Pojmy a zkratky

Za předpokladu, požárního úseku s prostorovým vzplanutím požáru po tzv. „flashover“ efektu, je uvažován zjednodušenými jednozónovými modely i rovnoměrný vývoj teplot v celém PÚ. Pro určení maximální teploty se využije jedna z křivek vývoje teplot požáru. Některé tyto křivky teplotu počítají pomocí tzv. požárního rizika pro PÚ. To je vyjádřeno pomocí výpočtového požárního zatížení pro nevýrobní objekty a ekvivalentní dobou trvání požáru (v minutách) pro výrobní objekty. Je určeno charakterem objektu, jeho funkcí, technickým a technologickým zařízením, konstrukčním, dispozičním a případně urbanistickým řešení, požárně bezpečnostními opatřeními apod.

Požární zatížení v českých normách představuje pomyslné množství kilogramů smrkového dřeva na metr čtvereční PÚ [kg/m²] jehož výhřevnost je ekvivalentní výhřevnosti hořlavých látek v PÚ. Pro použití v dalších rovnicích je uvažováno, že 1 min doby trvání požáru odpovídá přibližně 1 kg/m² smrkového dřeva požárního zatížení.

Jedná se o množství tepla Q, které může hořlavý materiál při požáru uvolnit. Toto množství lze určit z následujícího vztahu.

Q           je celkové množství uvolněného tepla [J/s∙W]
H_i          výhřevnost (i-té) hořlavé nebo nesnadno hořlavé látky [J/kg]
M_i          hmotnost (i-té) látky [kg]
n            počet hořlavých nebo nesnadno hořlavých látek

Pro zjednodušení výpočtu je toto množství uvolněného tepla přepočteno na normovou výhřevnost suchého smrkového dřeva o hodnotě H_d = 16,75 MJ/kg = 16,75 ∙ 10⁶ J/kg. Veličina je označována jako požární zatížení p [kg] a pro přepočet z celkového množství uvolněného tepla platí následující vztah.

p            je požární zatížení (průměrné) [kg/m²]
Q           celkové množství uvolněného tepla [J/s∙W]
S            celková plocha požárního úseku v [m²]
H_d          normová výhřevnost suchého smrkového dřeva 16,75 ∙ 10⁶ [J/kg]
H_i          výhřevnost (i-té) hořlavé nebo nesnadno hořlavé látky [J/kg]
M_i          hmotnost (i-té) látky [kg]

Požární zatížení se skládá ze stálého požárního zatížení, které představuje hmotnost a výhřevnost hořlavých látek obsažených ve stavebních konstrukcích, kromě hořlavých látek v nosných konstrukcích zajišťující stabilitu objektu a v požárně dělících konstrukcích. Jedná se o konstrukce podlahy, oken a dveří, které v objektu jsou napevno zabudovány. Další složkou je nahodilé požární zatížení, které reprezentuje hořlavé látky obsažené v předmětech jako je nábytek, technologická zařízení, skladované hmoty a výrobky, zařizovací předměty, popř. jejich hořlavé součásti, náplně, izolace apod. Tato část se za běžných podmínek v posuzovaném úseku vyskytuje, avšak nemusí být nutně stálá. Platí tedy následující vztah.

p_s           je stálé požární zatížení [kg/m²]
p_n           nahodilé požární zatížení [kg/m²]

Pro posouzení v rámci požárně bezpečnostního řešení se uvažuje s upraveným požárním zatížením, ve kterém je zohledněn vliv rychlosti odhořívání z hlediska charakteru hořlavých látek – součinitel a. Rychlost odhořívání z hlediska stavebních podmínek – součinitel b. Vliv PBZ (požárně bezpečnostního zařízení) – součinitel c, který zahrnuje vliv automatické požární signalizace na průběh požáru, vliv zásahu profesionální požární jednotky, vliv stabilních a automatických hasicích zařízení a vliv automatické požární ventilace. Pro stanovení součinitele c se použije příznivější vliv z výše uvedených. Hodnoty součinitelů jsou podobně rozebrány v ČSN 73 0802. Finální hodnota výpočtového zatížení se započtením výše uvedených součinitelů se získá pomocí následující rovnice.

p_s           je stálé požární zatížení [kg/m²]
p_n           nahodilé požární zatížení [kg/m²]
a            součinitel vyjadřující rychlost odhořívání z hlediska charakteru hořlavých látek [-]; platí: 0,8 ≤ a ≤ 1,2
b            součinitel vyhadřující rychlost odhořívání z hlediska stavebních podmínek [-]; platí: 0,5 ≤ b ≤ 1,7
c            součinitel vyjadřující vliv požárně bezpečnostních opatření [-]; platí: 0,5 ≤ c ≤ 1,0

Pro urychlení výpočtu se v praxi používají tabelární hodnoty pro dané provozy v posuzovaném objektu. Příloha A ČSN 73 0802 udává hodnoty nahodilého požárního zatížení p_n a součinitele a_n pro typické druhy provozů nebo objektů. Hodnoty mají charakter průměrného (reprezentativního) zatížení. Jestliže se v jednom PÚ vyskytují provozy o různé hodnotě nahodilého požárního zatížení p_n, určí se hodnota p_n pro celý požární úsek podle následující rovnice.

p_ni          je nahodilé požární zatížení i-tého provozu [kg/m²]
S_i           podlahová plocha, na které se i-tý provoz vyskytuje [m²]
S             celková plocha požárního úseku [m²]
j             počet provozů v požárním úseku [-]

Obdobně tomu je pro součinitel a_n.

