Výpočet spotřeby protipožárního nátěru na ocelové konstrukce
Rubrika: Povrchová ochrana
Protipožární nátěry na ocelové konstrukce jsou otestované jako systém skládající se ze základové barvy, vypočtené vrstvy protipožárního nátěru a případně krycího laku. Aplikací protipožárního nátěru zajistíme zvýšení požární odolnosti ocelové konstrukce na předepsanou dobu (R 15, R 30, R 45), nejedná se tedy o příspěvek k požární odolnosti v minutách jako u dřevěné konstrukce.
Pro výpočet spotřeby protipožárního nátěru potřebujeme znát součinitel průřezu ocelového prvku. Obvykle je konstrukce tvořena z vícero profilů, v tomto případě potřebujeme znát všechny součinitele průřezu, protože tloušťka funkční vrstvy protipožárního nátěru se počítá pro každý ocelový profil zvlášť. Na slabší prvky bude spotřeba nátěru na m2 vyšší a naopak na mohutnější ocelové prvky bude stačit slabší vrstva k dosažení stejné požární odolnosti v minutách. Jinak řečeno tenký plech se snadno prohřeje a k jeho ochraně před ohněm je tedy potřeba silnější tepelně izolační vrstva chránící před působením sálavého ohně.
Součinitel průřezu Am/V (m–1) standardních ocelových profilů lze dohledat v tabulkách, případně jej spočítáme jako obvod ocelového prvku ku obsahu řezu, jak znázorňuje obrázek 1. Při výpočtu součinitele průřezu rozlišujeme, zda se jedná o prvek volně v prostoru (profil ohřívaný ze čtyř stran) nebo například u stěny (profil ohřívaný ze tří stran).
Známe-li hodnostu součinitele průřezu, dohledáme v dimenzační tabulce příslušného protipožárního nátěru tloušťku funkční vrstvy nátěru. Dimenzační tabulka udává závislost příspěvku k požární odolnosti na hodnotě poměru Am/V konstrukčních prvků a návrhové teplotě oceli, data uvedená v tabulce jsou stanovena na základě spalovacích zkoušek ve zkušebně. Dimenzační tabulka rozlišuje profily otevřené, uzavřené pravoúhlé a kruhové profily. Nalezneme v ní nejvyšší přípustnou hodnotu součinitele průřezu při tloušťce ochranného materiálu v μm pro požadovanou požární odolnost R 15, R 30 atd.
Například u jeklu 100 × 100 × 6 mm je hodnota Am/V = 177 m–1 (prvek volně v prostoru), pro splnění požární odolnosti 30 minut lze prvek natřít například protipožárním nátěrem na ocel Flamizol S. V dimenzační tabulce si najdeme stejnou nebo nejbližší vyšší hodnotu součinitele průřezu a zjistíme tak požadovanou tloušťku vrstvy protipožárního nátěru Flamizol S, v tomto případě je potřebná síla suché vrstvy 850 μm.
Dimenzační tabulky pro návrhovou teplotu oceli (viz ČSN P ENV 1993-1-2) 500 °C FLAMIZOL S | |||||||||||||||||||||||||||
Profily I, H | |||||||||||||||||||||||||||
Rtt | Největší přípustná hodnota součinitele průřezu Am/V (m–1) při tloušťce požárně ochranného materiálu dp (μm) | ||||||||||||||||||||||||||
200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 | 1400 | |||
R | 15 | 226 | 274 | 329 | 392 | 466 | 554 | 659 | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | |
R | 30 | ** | 71 | 81 | 91 | 102 | 113 | 124 | 136 | 149 | 161 | 175 | 189 | 203 | 218 | 234 | 251 | 268 | 287 | 306 | 326 | 347 | 369 | 393 | 417 | 444 | |
R | 45 | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | 75 | 81 | 87 | 93 | 99 | 106 | 113 | 120 | 127 | 134 | 141 | 149 | 157 | 165 | 173 | 181 | 190 | 199 | |
R | 60 | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | 72 | 76 | 80 | 85 | 89 | 94 | 98 | 103 | 108 | 113 | 118 | 123 | 128 | |
Uzavřené pravoúhlé profily | |||||||||||||||||||||||||||
Rtt | Největší přípustná hodnota součinitele průřezu Am/V (m–1) při tloušťce požárně ochranného materiálu dp (μm) | ||||||||||||||||||||||||||
200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 | 1400 | |||
R | 15 | 246 | 285 | 327 | 372 | 421 | 474 | 531 | 594 | 664 | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | |
R | 30 | ** | 72 | 81 | 89 | 98 | 107 | 116 | 125 | 134 | 144 | 154 | 163 | 174 | 184 | 194 | 205 | 216 | 228 | 239 | 251 | 263 | 275 | 288 | 301 | 314 | |
R | 45 | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 | 105 | 111 | 116 | 121 | 127 | 132 | 138 | 144 | 149 | 155 | 161 | |
R | 60 | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | 72 | 76 | 79 | 83 | 86 | 90 | 94 | 97 | 101 | 105 | 108 | |
Uzavřené kruhové profily | |||||||||||||||||||||||||||
Rtt | Největší přípustná hodnota součinitele průřezu Am/V (m–1) při tloušťce požárně ochranného materiálu dp (μm) | ||||||||||||||||||||||||||
200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | 1200 | 1250 | 1300 | 1350 | 1400 | |||
R | 15 | 263 | 304 | 347 | 395 | 447 | 505 | 568 | 637 | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | |
R | 30 | ** | 76 | 85 | 93 | 102 | 111 | 120 | 129 | 139 | 149 | 159 | 169 | 179 | 190 | 201 | 212 | 223 | 235 | 247 | 259 | 272 | 285 | 298 | 312 | 326 | |
R | 45 | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | 72 | 77 | 82 | 87 | 92 | 97 | 103 | 108 | 113 | 119 | 124 | 130 | 135 | 141 | 147 | 153 | 159 | 165 | |
R | 60 | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | 74 | 77 | 81 | 84 | 88 | 92 | 95 | 99 | 103 | 106 | 110 |
Calculation of Fire Protection Coating Used in Steel Structures
Fire protection coatings for steel structures are tested as a system consisting of a base color, calculated fire protection coating and, possibly, the cover paint. By applying the fire protection coating we can provide for an increase in fire resistance for the prescribed period, as opposed to wooden structures by the prescribed period.