Teräs- ja betonirakenteiden
palosuojaus palosuojalevyillä
Rakenteiden palonkestovaatimuksiin vaikuttavat rakennuksen paloluokka ja palokuorma. Palonkestovaatimus ilmaistaan minuuteissa välillä 15–240 minuuttia.
Rakenteilta edellytettävät palonkestoajat on kerrottu rakennusmääräyksissä. Edellytykset riippuvat mm. rakennuksen korkeudesta ja tyypistä sekä asukas- tai käyttäjämäärästä.
Rakenteilta edellytettävillä palonkestoajoilla varmistetaan, että rakennus säilyttää kantavuutensa riittävän kauan, jotta kaikkien siellä olevien ihmisten evakuointi olisi mahdollista.
Kantavien teräsrakenteiden suunnittelussa käytetään soveltuvia suunnitteluohjeita, kuten ENV 1993-1-2, ja määritetään kriittiset lämpötilarajat erityyppisille palkeille ja pilareille.
Eri materialeista valmistetut kantavat rakenteet kestävät palotilanteessa eri tavalla. Rakenteet testataan tyypillisesti standardinmukaisen palokäyrän avulla. Käyrä havainnollistaa oikean tulipalon etenemistä; standardipalokäyrän mukaan etenevässä palossa lämpötila nousee aluksi nopeasti ja sen jälkeen hitaammin alati korkeammaksi.
Palonkestävyystestin tulokset ilmaistaan aikana, jossa yksi tai useampi näistä kolmesta ominaisuudesta pettää:
- Kantavuus (R)
- Tiiviys (kuumien kaasujen tai liekkien läpäisevyys) (E)
- Eristävyys (lämpötilan nousu rakenteen kylmällä puolella, yleensä max. 140°C) (I)
Joissain rakenteissa kaikki yllä mainitut kriteerit on huomioitava, mutta esimerkiksi teräsrungoissa ainoastaan kantavuudella (esim. R120) on merkitystä.
Teräsrakenteiden palosuojaus
Teräs luokitellaan palamattomaksi (A1) materiaaliksi. Siitä huolimatta lämpötilan noustessa palotilanteessa kuormitetut teräsrakenteet menettävät vähitellen kantokykykapasiteettiaan 350–750°C välillä.
Kuormituksesta ja palolle altistumisesta riippuen teräspalkki pettää, kun teräksen lämpötila nousee 500–600°C asteeseen. Täysimittaisessa tulipalossa lämpötila ylittää nopeasti 500°C. Esimerkiksi palotesteissä:
- 550°C 5 minuutissa
- 800°C 25 minuutissa
- 1000°C 90 minuutissa.
Teräsrakenteille tarvittavan palosuojauksen määrään vaikuttavat tekijät
- haluttu palonkestoluokka R
- käytettävän teräsprofiilin kriittinen lämpötila
- poikkileikkaustekijä
Lämpötilan nousemisen nopeus teräksen poikkileikkauksessa riippuu lämmitettävän pinnan alasta (Am) suhteessa materiaalin määrään, eli kappaleen tilavuuteen (V). Tämä suhdeluku on teräksen poikkileikkaustekijä Am/V.
Palosuojauksen laskeminen teräsrakenteille
Promat-palosuojalevyillä toteutettavan teräsrakenteen palosuojaustarpeen laskeminen onnistuu helposti Promat-palosuojalaskurilla. Laskuri perustuu standardien EN 13381-4 ja EN 13381-8 mukaisiin testituloksiin ja parhaisiin tietoihin.
Laskurilla ovat laskettavissa kolmelta ja neljältä sivulta altistettujen teräspalkkien ja -pilareiden palosuojatarpeet. Laskuria kehitetään jatkuvasti ja siihen tullaan lisäämään myös yhdeltä ja kahdelta sivulta altistetut teräspalkit ja -pilarit.
Promat-palosuojalevyt teräsrakenteiden palosuojaukseen
Promatect-H (ρ = 870 kg/m³)
Promatect-H on erittäin luja palonkestävä kalsiumsilikaattilevy, jota voidaan käyttää kohtalaiselle säärasitukselle altistuvissa ulkotiloissa ja sisätiloissa (sääaltistusluokka Y, ETAG 018-4:2004). Levy soveltuu käytettäväksi tärinälle ja mekaaniselle rasitukselle altistuvissa ympäristöissä.
Promatect-200 (ρ = 875 kg/m³)
Promatect-200 on xonolite-kalsiumsilikaatin ja kipsimassan yhdistelmästä valmistettu palosuojalevy. Valmistusmateriaalinsa ansiosta levyllä on erittäin hyvät palonkesto-ominaisuudet. Promatect-200 -levy on tarkoitettu käytettäväksi sisätiloissa (sääaltistusluokka Z2, ETAG 018-4:2004).
