseaegade summa.


JUHENDIDSTANDARDID,


TÄIUSTATUD KOMPONENTIDE LIITMISE MEETOD

8

Puitelement Isolatsioon

Katteplaadid

𝑡prot,i 𝑡ins,n

𝑡prot,i = 𝑡prot,0,i ∙ 𝑘pos,exp,i ∙ 𝑘pos,unexp,i + ∆𝑡i ∙ 𝑘i,j

𝑡ins,n = 𝑡ins,0,n ∙ 𝑘pos,exp,n + ∆𝑡n ∙ 𝑘j,n

Külmal poolel asuva materjalikihi isolatsiooniaeg

Tulepoolse materjalikihi kaitseaeg

∆ 𝑇prot = 250 𝐾

∆𝑇prot = 270 𝐾

∆ 𝑇ins = 140 𝐾

∆𝑇ins = 180 𝐾

– Baaskaitseaeg

– Aeg, mille jooksul temperatuur kihi taga tõuseb 250 kraadi võrra

– Sõltub kihi materjalist, paksusest, (tihedusest)


JUHENDIDSTANDARDID,


KAITSEAEG tprot,i

9


– Positsioonitegur

– Sõltub vaadeldava ja sellele eelnevate kihtide kaitseaegadest


JUHENDIDSTANDARDID,


KAITSEAEG tprot,i

9


– Positsioonitegur

– Sõltub vaadeldavale kihile järgnevast materjalist


JUHENDIDSTANDARDID,


KAITSEAEG tprot,i

9


– Lisakaitseaeg

– Ainult tulekaitse- (F-tüüpi) kipsplaatidega kaitstud kihtide puhul

– Sõltub vaadeldava materjalikihi ja eelneva (kipsi-)kihi kaitseaegadest

– Vertikaalne või horisontaalne konstruktsioon


JUHENDIDSTANDARDID,


KAITSEAEG tprot,i

9


– Liitetegur

– Kas kihi taga on järgmine materjal või tühimik


JUHENDIDSTANDARDID,


KAITSEAEG tprot,i

9


– Baasisolatsiooniaeg

– Temperatuuri tõus kihi taga on 140 kraadi

– Sõltub kihi materjalist, paksusest, (tihedusest)


JUHENDIDSTANDARDID,


ISOLATSIOONIAEG tins,n

10


– Positsioonikoefitsent

– Sõltub vaadeldava ja eelnevate kihtide isolatsiooni- ja kaitseaegadest


JUHENDIDSTANDARDID,



10


– Lisakaitseaeg

– Kehtib kihi kohta, mida kaitseb otseselt tuletõkkekips


JUHENDIDSTANDARDID,



10


– Liitetegur


JUHENDIDSTANDARDID,



10



JUHENDIDSTANDARDID,


BAASISOLATSIOONIAEG / BAASKAITSEAEG

11


JUHENDIDSTANDARDID,


POSITSIOONITEGURID

12


JUHENDIDSTANDARDID,


LISAKAITSEAEG

13


JUHENDIDSTANDARDID,


LIITETEGURID ja ÕHKVAHE

14

SIMULATSIOONIDSIMULATSIOONID KOKKUVÕTEKOKKUVÕTEARVUTUSMETOODIKAARVUTUSMETOODIKASTANDARDID,

JUHENDIDSTANDARDID,


ARVUTUSE TÄPSUS 3 / 3

15

– Soojusülekande simulatsioonid LEM tarkvaraga

– Diferentsiaalvõrrandi numbriline lahendus

– Fourier’ seadus: soojusvoog kehades on võrdeline temperatuuri gradiendiga

– Tulemus sõltub:

– Elementide valik

– Materjalide kirjeldamine

𝜕

𝜕𝑥𝑘𝜕𝑇

𝜕𝑥+𝜕

𝜕𝑦𝑘𝜕𝑇

𝜕𝑦+𝜕

𝜕𝑧𝑘𝜕𝑇

𝜕𝑧+ 𝑄 = 𝑐𝜌

𝜕𝑇

𝜕𝑡⟹𝝏𝑻

𝝏𝒕=𝝀

𝒄𝝆∙𝝏𝟐𝑻

𝝏𝟐𝒙


JUHENDIDSTANDARDID,


NÄIDE

16

145

400

1519


JUHENDIDSTANDARDID,


MATERJALIDE TERMILISED OMADUSED

17

– Sõltuvad kuumutamise viisist

– Pole võimalik otse katseandmeid rakendada

– Vajalik korrektsioon => efektiivsed termilised omadused

SIMULATSIOONID KOKKUVÕTEARVUTUSMETOODIKASTANDARDID,

JUHENDIDSISSEJUHATUS

PUITKONSTRUKTSIOONIDE TULETÕKESTUSVÕIME ARVUTUSMEETODI TÄIENDAMINE UUTE MATERJALIDEGA

18

SIMULATSIOONID KOKKUVÕTEARVUTUSMETOODIKASTANDARDID,


19

VALEMITE TULETAMINE

∆𝑡n = 8,17 − 0,16 ∙ 𝑡ins,0,n kui 𝑡ins,0,n < 19

5,6 − 0,039 ∙ 𝑡ins,0,n kui 𝑡ins,0,n ≥ 19

∆𝑡i = 7,9 − 0,12 ∙ 𝑡prot,0,i kui 𝑡prot,0,i < 30

5,1 − 0,03 ∙ 𝑡prot,0,i kui 𝑡prot,0,i ≥ 30

0

2

4

6

8

10

0 15 30 45 60 75

Lisa

kait

seae

g Δt n

[min

]

Baasisolatsiooniaeg tins,0,n [min]

Simulatsioon FSITB Valem

0

2

4

6

8

10

0 15 30 45 60 75 90

Lisa

kait

seae

g Δt i

[min

]

Baasisolatsiooniaeg tprot,0,i [min]

Simulatsioon FSITB Valem

KOKKUVÕTESIMULATSIOONIDARVUTUSMETOODIKASTANDARDID,


KOKKUVÕTE

20

– Eraldusfunktsioon ehk EI kriteerium

– Standard EVS-EN 1995-1-2

– Euroopa tehniline juhend

– Täiustatud komponentide liitmise meetod

– Täpsustatud arvutusmudelid – soojusülekande simulatsioonid

Documents

PUITKONSTRUKTSIOONI TULTÕKSTUSVÕIM¤ger_tuletõkestusvõime.pdfMillest tuleb juttu? –Tuletõkestusvõime = eraldusfunktsioon –Kehtivad standardid ja nõuded –Aktsepteeritud