Norma ASTM E119 dotycząca metod badań ogniowych konstrukcji i materiałów budowlanych

Norma „ASTM E119 Standardowe metody badań ogniowych konstrukcji i materiałów budowlanych”, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje metody badań stosowane do kompozytowych zespołów elementów murowych i materiałów konstrukcyjnych budynków, w tym ścian nośnych i innych ścian i ścian działowych, słupów, belek, belek stropowych, podłóg oraz kompozytowych zespołów stropów i belek stropowych do podłóg i dachów. Norma ta ma również zastosowanie do innych zespołów i elementów konstrukcyjnych, które stanowią trwałe, integralne części gotowego budynku.

Klasyfikacje określone w niniejszej normie mają na celu udokumentowanie porównawczej wydajności w odniesieniu do konkretnych warunków próby ogniowej przez cały okres ekspozycji i nie należy ich interpretować jako określenia przydatności do stosowania w innych warunkach lub po ekspozycji na ogień.

Niniejsza norma służy do pomiaru i opisu reakcji materiałów, wyrobów lub zespołów na ciepło i płomień w kontrolowanych warunkach, nie obejmuje jednak wszystkich czynników niezbędnych do oceny zagrożenia pożarowego lub ryzyka pożaru materiałów, wyrobów lub zespołów w rzeczywistych warunkach pożaru.

Te metody badawcze określają standardową ekspozycję na ogień w celu porównania wyników badań zespołów konstrukcyjnych budynków. Wyniki tych badań stanowią czynnik oceny przewidywanej odporności ogniowej konstrukcji i zespołów budynków. Zastosowanie tych wyników badań do przewidywania odporności rzeczywistej konstrukcji budynku wymaga oceny warunków badania.

Celem tych metod badawczych jest ocena, jak długo określone typy elementów konstrukcyjnych będą odporne na ogień, zachowają integralność strukturalną lub będą wykazywać obie te właściwości podczas ustalonego wcześniej okresu narażenia na ogień.

Badanie polega na wystawieniu próbki na działanie standardowego ognia kontrolowanego w celu osiągnięcia określonych temperatur przez określony czas. W razie potrzeby, po wystawieniu na działanie ognia, stosuje się określony standardowy strumień węża strażackiego zgodnie z normą ASTM E2226. Badanie stanowi względną miarę reakcji porównywalnych elementów konstrukcyjnych w tych warunkach ekspozycji na ogień. Ekspozycja nie jest reprezentatywna dla wszystkich warunków pożaru, ponieważ warunki zmieniają się wraz ze zmianami ilości, charakteru i rozkładu obciążenia ogniowego, wentylacji, rozmiaru i konfiguracji przedziału oraz właściwości pochłaniania ciepła przedziału. Zmiany wynikające z warunków badania lub konstrukcji próbki, takie jak rozmiar, materiały i sposób montażu, również wpływają na reakcję w teście ogniowym. Z tych powodów konieczne jest oszacowanie zmian w celu zastosowania w konstrukcji w terenie.

Niniejsza norma przewiduje:

• Do badań próbek ścian, przegród i podłóg lub dachów,
  • Pomiar przewodzenia ciepła
  • Pomiar przepuszczalności gorącego gazu przez próbkę badawczą.
  • W przypadku elementów nośnych pomiar nośności badanej próbki podczas ekspozycji badawczej.
• W przypadku pojedynczych elementów nośnych, takich jak belki i słupy, pomiar nośności w warunkach ekspozycji testowej, uwzględniający warunki podparcia końcowego (tj. stałe lub niestałe).

Jednakże norma ta nie przewiduje:

• Informacje dotyczące zachowania się próbek testowych wykonanych z innych komponentów lub o innych długościach niż te testowane.
• Ocena stopnia, w jakim próbka badawcza przyczynia się do zagrożenia pożarowego poprzez wytwarzanie dymu, toksycznych gazów lub innych produktów spalania.
• Pomiar stopnia kontroli lub ograniczenia przepływu dymu lub produktów spalania przez próbkę badawczą.
• Symulacja reakcji ogniowej połączeń między elementami budynku typu podłoga-ściana i ściana-ściana.
• Pomiar rozprzestrzeniania się płomienia na powierzchni próbek testowych.
• Wpływ otworów konwencjonalnych w próbce testowej, np. gniazdek elektrycznych, rur wodno-kanalizacyjnych, na odporność ogniową, chyba że w badanej konstrukcji określono inaczej. Norma ASTM E814 ma również zastosowanie do badania przegród ogniowych.

