Požárně bezpečnostní řešení nechráněných stavebních ocelových konstrukcí

• Foto

Požadavky na délku požární odolnosti použitých materiálů a nosné OK určují kmenové normy ČSN 73 0802 (PBS – Nevýrobní objekty) a ČSN 73 0804 (PBS – Výrobní objekty) zatříděním do stupně požární bezpečnosti (dále také SPB).

Haly jsou posuzovány jako poslední nadzemní podlaží vícepodlažních objektů:

• I. SPB – je doporučena PO R15,
• II. SPB – je požadována PO R15,
• III. SPB – je požadována PO R 30 atd.

Pokud zpracovatel PBŘ respektuje doporučení normy, požaduje se pro všechny OK hal PO R15. A vzhledem k tomu, že podle zavedeného hodnocení nechráněné OK požadavku R15 nevyhovují, mají se opatřit protipožární ochranou prakticky všechny konstrukce.

Takové hodnocení nosných OK hal odporuje historickým zkušenostem, neoprávněně degraduje OK na úroveň požáru neodolných materiálů, vyvolává trvale nevyjasněnou situaci kdy, jak a čím požární ochranu OK provádět. Zásadním problémem je ale trvalé, opakované a přitom ne zcela účelné vynakládání značných investičních prostředků, které vedou ke zdražování staveb. V první řadě jde o odpověď na otázku: jak nebo čím je prokázáno, že nechráněná OK nemá požární odolnost R15?

HODNOCENÍ POŽÁRNÍ ODOLNOSTI
Pokud se má hodnotit požární odolnost stavebních komponentů a materiálů, je nutno vzít v úvahu, zda se jedná o nekovové, např. zdící, izolační či vrstvené materiály, nebo zda jde o ocel.

Požární odolnost nekovových materiálů se zkouší v požární komoře, jejíž jednu stranu tvoří zkoušený prvek. Komora se vytápí plynovými hořáky. Požární odolnost se měří časem, při němž dojde k porušení vzorku, k prošlehnutí plamene nebo k dosažení dohodnuté teploty na straně odvrácené od plamene. Jsou tedy stanovena kritéria konce požární odolnosti.

Aby mohly být jednotlivé zkoušky porovnány, je průběh teploty ve zkušební komoře určen normovou či nominální teplotní křivkou (dále jen NTK), která určuje hodnotu teploty v čase dle vzorce:

t_n = 20 + 345 log (8T +1),

kde t_n je teplota plynů v komoře ve °C a T je doba v minutách.

Průběh teploty dle NTK je zvolen jako optimální pro určení PO nekovových materiálů, teplota od 20 °C do cca 600 °C velmi prudce roste, protože pro určení PO nekovových materiálů je tato doba nezajímavá, teprve od teploty spontánního rozšíření požáru se projeví devastující účinek na vzorcích a teplota roste jako při rozvinutém požáru až po dosažení kriteria pro ukončení zkoušky.

Požární odolnost nekovových materiálů je správné vyjadřovat v minutách na základě zkoušek provedených dle popsaných zásad.

Požární odolnost kovových prvků z oceli nelze obdobnými zkouškami v požární komoře definovat, protože zde fungují zcela jiné fyzikální principy.

Ocel není požárem rozrušena, ale s rostoucí teplotou klesá její mez kluzu. Tato vlastnost je fyzikálně daná stejně, jako že voda vře při 100 °C, s tím rozdílem, že mezi teplotou a využitelnou pevností určené z meze kluzu existuje funkční závislost, která je známá:

Pokud je tedy v komoře zahříván ocelový prvek a teplota stoupá podle normové křivky, lze zjistit, že v 15. minutě bylo dosaženo teploty T₁₅ = 783 °C, pří které měla ocel mez kluzu sníženou na 14 % původní využitelné pevnosti, ale tento fakt je znám a není výsledkem zkoušky. Je to jako bychom zkouškou dokazovali, že při zahřátí vody na 100 °C voda vře.

Je ale nutno zdůraznit, že jak dosažení bodu varu vody při 100 °C, tak vztah mezi teplotou a snížením využitelné pevnosti oceli není závislý na rychlosti zahřívání.

Prezentovat výsledek zkoušky v požární komoře při růstu teploty dle NTK za hodnotu požární odolnosti oceli s konstatováním, že ocel ani základnímu požadavku R15 nevyhovuje, je spekulativní a s takovou interpretací nelze souhlasit.

