Krzywa RWS

Krzywa pożarowa RWS: bezpieczeństwo i ochrony przeciwpożarowa tuneli

Bezpieczeństwo pożarowe w tunelach jest kluczowym aspektem projektowania nowoczesnej infrastruktury, zwłaszcza jeśli chodzi o przygotowanie na ekstremalne zdarzenia pożarowe. Jednym z najważniejszych narzędzi stosowanych do modelowania i łagodzenia tych zagrożeń jest krzywa pożarowa RWS.

Została ona opracowana przez holenderskie Ministerstwo Infrastruktury (Rijkswaterstaat); krzywa ta jest specjalnie zaprojektowana do symulowania intensywnych i długotrwałych pożarów, które mogą wystąpić w tunelach drogowych, w szczególności tych z udziałem cystern przewożących duże ilości łatwopalnych cieczy.

Test pożarowy w tunelu Runehamar, do którego odwołaliśmy się we wstępie do pasywnej ochrony przeciwpożarowej w tunelach, potwierdził obciążenia pożarowe i parametry stosowane w krzywej pożarowej RWS.

W niniejszym artykule przyjrzymy się krzywej pożarowej RWS, jej znaczeniu w projektowaniu tuneli oraz temu, jak wypada w porównaniu z innymi krzywymi pożarowymi stosowanymi w inżynierii bezpieczeństwa pożarowego.

Czym jest krzywa pożarowa RWS?

Krzywa pożarowa RWS to wykres czasu-temperatury symulujący pożar na dużą skalę, taki jak pożar cysterny, w zamkniętym środowisku, takim jak tunel.

Jest ona szczególnie surowa i modeluje scenariusz pożaru z udziałem 45 000 litrów benzyny.

Krzywa pożarowa symuluje zachowanie pożaru w czasie, z szybkim wzrostem temperatury, utrzymującym się wysokim poziomem ciepła i stopniową fazą chłodzenia.
Oto zestawienie kluczowych cech krzywej pożarowej RWS:

Źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rws_tunnel_curve.jpg

– Maksymalna temperatura: Temperatura pożaru osiąga szczyt około 1350°C (2462°F), co jest znacznie wyższe niż w typowych scenariuszach pożarów budynków.
– Maksymalna temperatura na powierzchni betonu – nie większa niż 380°C
– Maksymalna temperatura dla zbrojenia – nie większa niż 250°C
– Czas trwania: Pożar utrzymuje tę wysoką temperaturę przez dłuższy okres, często 2 godziny. W niektórych przypadkach modyfikacje krzywej wydłużają czas trwania wysokiego ciepła do 3 godzin.
– Cel: Krzywa służy do oceny odporności ogniowej konstrukcji i materiałów tunelowych, zapewniając, że wytrzymają one intensywne ciepło bez utraty integralności strukturalnej.

W ostatnich latach projektanci i operatorzy tuneli wymagają przeprowadzenia testów pożarowych na próbkach betonu, które mają być użyte jako wykładzina tunelu.

Czasami dochodzi do efektu odpryskiwania nawet w temperaturach poniżej 380°C. W takich przypadkach system ochrony przeciwpożarowej tunelu musi być w stanie chronić beton w tych obniżonych temperaturach.

Źródło: Dziennik Ustaw

Dlaczego opracowano krzywą pożarową RWS?

Tunele są istotnymi elementami nowoczesnych sieci transportowych, zwłaszcza w obszarach miejskich i górzystych.

Stanowią jednak unikalne wyzwania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego. Pożary w tunelach, szczególnie te z udziałem pojazdów przewożących łatwopalne materiały, takie jak benzyna czy olej napędowy, mogą osiągać ekstremalnie wysokie temperatury i trwać przez dłuższy czas, czyniąc je bardziej niebezpiecznymi niż typowe pożary budynków.

Krzywa pożarowa RWS została opracowana w celu symulowania najgorszych scenariuszy pożarowych w tunelach drogowych, takich jak całkowicie ogarnięty pożarem cysterny. Dzięki zastosowaniu tej krzywej w projektowaniu i ocenach bezpieczeństwa inżynierowie mogą zapewnić, że tunele są wyposażone w wystarczające środki ochrony przeciwpożarowej.

Rijkswaterstaat (RWS), operacyjny oddział holenderskiego Ministerstwa Infrastruktury i Gospodarki Wodnej, ustanowił rygorystyczne wymagania dotyczące odporności ogniowej tuneli drogowych w Holandii. Specyfikacje te opierają się w dużej mierze na procedurach testów pożarowych opisanych w dokumencie „2008-Efectis-R0695 Procedura badań pożarowych dla betonowych obudów tunelowych”.