Krótko mówiąc, badanie ogniowe ASTM E119 to znormalizowana metoda badawcza stosowana do oceny odporności ogniowej elementów i zespołów budowlanych. Test ten, będący jednym z wielu standardów badań ogniowych, mierzy zdolność materiału budowlanego, takiego jak ściana, ścianka działowa, dach lub podłoga, do wytrzymywania działania ognia przez określony czas. Wyniki badania ogniowego dostarczają cennych informacji urzędnikom budowlanym, architektom, inżynierom i specjalistom budowlanym.

Testowanie pomaga zapewnić, że elementy i zespoły budowlane spełniają wymagane normy bezpieczeństwa pożarowego oraz zapewniają odpowiedni poziom ochrony mieszkańców i mienia w razie pożaru. Pomaga w projektowaniu i budowie budynków ognioodpornych, umożliwiając opracowanie skutecznych strategii zapobiegania pożarom, ich powstrzymywania i ewakuacji.

Aby przeprowadzić ten test, wiele elementów budynku jest równomiernie wystawianych na działanie ognia w temperaturach i warunkach pożaru symulujących rzeczywisty scenariusz pożaru. Test ocenia dwa kluczowe kryteria wydajności, w tym:

• Odporność ogniowa: zatrzymywanie ognia i ciepła
• Integralność strukturalna: zdolność do przenoszenia obciążeń podczas badań

Czas ekspozycji na ogień wynosi zazwyczaj od 45 minut do kilku godzin, w zależności od badanej odporności ogniowej. Badany materiał jest monitorowany pod kątem takich czynników, jak penetracja płomienia, wzrost temperatury po stronie narażonej, stabilność konstrukcji i integralność bariery ogniowej. Oceniany jest również czas trwania odporności do momentu wystąpienia pierwszego krytycznego punktu awarii.

W badaniach ogniowych ASTM E119 odporność ogniowa elementu budowlanego jest oceniana na podstawie kryteriów „zaliczony/niezaliczony”. Kryteria te odgrywają kluczową rolę w ocenie właściwości użytkowych badanego materiału i zapewnieniu jego zgodności z normami bezpieczeństwa pożarowego.

Podczas testów ASTM E119 rejestrowane są następujące zdarzenia krytyczne czasowo. Zaliczenie/niezaliczenie (czas wytrzymałości zespołu) to moment wystąpienia pierwszego z tych zdarzeń:

• Temperatura wzrasta do 121 stopni powyżej temperatury otoczenia, uśredniając ją dla wszystkich miejsc pomiaru termopar na nieeksponowanej powierzchni.
• Temperatura wzrasta do 153 stopni powyżej temperatury otoczenia w każdym miejscu termopary nienaświetlonej powierzchni.
• W zespołach, w których stosuje się elementy konstrukcyjne ze stali, maksymalna temperatura na elemencie konstrukcyjnym przekracza 593 stopnie.
• Ewentualne płomienie obserwuje się na nienaświetlonej powierzchni badanej próbki.
• Dym i gazy wydzielają się na tyle gorąco, że mogą zapalić odpady bawełniane przyłożone do nienaświetlonej powierzchni próbki.
• Niewytrzymanie obciążenia podczas ekspozycji zespołów nośnych. W większości przypadków badanie zgodne z normą ASTM E119 wymaga dodatkowej oceny, w której zespół jest poddawany próbie strumienia wody w celu określenia jego odporności ogniowej.

Komponenty, które spełniają kryteria, wykazują swoją odporność na działanie ognia przez określony czas, bez naruszenia ich integralności i bez przyczyniania się do rozprzestrzeniania się ognia. Jednak konkretne kryteria oceny mogą się różnić w zależności od testowanej klasy odporności ogniowej i obowiązujących przepisów budowlanych.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia naukowe i technologiczne oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodne z normą ASTM E119 dotyczącą metod badań ogniowych konstrukcji i materiałów budowlanych.