Kdyby takové hodnocení PO oceli bylo prováděno při pomalejším růstu teploty, pak by PO oceli podle použité logiky mohla vykazovat R20, R30, atd., což by bylo stejně absurdní. Zkouška oceli může potvrdit pouze fakt, že při dosažené teplotě má ocel sníženou hodnotu využitelné pevnosti dle tab. 2.

Pokud je definována a platí křivka závislosti snížení meze kluzu oceli při zvýšení teploty, lze její platnost ověřit experimentem – zahříváním vzorku oceli v požární komoře. Je to jako by se pro statické výpočty měla experimentem ověřit platnost linearity Hookova zákona.

Požární zkouška nezatíženého vzorku se dá srovnat se statickou zkouškou nezatíženého prvku – z výsledků nelze na nic usuzovat. Požární i statická zkouška zatíženého vzorku může ukázat pouze odchylku od vypočtené hodnoty, platí ale pouze pro daný prvek při konkrétním zatížení.

Prezentovat požární zkoušky za zkoušky „požární odolnosti“ a výsledky uvádět v minutách v závislosti na rychlosti nárůstu teploty dle NTK je zcela absurdní. Ani protokoly autorizované zkušebny, vydávané na základě zkoušek, nemohou dokladovat, že nechráněná OK nesplňuje PO R15!

ZÁVĚR 1
Tvrzení, že nechráněné OK nesplňují požadavek na požární odolnost 15 min není prokázáno a jeho uplatňování je hlavním důvodem dnešního chybného a zkresleného hodnocení PO OK se všemi z toho vyplývajícími důsledky.

OK bez požární ochrany je nutno hodnotit v podmínkách začínajícího reálného požáru od požárního zatížení a sledovat účinky a odezvu konstrukce v 15. minutě požáru.

PRŮBĚH POŽÁRU V PRVNÍCH 15 MINUTÁCH
Naše i evropské normové požární předpisy používají NTK (nebo podobné křivky parametrické) jako modelovou křivku průběhu teploty požáru. NTK určuje vztah čas – teplota při zkouškách v požární komoře, a je tedy problematické prohlásit, že popisuje průběh reálného požáru, což je složitý fyzikální jev. V čem je tedy problém?

Pokud sledujeme problematiku PO nechráněné OK, jedná se o účinky požáru v prvých 15 minutách od začátku hoření. V té době se požár rozhořívá a teplota stoupá přibližně lineárně až do hodnoty cca 600 až 800 °C, v závislosti na rychlosti odhořívání, tj. na tepelném výkonu požárního zatížení. A právě na počátku požáru je zásadní rozpor mezi nárůstem teploty při reálném požáru od požárního zatížení, a nárůstem teploty dle NTK.

Dle NTK je teplota požáru ve 2. minutě 331 °C, ve 4. minutě 543 °C. Takový nárůst teploty mohou zajistit pouze plynové hořáky v omezeném prostoru požární komory. V požárním úseku objektu nelze takový nárůst teploty dosáhnout hořením dřeva nebo plastů, snad pouze hořením benzinu nebo napalmu. Tak rychlý nárůst teploty by neumožnil ani evakuaci osob z objektu a nebylo by možno splnit hlavní účel požární ochrany.

Popsaný rozpor mezi teplotou dle NTK a reálným požárem dokladuje i experiment: Požární zkouška na administrativní budově v Mokrsku 2008, provedená pracovníky katedry ocelových a dřevěných konstrukcí FSv ČVUT Praha.

ZÁVĚR 2
Pro výpočty požární odolnosti nechráněných OK nepoužívat modely, vycházející z NTK, zejména v dále uvedených případech. Výsledky nevystihují skutečnost.

Navrhování OK na účinky požáru podle Eurokódů
Viz ČKAIT: Doporučený standard technický, soubor 6/05, 2003: Postupy výpočtů PO OK vycházejí z účinků požáru definovaného normovou, parametrickou či jinou teplotní křivkou. Dle předchozího doporučení nepoužívat tyto výpočty pro stanovení PO nechráněné OK.