Promatect-L (ρ = 450 kg/m³)
Promatect-L on erittäin kevyt kalsiumsilikaattilevy, joka hyvän lämpöominaisuutensa myötä soveltuu erittäin hyvin kohteisiin, joissa tarvitaan kevyttä palosuojalevyä. Promatect-L soveltuu käytettäväksi korkealle kosteudelle altistuvissa ympäristöissä (Sääaltistusluokka Z1, ETAG 014-4:2004).
Promatect-100 (ρ = 875 kg/m³)
Promatect-100 palosuojalevy sisältää autoklaavattuja Promaxin-kalsiumsilikaattipalloja, jotka on sidottu mineraalimatriisiin. Teknologia tarjoaa erinomaista palosuojausta lähes kaikissa sisätiloissa.
Betonirakenteiden palosuojaus
Tulipalotilanteessa betonirakenteen vaurioituminen on väistämätöntä. Vahinkojen suuruus riippuu palon vakavuudesta (pääasiassa lämmön vapautumisnopeudesta), kestosta ja lämpötilasta.
Betonirakenteiden palosuojaus on tärkeää, sillä palon aiheuttamien vaurioiden korjaaminen on haastavaa. Yleisimpiä palovauriotyyppejä ovat:
- betonin puristus- ja vetolujuuden heikkeneminen
- kimmokertoimen heikkeneminen
- teräsraudoituksen lujuuden menetys
- teräksen ja betonin välisen sidoksen heikkeneminen
- mikrohalkeamat betonin mikrorakenteessa
- betonin lohkeilu palotilanteessa. Tähän vaikuttavat veden höyrystymisestä aiheutuva paine betonissa ja betonin lämpöjännitykset.
Betonirakenteiden palosuojausta ohjaa standardi EN 1992-1-2 (Eurokoodi 2: Betonirakenteiden suunnittelu. Osa 1-2: Yleiset säännöt: Rakenteiden palomitoitus (piipitoiset kiviainekset)).
Oheisessa taulukossa esitetään tasaisen betonilaatan minimipaksuus ja raudoituksen syvyys. Jos raudoituksen syvyys ei toteudu, on rakennetta suojattava palosuojaratkaisuilla.
Betonirakenteiden palosuojatestauksessa noudatetaan standardia EN 13381-3.
Standardinmukaisen testin tuloksia arvioimalla löydetään relaatio suojaavan materiaalin paksuuden ja lämpötilan nousun välille betonissa, ja raudoituksessa ajan suhteen. Tavoitteena on määrittää suojaavalle materiaalille oikea paksuus, jolla saavutetaan tarvittava palonkesto tietylle betonielementille.
Testitulosten arvioinnissa kuvataan yksityiskohtaisesti keinoja, joilla lämpötilan mittauksen tuloksia ja testin aikana tehtyjä havaintoja käytetään seuraavien tulosten tuottamiseen:
- betonin lämpötilan, ajan ja palosuojauksen paksuuden välinen suhde
- betonin vastaava paksuus, joka liittyy lämmöneristyskriteereihin
- tietoa suojauksen pysyvyydestä ja palollealtistumisajasta.
3.1.13 – Betonin vastaava paksuus tarkoittaa betonin teoreettista paksuutta, joka antaa saman suojan lämpöeristävyyden määritellylle ajalle kuin käytetty suojaus.
Palomitoituksen periaatteet R
- Määritetään raudoituksia suojaavan betonikerroksen paksuus, jolla saavutetaan haluttu palonkesto (teräksen kriittinen lämpötila, EN 1992-1-2)
- Tarkistetaan olemassa olevan tai suunnitellun betonikerroksen paksuus
- Lasketaan raudoituksia suojaavan betonikerroksen puuttuva paksuus ja määritetään vastaava paksuus suojaavalle levykerrokselle
Promatect-H betonirakenteiden palosuojauksessa
- Palkki: Naula-ankkuri FNA 6 x/30/30 (6 x 65) – cc 400 mm
- Laatta: Naula-ankkuri FNA 6 x/30/30 (6 x 65) – 5 per 2 m2 (minimi 8 per levy)
- Palkki: 450 x 150 mm
- Kaikille betoniseoksille
Promatect-H (ρ = 870 kg/m³)
Promatect-H on erittäin luja, palonkestävä ja palamaton kalsiumsilikaattilevy, joka soveltuu käytettäväksi tärinälle ja mekaaniselle rasitukselle altistuvissa ympäristöissä.
Ontelolaatan palosuojaus
Standardin EN13381-3 mukaisten testien tulokset eivät ole sovellettavissa ontelolaatalle. Promat on tehnyt runsaasti tutkimusta ontelolaattojen palosuojauksesta. Alla olevissa taulukoissa esitetty palonkesto perustuu tutkimuksiin: 2021-Efectis-R000453E-S.
Ota yhteyttä
Jätä meille viesti ja olemme sinuun pian yhteydessä.