Fire resistance of vertical glazed elements

W niniejszej pracy zaprezentowane zostały główne aspekty związane z odpornością ogniową pionowych elementów przeszklonych. Przedstawiona została metodyka badań oraz sposób klasyfikacji pionowych przegród przeszklonych w zakresie odporności ogniowej. Ponadto w artykule zreferowano wnioski płynące z badań odporności ogniowej elementów tego typu, prowadzonych na przestrzeni ostatnich lat przez Zakład Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej.This paper discusses main problems related to the fire resistance of vertical glazed elements – test methodology and way of classification for this type of elements. In addition, the article presents the conclusions from the tests of fire resistance of such elements conducted in the last years by the Fire Research Department of Building Research Institute

Selected aspects of fire resistance evaluation of glazed fire protection elements

Coraz większe wykorzystanie szkła we współczesnym budownictwie ma swoje uzasadnienie. Jest to materiał pozwalający na kształtowanie powierzchni użytkowych z maksymalnym wykorzystaniem światła dziennego, a współczesne technologie umożliwiają eliminację niekorzystnych wpływów atmosferycznych, zapewniając jednocześnie niezbędny komfort i intymność. Ponadto, nowoczesne elewacje wykorzystujące szkło, pozwalają również na efektywne energetycznie rozwiązania, łącznie z pozyskiwaniem energii z promieniowania słonecznego. Budynki, w tym elementy przeszklone oprócz normalnych warunków użytkowania, w określonym zakresie muszą również spełniać wymagania ogniowe. O ile w przypadku wielu rozwiązań np. murowych wymagania konstrukcyjne, osłonowe i pożarowe są spełnione niejako równolegle, to w przypadku elementów przeszklonych należy stosować specjalne rozwiązania, które umożliwiają uzyskanie odpowiedniej klasy odporności ogniowej, reakcji na ogień, klasy dymoszczelności, czy też spełnienie wymagań związanych z rozprzestrzenianiem ognia przez elementy.The increasing use of glass in modern construction has its justification. It is a material that allows usable surfaces to maximize the use of daylight, and modern technologies allow for the elimination of adverse atmospheric influences while providing the necessary comfort and intimacy. In addition, modern glass facades also allow for energy-efficient solutions, including the recovery of solar energy. Buildings, including glazed elements in addition to normal conditions of use, must also meet fire requirements within the specified range. While many solutions, such as masonry, construction, fire and fire protection requirements are fulfilled in parallel, special solutions should be used for glazed elements to achieve appropriate fire resistance class, reaction to fire class, smoke control class, or fulfill the requirements for the spread of fire by elements

Izolacyjność ogniowa aluminiowych przeszklonych ścian działowych w zależności od sposobu wypełnienia profili szkieletu

This paper presents the main problems related to the fire resistance of aluminium glazed partitions. It discusses technical solutions used in partition systems with a specific fire resistance class, as well as a procedure and the general principles of classification of fire resistance for structures of this type. Moreover, the paper presents the comparison of fire resistance test results of glazed partition test specimens, depending on the volume of insulation inserts placed inside the aluminium structure profiles. To made the comparison the specimens with the same transom – mullion structure were tested with two filling solutions – with same profiles filled only in the middle part and fully filled.Ściana działowa jest rodzajem wewnętrznej ściany budynku i nie powinna przenosić innych obciążeń konstrukcyjnych niż ciężar własny. W przypadku obszaru dotyczącego bezpieczeństwa pożarowego powinny m.in. spełniać wymagania z zakresu odporności ogniowej, dotyczące kryteriów szczelności i izolacyjności. W artykule przedstawiono porównanie wyników badań w zakresie odporności ogniowej aluminiowych przeszklonych ścian działowych w przypadku różnego stopnia wypełniania profili ich szkieletu. Ponadto szeroko omówione zostały główne problemy związane z odpornością ogniową aluminiowych przeszklonych ścian działowych, w tym metodyka badań i sposób klasyfikacji elementów tego typu oraz stosowane w nich specjalne rozwiązania techniczne pozwalające na osiągnięcie wymaganych właściwości. W Laboratorium Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej przeprowadzone zostały dwa badania w zakresie odporności ogniowej aluminiowych przeszklonych ścian działowych o takich samych wymiarach i identycznym schemacie konstrukcyjnym, różniące się od siebie rodzajem zastosowanych przeszkleń oraz sposobem wypełnienia profili szkieletu (ilością zastosowanych wkładów izolacyjnych). Celem badania było porównanie izolacyjności ogniowej obu próbek. Zarejestrowane wyniki przeprowadzonych badań pokazują wpływ sposobu wypełnienia profili szkieletu konstrukcyjnego na właściwości izolacyjne aluminiowych przeszklonych ścian działowych, w warunkach oddziaływania ognia i wysokiej temperatury