PO OK dle parametru O/F či A/V
Na základě tohoto postupu jsou často požadavky PBŘ definovány takto: OK nadimenzovat na hodnotu A/V = 150 pro dosažení hodnoty PO OK R15. Teorie vychází z představy, že při zahřívání dle NTK se profily s relativně větším povrchem zahřívají rychleji a mají tedy menší PO. Bylo nějak stanoveno, že při A/V = 150 je PO R15, s jiným poměrem A/V je PO menší nebo větší než R15.

Parametr A/V má rozměr [m^–1] a moc o profilu nevypovídá. Pokud použijeme převrácenou hodnotu V/A, dostaneme údaj, jaká průměrná tloušťka připadá na jednotku obvodu: 1/150 × m = 0,007 m = 7 mm. A na světě je tvrzení, že PO R15 má profil s průměrnou tloušťkou cca 14 mm, profily s menší tloušťkou hodnoty R15 nedosahují.

Požadavek A/V = 150 splňují plechy a L profily tl. 14 mm, profily I a U 300, IPE 500, ale UPE vyráběné do UPE 300 kriteriu nevyhoví. Požadovat, aby byla hala pro dosažení R15 nadimenzována z těchto profilů, je opravdu zcela absurdní.

Doporučuje se vyloučit parametr A/V jako způsob hodnocení PO nechráněné OK, protože vychází z NTK, nemá vazbu na hodnotu požárního zatížení, do procesu vstupuje tloušťka profilu jako další proměnná a výsledná doporučení jsou absurdní.

Výpočty požární odolnosti OK pro splnění R15 bez ochrany
Protože nechráněné OK údajně nevyhovují požadavku PO R15 a měly by se chránit nátěrem (nevyhovuje životností) nebo obkladem (nemožné u prvků v prostoru), hledají se v dobré víře možnosti výpočtem prokázat, že OK vyhoví bez ochrany za cenu snížení využitelného namáhání – to ale stejně vede ke zvětšování dimenzí prvků a ke značnému, i když skrytému zvýšení ceny konstrukce.

Tyto výpočty provádějí zpravidla spolupracující specialisté, jejich výpočty jsou často požárními odborníky zpochybňovány. Výpočty lze zpochybnit, ale ony se pouze snaží zmírnit neblahé důsledky chybných principů pro stanovení PO OK.

Parametry požáru v PBŘ určené podle platných norem
Protože i hodnoty předpokládané doby požáru a teploty v požárním úseku, určované podle ČSN 73 0804 a ČSN 73 0802, jsou odvozeny na základě požáru dle NTK, nelze považovat tyto hodnoty za reálné.

POSOUZENÍ POŽÁRNÍ ODOLNOSTI OK NA ÚČINKY TEPELNÉHO VÝKONU HOŘÍCÍHO POŽÁRNÍHO ZATÍŽENÍ
Ohrožení únosnosti OK při požáru je závislé na teplotě nahřátí oceli od účinků tepla hořícího požárního zatížení. V následujícím je uvedeno, jak by se mohl provádět energetický výpočet požární odolnosti OK. Energetický výpočet dle tohoto návrhu je určen pro posouzení PO nechráněné OK v definovaném požárním úseku od účinků daného požárního zatížení. Cílem je určit teplotu interiéru a oceli v 15. (max ve 30.) minutě požáru.

Koncepce
Posuzuje se ohrožení OK v 15. minutě požáru, to je ve fázi rozhořívání, kdy účinky rostou lineárně od nuly do definovatelného bodu, za který je zvolena teplota 800 °C, při které dochází ke kolapsu OK (nebo 600 °C, kdy dochází ke spontánnímu požáru). Další průběh požáru není tímto posudkem sledován.

Výchozí údaje – vazba na ČSN
Je snaha použít z ČSN 73 0804 a z ČSN 73 0802 rozhodující vstupní údaje. Některé je nutno ale korigovat nebo doplnit.

Požární zatížení
Určuje se jako hodnota (kg m^–2), do průměru lze započíst i účinky pouze místně soustředěného zatížení. Jako standard se používá dřevo. Stanovení skutečné hodnoty požárního zatížení P přísluší investorovi ve spolupráci s projektantem, tento údaj by měl být uveden v dokumentaci pro stavební povolení. Teprve pokud tuto hodnotu neurčí investor nebo projektant, použijí se hodnoty stanovené normami.

