DETERMINAREA SARCINII TERMICE IN CONSTRUCTII

Determinarea sarcinii termice în constructii

STAS 10903/2 - 1979

1. Generalitati

Prezentul standard se refera la modul de evaluare a sarcinii termice, a densitatii sarcinii termice si a cantitatii de caldura care se apreciaza ca va actiona asupra elementelor de structura ale unei constructii în caz de incendiu, în functie de care, prin prescriptii specifice, se stabilesc masurile de prevenire si stingere a incendiilor în constructii.

Sarcina termica reprezinta cantitatea de caldura pe care o poate degaja prin combustie completa totalitatea materialelor combustibile, fixe si mobile, existente în spatiul afectat de incendiu.

Densitatea sarcinii termice se determina prin raportarea sarcinii termice la suprafata sectiunii orizontale a spatiului afectat de incendiu si reprezinta un parametru principal de determinare a pericolului de incendiu.

Valoarea cantitatii de caldura care se apreciaza ca va actiona asupra elementelor de structura ale unei constructii în caz de incendiu poate fi utilizata la stabilirea limitei de rezistenta la foc ce trebuie sa o aiba elementele de structura respective.

Aceasta valoare se va determina tinând seama de factorii care pot influenta combustia materialelor, cum sunt :

-     919o141j      919o141j      919o141j      919o141j      919o141j   capacitatea de ardere a materialelor în functie de natura, starea fizica, gradul de divizare, amplasare etc.;

-     919o141j      919o141j      919o141j      919o141j      919o141j   influenta dimensiunilor geometrice în plan ale spatiului afectat;

-     919o141j      919o141j      919o141j      919o141j      919o141j   conditiile de ventilare si disipare a caldurii care se degaja;

-     919o141j      919o141j      919o141j      919o141j      919o141j   posibilitatile de dezvoltare pe verticala a incendiului etc.

2. Evaluarea sarcinii termice si a densitatii sarcinii termice.

Sarcina termica (S­_Q) se determina cu relatia :

în MJ (1)

în care :

Q_i puterea calorifica inferioara a unui material, în MJ/kg (pentru gaze, în MJ/m_N³);

M_i masa materialelor combustibile de acelasi fel, aflate în spatiul luat în considerare, în kg (pentru gaze, în MJ/m_N³);

n numarul materialelor de acelasi fel aflate în spatiul luat în considerare.

Spatiul luat în considerare, pentru care se determina sarcina termica, poate fi un compartiment de incendiu al unei constructii (definit conform normelor tehnice specifice) sau, dupa caz, o parte a acestuia (o încapere sau un grup de încaperi, o hala sau o zona a acesteia, unul sau mai multe niveluri etc.).

Puterea calorifica inferioara (Q_i) se determina, conform STAS 8790-71. Valorile puterii calorifice pentru materiale uzuale sunt indicate în anexa A din prezentul STAS.

Masa materialelor combustibile de acelasi fel se stabileste luând în considerare cantitatea maxima a materialelor care au aproximativ aceeasi putere calorifica inferioara si care se pot afla la un moment dat în spatiul respectiv.

Se vor lua în considerare toate materialele combustibile fixe sau mobile, care sunt în interiorul cladirii sau care intra în componenta elementelor de constructii, instalatii, utilaje tehnologice, mijloace de transport inclusiv cele din componenta pardoselilor, tâmplariei, finisajelor (exceptând zugravelile si vopsitoriile), izolatiilor, rafturilor, containerelor, paletelor, ambalajelor etc.

Nu se iau în considerare materialele combustibile aflate într-o stare în care aprinderea lor nu este posibila (stare avansata de umiditate, fructe si zarzavaturi proaspete etc.).

Densitatea sarcinii termice (q_s) se determina cu relatia :

în MJ/m² (2)

în care

S_Q sarcina termica (detaliata anterior) în MJ;

A_S suma ariilor pardoselilor încaperilor ce alcatuiesc spatiul luat în considerare (definit anterior), în m².

3. Evaluarea cantitatii de caldura si a densitatii cantitatii de caldura care se apreciaza ca va actiona asupra elementelor de constructii în caz de incendiu

Cantitatea de caldura care se apreciaza ca va actiona asupra elementelor de constructii (S_A), se determina cu relatia:

în MJ  (3)

în care :

c coeficient prin care se tine seama de marimea dimensiunilor geometrice ale spatiului luat în considerare. Valorile acestui coeficient sunt conform tabelului 1;

p coeficient prin care se tine seama de numarul de niveluri si de conditiile de ventilare si disipare a caldurii. Valorile acestui coeficient sunt conform tabelului 2;

m coeficient prin care se tine seama de capacitatea de ardere a materialelor, în conditii de incendiu. Valorile acestui coeficient sunt conform tabelului 3 :

Q_i puterea calorifica inferioara (definita anterior)

M masa materialelor combustibile de acelasi fel, în MJ, determinata conform procedurii prezentate anterior fara a lua în considerare :

§     919o141j      919o141j pardoselile lipite direct pe un suport incombustibil masiv;

§     919o141j      919o141j gazele si lichidele pentru lubrifiere sau racire din interiorul utilajelor tehnologice fixe' sau al conductelor, care nu pot fi avariate înainte sau în caz de incendia;

§     919o141j      919o141j lichidele din conducte si recipienti ficsi, de maximum 1 m³;

§     919o141j      919o141j carbunele sau cocsul depozitat temporar în buncare de beton sau zidarie.