Fire Tests and Classification of Vertical, Glazed Elements of Defined Fire Resistance Class

Cel: Przedstawienie praktycznej wiedzy dotyczącej zasad klasyfikacji w zakresie odporności ogniowej pionowych przegród przeszklonych. Zaprezentowanie sposobu badań ścian osłonowych, ścian działowych oraz drzwi przeciwpożarowych. Omówienie wpływu istniejących reguł oceny omawianych wyrobów na kształt i formę klasyfikacji ogniowych. Wprowadzenie: Pionowe nienośne przeszklone przegrody przeciwpożarowe o określonej odporności ogniowej są nieodłącznym elementem praktycznie każdego nowoczesnego budynku. Dostępne rozwiązania techniczne takie jak wymagania stawiane tego rodzaju konstrukcjom w świetle polskiego prawa zostały omówione w artykule pt. Systemy pionowych przegród przeszklonych o określonej klasie odporności ogniowej. Część 1: wymagania i rozwiązania techniczne (w bieżącym numerze kwartalnika – przyp. red.). W niniejszym artykule przedstawiono metodykę badań dla ścian osłonowych, ścian działowych oraz drzwi przeciwpożarowych. Pokazano również sposób formalnego nadania klas odporności ogniowej wymienionym wyrobom budowlanym wraz z odpowiednim, wynikającym z zapisów norm zakresem zastosowania. W artykule przedstawiono także szereg wniosków płynących z analizy prowadzonych na przestrzeni ostatnich lat przez Zakład Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej badań w zakresie odporności ogniowej elementów tego typu. Metodologia: W pracy przedstawione zostały wyniki analizy literatury tematu oraz badań w zakresie odporności ogniowej oraz dymoszczelności przeszklonych ścian działowych, osłonowych i drzwi wykonanych zgodnie z europejskimi normami badawczymi (EN 1363-1, EN 1363-2, EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1634-1, EN 1634-3) w Zakładzie Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej. Wnioski: Omówiony sposób badania jak i klasyfikacji nienośnych, przeciwpożarowych, pionowych, przeszklonych przegród jest dziś bardzo precyzyjnie zdefiniowany, a co równie istotne, identyczny w każdym z państw członkowskich UE. Ta spójność reguł oceny, na wszystkich poziomach wprowadzania wyrobu na rynek, zapewnia inwestorowi możliwości rzeczywistego porównywania produktów, często różnych producentów, o potwierdzonych właściwościach. Specyfika badań z zakresu odporności ogniowej powoduje natomiast, że każda zmiana w budowie czy nawet sposobie zamocowania danej przegrody może mieć istotny wpływ na jej odporność ogniową.Aim: Presentation of technical know-how associated with principles of fire resistance testing and classification of vertical glazed elements. Discussion on the impact of the existing evaluation rules of fire resistance of vertical glazed elements on the form of fire resistance classification. Introduction: Vertical non-loadbearing glazed fire barriers of specified fire resistance class are an inherent element of virtually every modern building. Available technical solutions, as well as the requirements of Polish law for this type of structures have been discussed in the article - Vertical, glazed systems of defined fire resistance class Part 1: Requirements and technical solutions (in the current issue of the Quarterly – editorial note). Part 2 presents the methodology of testing of fire resistance of curtain walls, partition walls and fire doors. This paper also describes formal aspects of fire resistance classification for defined construction products with proper scope of application under the provisions of the standards. This article also presents a number of conclusions drawn from the analysis of fire resistance tests of this type of elements conducted in recent years by the Fire Research Department of Building Research Institute. Methodology: The paper presents results of the analysis of literature connected with the subject as well as analysis of fire resistance and smoke control tests of glazed curtain walls, partition walls and doorsets, conducted in accordance with European testing standards (EN 1363-1, EN1363-2, EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1634-1, EN 1634-3) in the Fire Research Department of Building Research Institute. Conclusions: The discussed fire testing and classification methodology of vertical, non –loadbearing, glazed elements nowadays is precisely defined, and what is equally important, identical in each of the Member States of EU. Such coherence of evaluation rules at all levels provides a possibility of effective comparisons of products for the Investors. However specificity of fire resistance tests causes, , that any change in the structure of elements or even in the fixing method can have a significant impact on the fire resistance