ČSN 73 0804 určuje v tab. 1 hodnoty stálého požárního zatížení, kde 5 kg m^–2 dává podlaha a cca 2,5 kg m^–2 okna a dveře. Pokud je použita betonová podlaha, přispívá naopak ztrátou U_p = 3,2 W m^–2 K^–1, rovněž okna a dveře jsou započteny ve ztrátě tepla přes obvodový plášť. Pojem stálé požární zatížení nelze při energetickém výpočtu používat.

Tepelný výkon hořícího požárního zatížení
ČSN 73 0804 udává v tab. D1 pro hořlavé kapaliny a v tab. D2 pro tuhé hořlavé látky hmotnost v kg, odhořelou z 1 m² povrchu za 1 minutu. Vynásobením odhořelé hmotnosti výhřevností materiálu [J.kg^–1] je určen tepelný výkon hořícího požárního zatížení. Pro dřevo je udána odhořelá hmotnost p = 0,4 až 0,5 kg m^–2 min^–1, výhřevnost je H_d = 15 MJ kg^–1 (uvažována průměrná hodnota z údajů 13,1 až 17,0 MJ kg^–1).

Norma udává odhořelou hmotnost stejnou pro všechny hodnoty požárního zatížení, to je zřejmě v rozporu se skutečností, což neumožňuje zohlednit malé účinky menších požárních zatížení.

Navrhuje se proto vycházet z udaných hodnot a přiřadit p = 0,4 kg m^–2 min^–1 k požárnímu zatížení 40 kg m^–2, údaj p = 0,5 kg m^–2 min^–1 přiřadit k požárnímu zatížení 50 kg m^–2 a více, a analogicky 1 % odhořelé hmotnosti za minutu, tj. p₁₀ = 0,1 kg m^–2 min^–1 přiřadit k požárnímu zatížení 10 kg m^–2, p₂₀ = 0,2 kg m^–2 min^–1 k požárnímu zatížení 20 kg m^–2, p₃₀ = 0,3 kg m^–2 min^–1 k požárnímu zatížení 30 kg × m^–2.

Tepelný výkon je V = p x H [J m^–2 min^–1]

Požární úsek
Požární úsek je posuzovaný prostor, určený rozměry, vymezený podlahou, stěnovým a střešním pláštěm. Pro tyto obvodové plochy je nutno určit součinitele prostupu tepla U a vypočítat celkové tepelné ztráty [W m^–2 K^–1] Pro nezateplený plechový plášť lze brát U = 5,9 W × m^–2 K^–1.

Jednotky výkonu je nutno převést na jednotky práce za 1 minutu, provede se vynásobení počtem vteřin 60 a podělí se plochou požárního úseku v m2. Příklad: požární úsek tvoří část haly s = 18 m, d_l = 48 m, výška stěny 5 m, h interiéru 5,9 m, hmotnost OK vč. vnitřních plechů pláště 46 kg.m^–2.

Rozdělení účinků tepla od požárního zatížení
Teplo od požáru se ve vymezeném požárním úseku se rozdělí takto:

1. část uniká do okolního prostoru přes obvodový plášť a podlahu, ztráty Q₁. Výpočet ztrát pro stěny z panelů PUR 80 mm a střechu z PUR 100 mm, připadající na 1 m² půdorysu dává výsledek 229 J m^–2 K^–1, což je pro energetický posudek zanedbatelné.
2. část Q₂ zahřívá vzduch v interiéru, měrné teplo vzduchu C_v = 1 010 J kg^–1 K^–1. Objem vzduchu vstupujícího do procesu hoření je větší, než objem v uzavřeném požárním úseku. Za předpokladu lineárně rostoucího požáru až po teplotu 800 °C lze odhadnout, že do hoření vstupuje cca pětinásobek objemu vzduchu, připadající na jednotku podlahové plochy požárního úseku. V další fázi hoření se toto množství ještě výrazně zvětšuje. Objem vzduchu O_v = 5 × 5,9 = 29,5 m³, hmotnost G_v = 29,5 × 1,29 = 38 kg, jímavost tepla Q₂ = 38 × 1 010 = 38 435 J m^–2 K^–1.
3. část Q₃ zahřívá ocelové (případně i jiné) konstrukce uvnitř požárního úseku, měrné teplo oceli C_o = 440 J kg^–1 K^–1, hmotnost O_K = 46 kg m^–2; jímavost tepla Q₃ = 46 × 440 = 20 240 J m^–2K^–1.
   