p_ni          je nahodilé požární zatížení i-tého provozu [kg/m²]
a_ni          hodnota součinitele a_n i-tého provozu [-]
S_i           podlahová plocha, na které se i-tý provoz vyskytuje [m²]
j             počet provozů v požárním úseku [-]

V předchozím výpočtu byl zanedbán podíl požárního zatížení od nosné konstrukce. V případě, kdy je v objektu dřevěný trámový strop, dojde k většímu vývoji tepla vlivem hoření i těchto konstrukcí. Z tohoto důvodu se hodnota výpočtového zatížení navýší. U smíšeného konstrukčního systému o 5 kg / m², u hořlavého konstrukčního systému typu DP2 o 10 kg / m² a u hořlavého konstrukčního systému typu DP3 o 15 kg / m². U částečně požárně otevřených ploch obvodových stěn se připočte hodnota 60 kW/m², což odpovídá 15 p_v = 15 kg/m² a u požárně otevřených ploch střešních plášťů je stanovena hodnotou 87 kW/m², což odpovídá p_v = 30 kg/m². Konečná hodnota požárního zatížení se zohledněním konstrukčního systému se vyjádří následujícím vztahem.

_pv            je výpočtové požární zatížení se zohledněním vlivu konstrukčního systému [kg/m²]
p_v           výpočtové požární zatížení [kg/m²]
p_v,KS       vliv konstrukčního systému na požární zatížení [kg/m²]

Pro stanovení teploty v hořícím PÚ se používá více metod v závislosti na zvoleném modelu. Výslednou hodnotu  lze použít pro stanovení teploty v hořícím PÚ.

Doba trvání požáru se stanovuje pro výrobní objekty jeho ekvivalentem požárního zatížení. Z hlediska požární ochrany se uvažuje, že jedna min trvání požáru odpovídá požárnímu zatížení rovnému 1 kg/m². Tento přibližný ekvivalent vznikl pro zjednodušení výpočtů. Ve vztahu k požárnímu riziku určenému výpočtovým požárním zatížením p_v lze přibližně předpokládat následující tvrzení.

p_v           je výpočtové požární zatížení při součiniteli a = 0,86; c =1,0 ve smyslu ČSN 73 0802 [kg/m²]

Pro výrobní objekty se obdobným způsobem jako pro objekty nevýrobní, popsaným v ČSN 73 0804, stanoví požární zatížení p, průměrné požární zatížení  nebo místně soustředěné požární zatížení p_m. Z tohoto zatížení se stanoví ekvivalentní doba trvání požáru v min vyjadřující požární riziko PÚ, případně jeho části.

Do průměrného požárního zatížení  se nezapočítávají hořlavé látky tvořící místně soustředěné požární zatížení p_m a stanoví se z následující rovnice.

S_i           je půdorysná plocha, na které se vyskytuje i-té nahodilé a stálé požární zatížení [m²]
S            celková půdorysná plocha požárního úseku [m²]
k_1i          součinitel výhřevnosti i-tého nahodilého a stálého požárního zatížení [-]
j             počet druhů hořlavých látek (počet druhů nahodilého a stálého požárního zatížení) [-]

Ekvivalentní dobu trvání požáru lze zjistit podle empirické rovnice v závislosti na požárním zatížení p, parametru odvětrání F₀ a součinitele k₃ z následující rovnice.

p            je požární zatížení [kg/m²]
k₃           součinitel určený dle 6.4.5 ČSN 73 0804 a tabulky 2 [-]
F₀          parameter odvětrání [m^1/2]
c            součinitel vyjadřující vliv požárně bezpečnostních opatření [-]; platí: 0,5 ≤ c ≤ 1,0

Pro průměrné požární zatížení  a rychlost odhořívání jeho látek se stanoví pravděpodobná doba trvání požáru dle následujícího vztahu.

p            je průměrné požární zatížení [kg/m²]
v_v           rychlost odhořívání látek tvořících průměrné požární zatížení [kg/m²/min]
c            součinitel vyjadřující vliv požárně bezpečnostních opatření [-]; platí: 0,5 ≤ c ≤ 1,0

Pro soustředěné požární zatížení platí p_m platí obdobná rovnice pro výpočet pravděpodobné doby trvání požáru.

p_m          je místně soustředěné požární zatížení [kg/m²]
v_p           rychlost odhořívání látek tvořících místně soustředěné požární zatížení [kg/m²/min]
c            součinitel vyjadřující vliv požárně bezpečnostních opatření [-]; platí: 0,5 ≤ c ≤ 1,0

Stejně jako pro požární zatížení u nevýrobních objektů je u výpočtu doby trvání požáru zanedbán podíl požárního zatížení od samotné konstrukce. Je uvažováno navýšení ekvivalentní doby trvání požáru o 5 min pro konstrukční systém smíšený, 10 min pro konstrukční systém hořlavý typu DP2 a 15 min pro konstrukční systém hořlavý typu DP3. U částečně požárně otevřených ploch obvodových stěn se uvažuje hodnota 60 kW/m², což odpovídá 15  = 15 kg / m². Konečná hodnota ekvivalentní doby trvání požáru se zohledněním konstrukčního systému se vyjádří následujícím vztahem.

τ_e´            je ekvivalentní doba trvání požáru se zohledněním vlivu konstrukčního systému [min]
τ_e           ekvivalentní doba trvání požáru [min]
τ_e,KS       vliv konstrukčního systému na doba trvání požáru [min]

Pro stanovení teploty v hořícím PÚ se používá několik metod v závislosti na zvoleném modelu. Hodnota  nebo  lze použít pro stanovení teploty v hořícím PÚ.