Początkowe wytyczne badawcze wprowadzono w 1986 r. w raporcie TNO „BI-86-69 – Procedura badania pożarowego ochrony tuneli”, który obejmował badania na płytach betonowych z użyciem nowo opracowanej krzywej pożarowej RWS symulującej pożar węglowodorowy.

W 1998 r. RWS i TNO (obecnie Efectis Nederland) wspólnie opracowały bardziej kompleksową procedurę w dokumencie „1998-CVB-R1161 (rev.1) – Ochrona przeciwpożarowa tuneli”, która rozszerzyła testy systemów ochrony przeciwpożarowej i obejmowała oceny zachowania betonu podczas odpryskiwania w pożarach.

Efectis opublikował zaktualizowaną wersję tej procedury w 2008 r. jako dokument „2008-Efectis-R0695”, zaprojektowany w celu uwzględnienia szerszego zakresu projektów tuneli i materiałów ochrony przeciwpożarowej. W ostatnich latach, wraz z postępem technologii ochrony przeciwpożarowej i pojawieniem się nowych materiałów ognioodpornych, RWS i Efectis ponownie zrewidowały procedurę w 2020 r.

Rewizja ta obejmuje nowe standardy oceny składu betonu w celu lepszej oceny odpryskiwania, a także badania odporności ogniowej dodatkowych elementów tunelu, takich jak drzwi i kanały kablowe. Najnowsze aktualizacje wprowadziły również możliwości badań na miejscu dzięki zastosowaniu mobilnych pieców, uznając rosnące zapotrzebowanie na oceny bezpieczeństwa pożarowego wykonywane na miejscu, w istniejącym tunelu.

Przykład takiego badania opisuje jeden z wykonawców pasywnej ochrony przeciwpożarowej – TBT, a także Efectis.
Wersja z 2020 r., zatytułowana „Efectis-R0695 2020 Procedura badań pożarowych dla betonowych obudów tunelowych i innych elementów tunelu”, zawiera te zmiany, odzwierciedlając najnowszą wiedzę i praktyki w zakresie bezpieczeństwa pożarowego tuneli.

Jak stosowana jest krzywa pożarowa RWS?

Krzywa pożarowa RWS jest używana w projektowaniu i budowie tuneli do oceny odporności ogniowej elementów konstrukcyjnych, w tym:
– Obudów betonowych – Beton w tunelach musi wytrzymywać ekstremalne ciepło bez pękania czy odpryskiwania, co mogłoby zagrozić integralności konstrukcyjnej tunelu.
– Zbrojenia stalowego – Zbrojenia stalowe w tunelu muszą również opierać się ciepłu, zapobiegając zawaleniu podczas i po pożarze.
– Systemów ochrony ppoż tuneli – Materiały pasywnej ochrony przeciwpożarowej tuneli, płyty ogniochronne lub okładziny ognioodporne oraz systemy wentylacyjne są projektowane na podstawie temperatury i czasu trwania pożarów modelowanych przez krzywą RWS.

Dzięki zastosowaniu krzywej RWS projektanci tuneli zapewniają, że nawet w przypadku pożaru na dużą skalę konstrukcja tunelu pozostanie nienaruszona na tyle długo, aby umożliwić bezpieczną ewakuację i działania gaśnicze.

Porównanie z innymi krzywymi pożarowymi tuneli

Krzywa pożarowa RWS to tylko jedna z kilku krzywych pożarowych stosowanych w inżynierii bezpieczeństwa pożarowego, z których każda reprezentuje różne scenariusze pożarowe:
– Krzywa ISO 834: Krzywa pożarowa ISO 834 to standardowa krzywa pożarowa stosowana w ogólnych projektach budynków z uwzględnieniem pożaru celulozowego.

Reprezentuje typowe scenariusze pożarowe w budynkach, z niższą maksymalną temperaturą (około 1000°C) w porównaniu z krzywą RWS.

Chociaż nadaje się do standardowych budynków, nie uwzględnia ekstremalnych warunków pożarów tunelowych.

– Krzywa węglowodorowa (HC): Krzywa węglowodorowa służy do symulowania pożarów z udziałem paliw węglowodorowych, takich jak ropa i gaz.

Osiąga temperaturę około 1100°C i jest stosowana w warunkach przemysłowych, na platformach offshore oraz w niektórych projektach tuneli.

Krzywa RWS reprezentuje bardziej surowy scenariusz, z wyższą temperaturą szczytową i dłuższym czasem trwania.

– Zmodyfikowana krzywa węglowodorowa (HCM): Krzywa HCM to adaptacja krzywej węglowodorowej, z wyższą temperaturą szczytową około 1300°C.