   Q₁ + Q₂ + Q₃ = Q = 229 + 38 435 + 20 240 = 58 904 J m^–2 K^–1

Postup výpočtu
Průběh požáru od začátku do 800 °C popisuje rovnice, jejíž levá strana definuje práci požáru za čas T při lineárním růstu tepelného výkonu V (určuje integrál funkce 2. řádu), a pravá strana definuje tepelnou jímavost Q zahřívaných komponentů při teplotě 800 °C.

T x V / 3 = 800 x Q (1)

pak čas T do zahřátí na 800 °C je

T = 800 x Q x 3 / V (2)

a teplota t₁₅ v 15. minutě požáru

t₁₅ = 15 x V / 3 x Q (3)

Kritická teplota t_kr = t₁₅ °C

Použité značky
P_x požární zatížení [kg m^–2] zpravidla dřeva, číselný index označuje hodnotu zatížení
p_x odhořelá hmotnost [kg m^–2 min^–1], číselný index označuje hodnotu
H výhřevnost [MJ kg^–1] , pro dřevo uvažováno H_d = 15,0 MJ kg^–1
V tepelný výkon hořícího požárního zatížení; V = p_x x H_d [MJ kg^–1 m^–2 min^–1]
T čas hoření od 0 po dosažení teploty 800 °C
T₁₅ čas 0 až 15 minut
t₁₅ teplota interiéru v čase označeném indexem [°C]
800 teplota předpokládaného kolapsu OK [°C]
Q tepelná jímavost 1 m² interiéru, součet ztrát pláštěm Q₁ a tepelné jímavosti vzduchu Q₂ a ocel. konstrukcí Q₃ [J m^–2 K^–11]
t_krit kritická teplota pro posouzení PO; t_krit = t₁₅ [°C]

NUMERICKÝ VÝPOČET
Pro výše definovaný halový požární úsek je proveden ilustrační výpočet kritické teploty pro různé hodnoty požárního zatížení.

1. Požární zatížení P₁₀ = 10 kg m^–2, odhořívání p₁₀ = 0,1 kg m^–2 min^–1
   
   čas požáru T = 800 × 59 904 × 3 / 0,1 × 15 000 000 = 96 min
   teplota t₁₅ = 15 × 0,1 × 15 000 000 / 3 × 59 904 = 125 °C = t_krit
   
2. Požární zatížení P₂₀ = 20 kg m^–2,odhořívání p₂₀ = 0,2 kg m^–2 min^–1
   
   čas požáru T = 800 × 59 904 × 3 / 0,2 × 15 000 000 = 48 min
   teplota t₁₅ = 15 × 0,2 × 15 000 000 / 3 × 59 904 = 250 °C = t_krit
   teplota t₃₀ = 30 × 0,2 × 15 000 000 / 3 × 59904 = 501 °C = t_krit
   Navrhovaný výpočet ukazuje, že nechráněné OK mohou při malém požárním zatížení do cca 20 kg m^–2 vykazovat PO až R 30.
    
3. Požární zatížení P₃₀ = 30 kg m^–2, odhořívání p₃₀ = 0,3 kg m^–2 min^–1
   
   čas požáru T = 800 × 59 904 × 3 / 0.3 × 15 000 000 = 32 min
   teplota t₁₅ = 15 × 0,3 × 15 000 000 / 3 × 59 904 = 375 °C = t_krit
   
4. Požární zatížení P₄₀ = 40 kg m^–2, odhořívání p₄₀ = 0,4 kg m^–2 min^–1
   
   čas požáru T = 800 × 59 904 × 3 / 0,4 × 15 000 000 = 24 min
   teplota t₁₅ = 15 × 0,4 × 15 000 000 / 3 × 59 904 = 501 °C = t_krit
   
5. Požární zatížení P₅₀ = 50 a více kg m^–2, odhořívání p₅₀ = 0,5 kg m^–2 min^–1
   
   čas požáru T = 800 × 59 904 × 3 / 0,5 × 15 000 000 = 19 min = t^krit
   teplota t₁₅ = 15 × 0,5 × 15 000 000 / 3 × 59 904 = 626 °C = t_krit
   kritická teplota t_krit = 546 + 20 = 566 °C

Z kritické teploty t_krit se určí dle křivky poklesu meze kluzu kritické napětí oceli σ_krit a to se porovná s napětím OK od zatížení stálého při požáru σ_poz (se součinitelem pro mimořádné zatížení).