Elastomer Spacers in Fire Conditions

In the paper, fire resistance of linear joints seal made of elastomer spacers under standard fire conditions, and thermal degradation range of EPDM elastomeric spacers are investigated. The geometry of elastomer spacer joints is important not only for their load capacity under normal conditions - thickness, width, and cavity depth can also influence fire resistance performance. Linear joints of different thicknesses and widths have been tested. The fire insulation and fire integrity were verified for various arrangements. Relatively low thermal degradation rates have been measured, given that EPDM is a combustible material.W artykule analizowano odporność ogniową uszczelnień złączy liniowych wykonanych z podkładek elastomerowych EPDM. Geometria podkładek elastomerowych jest ważna nie tylko pod względem ich nośności w warunkach normalnych - grubość, szerokość i głębokość zagłębienia podkładek, mają również wpływ na odporność ogniową. W artykule przetestowano uszczelnienia złączy liniowych o różnych grubościach i szerokościach. W opisywanym badaniu sprawdzano izolacyjność ogniową i szczelność ogniową dla różnych wariantów. Z dokonanych pomiarów wynikają stosunkowo małe prędkości degradacji cieplnej, biorąc pod uwagę, że EPDM jest materiałem palnym

Requirements and Technical Solutions of Vertical, Glazed Systems of Defined Fire Resistance Class