Jest również stosowana w tunelach, ale reprezentuje nieco mniej intensywny scenariusz pożarowy w porównaniu z krzywą RWS.

Gdzie stosowana jest krzywa RWS?

Krzywa RWS jest szeroko uznawana i stosowana w kilku krajach w zakresie bezpieczeństwa pożarowego tuneli, szczególnie w kontekście tuneli drogowych. Niektóre z kluczowych krajów, które włączają krzywą pożarową RWS do swoich standardów krajowych lub praktyk projektowych, to:
Holandia – Jako twórca krzywej pożarowej RWS, Holandia stosuje tę krzywą szeroko w swoich standardach krajowych dotyczących projektowania tuneli drogowych i bezpieczeństwa pożarowego.
Belgia – Regiony niderlandzkojęzyczne Belgii również wykorzystują krzywą RWS w specyfikacjach i projektowaniu tuneli.
Polska – Ostatnia aktualizacja przepisów budowlanych dla tuneli obejmuje krzywą pożarową RWS dla polskich tuneli drogowych. Pełny tekst dostępny jest tutaj.
Chociaż dziennik ustaw nie mówi wprost o krzywej RWS, a jedynie o krzywej tunelowej, to podaje cechy charakterystyczne dla krzywej RWS.

USA – NFPA 502 odnosi się do ochrony przeciwpożarowej tuneli z krzywą pożarową RWS.
Arabia Saudyjska – W licznych projektach w Arabii Saudyjskiej spotkaliśmy się z wymaganiami zgodnie z NFPA 502.
Korea Południowa – Ostatnie aktualizacje Ministerstwa Ziemi, Infrastruktury i Transportu Korei w Wytycznych dotyczących ogniochronności tuneli drogowych również wspominają krzywą pożarową RWS.

Znaczenie krzywych pożarowych w bezpieczeństwie tuneli

Krzywe pożarowe, takie jak RWS, są niezbędnymi narzędziami zapewniającymi, że tunele są projektowane zgodnie z najwyższymi standardami bezpieczeństwa.

Symulując realne scenariusze pożarowe, krzywe te pomagają inżynierom określić niezbędną odporność ogniową materiałów i konstrukcji.

Tunele, ze względu na swoją zamkniętą naturę, wymagają solidnej ochrony przeciwpożarowej, aby zapobiec katastrofalnym uszkodzeniom i zapewnić bezpieczeństwo osobom ewakuującym się.
Oprócz projektowania konstrukcyjnego krzywe pożarowe informują również o rozwoju systemów wentylacyjnych i technologii tłumienia pożarów.

Systemy te muszą być w stanie zarządzać ekstremalnym ciepłem i dymem, chroniąc zarówno konstrukcję tunelu, jak i osoby znajdujące się wewnątrz.

Krzywa pożarowa RWS jest kluczowym narzędziem w dziedzinie bezpieczeństwa pożarowego tuneli, szczególnie dla tuneli drogowych. Symulując intensywne warunki pożaru na dużą skalę, takiego jak pożar cysterny, krzywa RWS zapewnia, że tunele wytrzymają ekstremalne ciepło i nadal będą zapewniać bezpieczne przejście dla ewakuacji i działań gaśniczych.

Wraz z rozwojem infrastruktury i coraz większą złożonością sieci transportowych zastosowanie zaawansowanych krzywych pożarowych, takich jak RWS, będzie kluczowe dla ochrony życia i zachowania krytycznych konstrukcji.

Dzięki rygorystycznym testom i przestrzeganiu standardów bezpieczeństwa pożarowego tunele mogą być projektowane tak, aby wytrzymywały nawet najcięższe scenariusze pożarowe, zapewniając, że pozostaną bezpieczne i funkcjonalne w przypadku sytuacji awaryjnej.

Płyty ppoż do tuneli Aestuver a krzywa pożarowa RWS

Dlaczego w ogóle poruszamy temat tej krzywej pożarowej w kontekście płyt ppoż tunelowych Aestuver? Jednym z najelepszych sposobów na zabezpieczenie konstrukcji tunelu przed dewastującymi skutkami pożaru jest zastosowanie płyt ogniochronnych Aestuver.

Poprzez montaż płyt ppoż Aestuver można ograniczyć maksymalną temperaturę na powierzchni betonu do wymagań projektowych.

Płyta tunelowa Aestuver została przebadana w warunkach pożaru RWS  tj. RWS120 oraz RWS180. Grubość okładziny w takich przypadkach jest dobierana na podstawie wymagań projektowych i maksymalnych temperatur dopuszczonych na powierzchni betonu. W ten sposób płyta ppoż zabezpiecza konstrukcję przed zjawiskiem spallingu (odpryskiwania).