Posudek vyhovujícího stavu je σ_poz < σ_krit.

Uvedený výpočet lze precizovat součiniteli, jež by přesněji zohlednily vliv vstupujících faktorů, např. objem vzduchu, jenž se zúčastňuje hoření v závislosti na větrání apod.

Zvláštním problémem je, jak vystihnout způsob nastartování požáru a rychlost odhořívání při malých hodnotách požárního zatížení. Použitý způsob – závislost odhořívání na velikosti požárního zatížení – dává sice přijatelné výsledky, ale měl by se blíže analyzovat.

Dosud neřešeným problémem je stanovení minimálního požárního zatížení, jež může vzplanout do požáru ohrožujícího OK, např. ve strojírenských a zámečnických provozech, ve sportovních nebo tenisových halách nebo ve velkých shromažďovacích prostorech. Ve všech těchto případech požaduje PBŘ ochranu OK před účinky požáru, i když tam požár nemůže vzniknout.

ZÁVĚR 3
Energetické posouzení nechráněných OK na účinky tepelného výkonu hořícího požárního zatížení sleduje vstupy a účinky v prvé fázi požáru, ve které se jejich hodnoty dají velmi spolehlivě definovat. Z výsledků lze s okamžitou platností uznat, že nechráněné halové OK splňují požadavek R15 . Z toho by měly vyplynout i úpravy požadavků na vlastnosti obvodových plášťů, odstupových vzdáleností atd.

EXPERIMENTÁLNÍ OVĚŘENÍ
V září roku 2008 provedli pracovníci katedry OK stavební fakulty ČVUT v Praze požární zkoušku na jednopodlažní administrativní budově v Mokrsku. Půdorys objektu byl 18 × 12 m, výška 4 m. Požární zatížení dřevěnými latěmi činilo 35,5 kg m^–2, rozhoření paliva bylo urychleno min. vatou, napuštěnou petrolejem. Okenní otvory činily O = 0,064 m².

O požární zkoušce v Mokrsku informují články v časopise KONSTRUKCE č. 1/2009 a 2/2009, a ve sborníku konference OK a mosty, Brno 09/2009. Zkouška neměla s tímto příspěvkem žádnou souvislost. Naměřené hodnoty plynu a jejich porovnání s NTK a parametrickou křivkou je na převzatém obrázku.

Požární zkouška v Mokrsku prokázala, že v prvých patnácti minutách NTK nevystihuje průběh teploty reálného požáru a její užití ve výpočtech PO nechráněných OK výrazně zkresluje výsledky v neprospěch OK.

Potvrzení této skutečnosti promítnuté do praxe přispěje k vyjasnění problematiky PO nechráněných OK a povede k úspoře dnes zbytečně vynakládaných milionových nákladů, očekávané přínosy by zasloužily vypsání grantu.

Výpočet T a t₁₅ zkušebního objektu v Mokrsku
Na základě výše uvedeného postupu je proveden výpočet T času po dosažení teploty 800 °C a teploty interiéru t₁₅ = t_krit.

Vychází se z těchto údajů: výška interiéru h = 4,0 m, objem vzduchu O_v = 6 × 4 = 24 m², Q₂ = 24 × 1,29 × 1 010 = 31 269 J m^–2K^–1, Q₁ zanedbáno, hmotnost OK = 46 kg m^–2, Q₃ = 46 × 440 = 20 240 J m^–2 K^–1, Q = Q₂ + Q₃ = 51 509 J m^–2 K^–1, výhřevnost pož. zatížení H = 17,0 MJ kg^–2.

Požární zatížení P = 35,5 kg m^–2, odhořívání p = 0,355 kg m^–2 min^–1
čas požáru T = 800 × 51 509 × 3 / 0,355 × 17 000 000 = 20 min
teplota t₁₅ = 15 × 0,355 × 17 000 000 / 3 × 51 509 = 586 °C = t_krit

Vypočtené hodnoty vykazují velmi dobrou shodu s hodnotami naměřenými na zkušebním objektu. To potvrzuje správnost navrženého výpočtového postupu.

Pro t_krit = 568 °C vychází σ_krit = 0,516 × σ_max, což by po výpočtu σ_poz mohlo vést k prokázání PO R15 bez provedení požární ochrany.