Cel: Przedstawienie wiedzy dotyczącej rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych stosowanych w systemach pionowych przegród przeszklonych o określonej klasie odporności ogniowej w celu osiągnięcia odpowiednich właściwości ogniowych. Omówienie wymagań polskiego prawa budowlanego stawianych pionowym elementom przeszklonym, ze szczególnym uwzględnieniem zapisów kontrowersyjnych. Wprowadzenie: Na przestrzeni ostatnich lat w nowoczesnej architekturze, a w szczególności w budynkach biurowych, usługowych oraz użyteczności publicznej, dominującą rolę ogrywają przegrody wykorzystujące szkło jako główny materiał składowy. Zarówno w przypadku fasad budynków, jak i przestrzeni wewnętrznych powszechność przeszkleń jest wręcz uderzająca. Z uwagi na bezpieczeństwo użytkowania w świetle polskiego prawa budowlanego w wielu przypadkach systemy pionowych przegród przeszklonych powinny posiadać określoną klasę odporności ogniowej. Poziom wymaganego bezpieczeństwa dla danego obiektu zależny jest od wielu czynników, takich jak przewidywany sposób jego użytkowania, wysokość czy też liczba kondygnacji. W zależności do klasy odporności pożarowej budynku wymagania w zakresie odporności ogniowej pionowych elementów przeszklonych określone są poprzez wyznaczenie minimalnych klas odporności ogniowej EI i E. W niniejszym artykule przedstawiono aspekty związane z odpornością ogniową pionowych nienośnych szklanych przegród, do których zaliczyć można ściany osłonowe i działowe, jak również drzwi stanowiące zamknięcia otworów wewnętrznych i zewnętrznych ścian budynku. Metodologia: W pracy przedstawione zostały wyniki analizy literatury tematu oraz badań w zakresie odporności ogniowej oraz dymoszczelności przeszklonych ścian działowych, osłonowych i drzwi wykonanych zgodnie z europejskimi normami badawczymi (EN 1363-1, EN 1363-2, EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1634-1, EN 1634-3) w Zakładzie Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej. Wnioski: Nawet niewielka zmiana w konstrukcji pionowej przegrody przeszklonej może w znaczący sposób zmienić jej odporność ogniową. Wzajemny wpływ poszczególnych modyfikacji na zachowanie elementu w przypadku pożaru jest często niemożliwy do przewidzenia. Rzeczywistą klasę odporności ogniowej danej przegrody można określić wyłącznie na podstawie wyników prawidłowo przeprowadzonych badań, zaś rzetelność otrzymanych wyników gwarantuje jedynie korzystanie z akredytowanych laboratoriów.Aim: Presentation of technical know-how associated with structural and material solutions used in vertical, glazed systems of defined fire resistance class to obtain specific fire properties. Discussion of the requirements given in Polish construction law connected with vertical, glazed elements, with particular emphasis on the controversial provisions. Introduction: In recent years partitions using glass as the main component material play a dominant role in modern architecture, particularly in office, services, and public utility buildings. Both in the case of building facades and interior spaces universality of glazing is quite striking. Due to the safety of use in case of the provisions of Polish construction law, in many cases, systems of vertical glazed elements should have a specific fire resistance class. The level of required safety for a given object is dependent on many factors such as the expected manner of its use, height or number of floors. Depending on the building fire classification requirements for fire resistance of vertical glazed systems is specified by determining the minimum fire resistance classes EI and E. This paper presents the most important issues concerning fire resistance of vertical non-loadbearing glazed barriers such as partition walls, curtain walls and doorsets that form the closures of openings in internal and external walls of a building. Methodology: The paper presents results of the analysis of literature related to the subject as well as analysis of fire resistance and smoke control tests of glazed curtain walls, partition walls and doorsets, conducted in accordance with European testing standards (EN 1363-1, EN 1363-2, EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1634-1, EN 1634-3) in the Fire Research Department of the Building Research Institute. Conclusions: Even a slight change in the design of the vertical glazed element can significantly change its fire resistance, and the mutual influence of individual modifications on the behavior of the element in the event of a fire is often impossible to predict. Therefore determining the actual fire resistance class of the barrier is only possible on the basis of the results of well-conducted tests, and only the use of accredited laboratories guarantees reliability of the results