Tabel 1

OBSERVAŢII: 1. Valorile din paranteze se aplica la constructii cu un singur nivel suprateran;

2. Valorile coeficientului c din tabel sunt date pentru compartimentele de incendiu care au accese din exterior pe ambele laturi lungi. Pentru celelalte compartimente, coeficientul c se ia din tabelul 1, corespunzator laturii mici si  pentru o suprafata ce se înscrie într-un inter-val imediat superior celui real.

Tabel 2

*Semnificatia simbolurilor :

A_g aria însumata a sectiunii golurilor care apartin de spatiul luat în considerare, prin care caldura poate fi evacuata în exterior;

Ac aria construita a spatiului luat în considerare.

La determinarea ariei A_g se iau în considerare:

·     919o141j     deschiderile special amenajate, conform prescriptiilor tehnice în vigoare, pentru evacuarea gazelor fierbinti din constructie;

·     919o141j     ferestrele sau golurile permanent libere, situate în treimea superioara a peretilor sau pe acoperis, precum si golurile amplasate în acelasi fel, daca sunt închise cu elemente care spargându-se sau topindu-se, la temperaturi de pâna la 250°C, lasa libera sectiunea de trecere a gazelor.

Nu se iau în considerare ferestrele cu doua rânduri de cercevele si golurile închise cu sticla armata sau placi (blocuri) de sticla.

Pentru constructii cu mai multe niveluri la care aria golurilor A_g , variaza de la un nivel la altul, în relatia (3), pentru coeficientul p se ia o valoare medie, determinata cu relatia :

(4)

în care N este numarul de niveluri.

Tabel 3

OBSERVAŢIE :   - în cazul în care, în spatiul luat în considerare, felul sau starea materialelor variaza în timp, pentru coeficientul m se alege valoarea maxima corespunzatoare situatiei celei mai defavorabile.

Densitatea cantitatii de caldura care se apreciaza ca va actiona asupra elementelor de constructii în caz de incendiu se determina cu relatia:

în MJ/m² (5)

în care :

S_A conform detalierii anterioare, în MJ;

A_a suprafata apreciata, în m², care se determina conform precizarilor urmatoare

Suprafata apreciata A_a, corespunde suprafetei A­_S, determinata conform indicatiilor anterioare, în cazul constructiilor parter sau al constructiilor cu mai multe niveluri, în care planseele dintre acestea au o limita de rezistenta la foc de cel putin 1 ora si se încadreaza în una din urmatoarele situatii:

¨     919o141j      919o141j      919o141j      919o141j    nu au goluri;

¨     919o141j      919o141j      919o141j      919o141j    au goluri protejate prin elemente de închidere cu limita de rezistenta la foc de minimum 45 minute;

OBSERVAŢIE:  Conditiile de limita de rezistenta la foc pot fi reduse cu 15 minute daca q_S ≤ 420 MJ/m² (100 Mcal/m²) sau cu 30 minute daca q_S ≤ 210 MJ/m² (50 Mcal/m²).

¨     919o141j      919o141j      919o141j      919o141j    au goluri neprotejate cu aria sectiunii de cel mult 0,5 m² fiecare, iar aria însumata a acestor goluri nu depaseste 5% din aria planseului.

În calcule aproximative, în aceste cazuri, suprafata A, poate fi asimilata cu suprafata desfasurata A_d a spatiului considerat.

Suprafata apreciata A_a corespunde suprafetei construite A_c a spatiului considerat, în toate celelalte cazuri care nu se încadreaza în conditiile precizate anterior.

În cazul amplasarii neuniforme a materialelor combustibile într-un spatiu cu aria construita Ac ≥1000m² si valoarea q_a < 523 MJ/m² se determina si densitatea sarcinii termice locale q_i, corespunzatoare zonelor cu aria A_i, în care cantitatea de materiale combustibile conduce la valori mai ridicate decât q_a.

Daca q_l < 1,5 q_a pentru întreg spatiul se ia in considerare q_a.

Daca q_l ≥ 1,5 q_a densitatea sarcinii. termice care se apreciaza ca va actiona asupra elementelor de constructie, se considera astfel:

Ř     919o141j   în cazul în care diferenta q_l - q_a < 105 MJ/m² sau, zonele care au q_l < 1,5 q_a sunt protejate cu sprinklere, se ia în considerare valoarea q_a ;

Ř     919o141j   în cazul în care diferenta q_l - q_a. < 105 MJ/m² iar raportul dintre aria A_l a zonelor cu valori mai ridicate (q_l > 1,5 q_a) si aria A_a (stabilita conform indicatiilor anterioare) este mai mic decât cel indicat în tabelul 4 corespunzator acestei diferente, se ia în considerare:

§     919o141j      919o141j valoare q_l pentru zonele în care q_l > 1,5 q_a ;

§     919o141j      919o141j valoarea q_a pentru restul spatiului luat în considerare.

Ř     919o141j   în cazul în care diferenta q_l - q_a ≥ 105 MJ/m² iar raportul (A_l / A_a) are o valoare egala sau mai mare decât cea din tabelul 4 corespunzatoare acestei diferente, se atribuie întregului spatiu luat în considerare valoarea q_l.

Tabel 4

OBSERVAŢIE : Pentru valori intermediare se procedeaza prin interpolare liniara.

Întocmit,

Lt.col.

Badea EUGEN