POŽÁRNÍ ODOLNOST NECHRÁNĚNÝCH OK R15, PO OK S POŽÁRNÍ OCHRANOU R30 A VÍCE
Z výše uvedených faktů vyplývá, že by se měl zhodnotit a přehodnotit dnešní způsob posuzování PO nechráněných OK. Historicky tradované tvrzení, že nechráněné OK obecně nesplňují PO R15, je při dnešním stupni poznání neudržitelné, a zbytečné vynakládání investičních prostředků na ochranu OK halových objektů by se mělo ukončit.

Uznání PO R15 pro všechny nechráněné OK, a uznání PO R30 při požárním zatížení do 20 kg m^–2, lze po vzájemné dohodě rozhodujících orgánů provést rychle a zavést do stavební praxe i beze změn v platných normách.

Pro PO OK větší než R15, což vyžadují především vícepodlažní budovy, je nutno OK chránit před účinky požáru obvykle zpěňovacím nátěrem do R30, obklady a požárními pohledy při R větším než R30. Teprve v této oblasti tvoří NTK a parametrické křivky obálku teplot v průběhu reálného požáru. Přitom i PO ochrany OK je ověřována experimentálně v požární komoře s použitím nárůstu teploty dle NTK. Jedna funkce je tedy používána ve dvou rolích.

Stupeň požární odolnosti OK stanoví požární specialista v PBŘ. Rovněž konkrétní způsob ochrany OK by měl být uveden v PBŘ, protože jeho dodávku zpravidla zajišťují jiné firmy, než je výrobce OK.

ZÁVĚR
Tento příspěvek byl před zveřejněním posuzován řadou členů České asociace OK, a v jeho tvrzeních nebyly shledány věcné chyby. Možnost uplatnění v praxi návrhů v něm obsažených byla hodnocena rozporuplně. Kladně byla oceněna analýza negativních důsledků použití NTK jako modelu pro účinky požáru na OK, záporné stanovisko se opírá o fakt, že návrhy nerespektují EUROKOD, a proto je nelze použít pro posouzení PO OK.

Z projednání vyplynulo:

• I když příspěvek prokazuje, že posudky PO OK podle EUROKODU vycházejí z předpokladů nevystihujících realitu, a jsou pro OK ne jen „konzervativní“, ale téměř likvidační, nebude dovoleno PO OK posuzovat jinak.
• Nelze očekávat, že odborná nebo akademická pracoviště v oboru OK projeví zájem o spolupráci na dopracování způsobu hodnocení PO OK na základě účinků energetického výkonu hořícího požárního zatížení. Přesto, že se nabízí zajímavé téma pro doktorandské práce nebo i grant, nebude asi nabídka využita. Zpochybňovat EUROKOD není přitažlivé téma, ještě by se mohlo ukázat, že nechráněné OK mají obecně PO R15, a to by mohlo být pro řešitele i nepříjemné.
• Potvrzuje se, že pravdu měli moji spolupracovníci, když říkali: stejně se nic nezmění. Nevadí, aspoň bylo vysloveno upozornění, že podle EUROKODU se provádějí přesné výpočty s hodně nepřesnými vstupy. A tak budeme haly dále zesilovat, natírat nebo obkládat, však to investoři zaplatí. Což je pro investory i výrobce OK špatná zpráva.

Fire safety solution of unprotected engineering steel structures
Single-storey steel halls are probably the most frequently produced units in the field of steel structures with required or recommended fire resistance of 15 minutes (R15). For each unit, a certified expert prepared a fire safety solution (hereinafter only as FSS), which must be taken into account by the designer of steel structure and respected by the steel structure  anufacturer. It is therefore natural that the parties responsible for implementation of FSS and thereby also responsible for the increase in prices of units would like to express their opinion on the issue. If the party responsible for preparing the FSS respects the recommendations of a standard, the fire resistance R15 is required for all steel structures of the halls. And due to the fact that according to the implemented assessment the unprotected steel structure does not meet the requirement of R15, virtually all structures have to be provided with fire protection. Such an assessment of bearing steel structures of the halls contradicts historical experience; it wrongfully degrades the steel structures to the level of fire non-resistant materials and causes a permanently unclear situation with regard to when, how and in what way to provide for the fire protection of steel structures. The fundamental problem is however permanent, recurring and not entirely eff ectively spent funds, which results in more expensive constructions. The article provides an answer to the question: How or in what way was it proved that the unprotected steel structure is not of fire resistance R15?

Autor

• Ing. Danko Vladimír