Critical Places Regarding Fire Insulation of Glazed Curtain Walls Test Specimens

Cel: Celem pracy jest przedstawienie wiedzy na temat badań oraz klasyfikacji odporności ogniowej przeszklonych ścian osłonowych, a ponadto wyznaczenie punktów krytycznych elementów próbnych ścian osłonowych pod względem izolacyjności ogniowej. Wprowadzenie: Ściana osłonowa składa się zazwyczaj z pionowych i poziomych elementów konstrukcyjnych, połączonych razem, zakotwionych do konstrukcji nośnej budynku i wypełnionych tak, by tworzyć lekkie, ciągłe pokrycie zamykające przestrzeń, które spełnia, samodzielnie lub w połączeniu z konstrukcją budynku, wszystkie normalne funkcje ściany zewnętrznej budynku, ale nie pełni funkcji nośnej. W niniejszym artykule przedstawione zostały główne aspekty dotyczące odporności ogniowej przeszklonych ścian osłonowych. Omówiono metodykę badań oraz sposób klasyfikacji odporności ogniowej elementów tego typu. Ponadto podjęto próbę zdefiniowania słabych punktów elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych na podstawie badań przeprowadzonych w ostatnich latach w Zakładzie Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej (ZBOITB). Przeanalizowano przyrosty temperatur na nienagrzewanej powierzchni 17 elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych badanych w warunkach oddziaływania ognia od wewnątrz zgodnie z normami PN-EN 1364-3:2007 oraz PN-EN 1364-3:2014. Wszystkie z analizowanych elementów próbnych osiągnęły klasę odporności ogniowej min. EI 15. Metodologia: W pracy przedstawiono wyniki analizy przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych dokonanej podczas badań odporności ogniowej. Badania przeprowadzono zgodnie z normami PN-EN 1364-3:2006 oraz PN-EN 1364-3:2014 w ZBOITB w Warszawie oraz w Pionkach. Wnioski: Największy przyrost temperatury najczęściej rejestrowano w miejscu połączenia słupów oraz rygli. Miejsce to można uznać za najbardziej krytyczne. Duży przyrost temperatury w tych miejscach spowodowany jest najprawdopodobniej dużymi ugięciami elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych w trakcie badania. Deformacja ta powoduje wypinanie się rygli ze słupów fasady, w wyniku czego tworzą się miejsca, przez które przedostają się gorące gazy. Ponadto w miejscach tych dosyć często występują specjalne łączniki, które ograniczają zaizolowaną przestrzeń profilu. Dodatkowo zaobserwowanym ciekawym zjawiskiem jest pojawienie się stosunkowo wysokich temperatur na przeszkleniu w odległości 20 mm od słupa lub rygla. Wymagania dotyczące pomiaru temperatury w tych miejscach zostały określone dopiero w nowelizacji normy badawczej z 2014 roku i należy przyznać, że było to właściwe posunięcie, ponieważ miejsca te, pod względem izolacyjności ogniowej, mogą być również słabymi punktami elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych.Aim: The presentation of technical know-how associated with fire tests and the classification of glazed curtain walls. The determination of critical places for maximum temperature rise on the unexposed surfaces of curtain wall test specimens. Introduction: A curtain wall is a type of wall which usually consists of vertical and horizontal structural members connected to each other and fixed to the floor-supporting structure of the building to form a lightweight space-enclosing continuous skin, which provides, by itself or in conjunction with the building construction, all the normal functions of an external wall, but doesn’t acquire any of the load-bearing properties of the building. The paper discusses the main issues related to the fire resistance of glazed curtain walls, including the testing methodology and the method of classification of this type of building element. Moreover, the paper presents an attempt to determine the weaknesses of aluminum glazed curtain wall test specimens regarding the maximum temperature-rise measurements, based on the fire-resistance tests performed in recent years by the Fire Research Department of the Building Research Institute (ITB). The paper analyses the results of the temperature rises on unexposed surfaces of 17 aluminum glazed curtain wall specimens tested for internal fire exposure in accordance with EN 1364-3:2006 and EN 1364-3:2014, which achieved the fire-resistance class of min. EI 15. Methodology: The paper presents the results of the analysis of temperature rises on the unexposed surfaces of curtain wall test specimens during fire-resistance tests. The tests were conducted in accordance with the PN-EN 1364-3:2006 and EN 1364-3:2014 standards in the Fire Testing Laboratory of the Building Research Institute (ITB) in Warsaw and Pionki. Conclusions: The highest temperature rise was recorded on the mullion and transom connections, and these places can be regarded as critical. The significant increase in temperature in those junctions can be explained by the large deformations of the glazed curtain wall specimens during the fire test. Such deformation causes the destruction of beam-to-column connections, which facilitates the flow of hot gases. Additionally, special connectors often occur in these places, which constricts the space of insulation inserts. An interesting phenomenon is the fairly high temperature rise on the glass panes, 20 mm from the mullions or transoms. Requirements regarding temperature measurements in these places were established no earlier than in the new version of the standard issued in 2014 and, as can be observed, this was the correct decision, because these places, in terms of fire resistance, can also be the weakness of glazed curtain wall specimens