Výzkumníci z Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT vyvinuli nový variabilní zatěžovací rám pro středněrozměrovou požární pec MiniFUR. Díky němu lze při požárních zkouškách kombinovat působení vysokých teplot s mechanickým zatížením zkoušených prvků. Laboratoř tak nově dokáže věrněji simulovat reálné chování konstrukcí a jejich prvků při požáru.
Dosavadní zkoušky ve středněrozměrové peci MiniFUR bylo možné provádět pouze na nezatížených vzorcích. Tyto testy sloužily především k indikativnímu ověřování celistvosti (mezní stav E) a izolačních vlastností konstrukcí (mezní stav I), nikoli však jejich nosnosti a stability při požáru (mezní stav R). „Mechanické zatížení je pro výslednou požární odolnost zcela zásadní, protože ji může významně negativně ovlivňovat - například urychlovat ztrátu únosnosti, podporovat vznik nadměrných deformací a trhlin nebo vést k předčasnému porušení spojů. Naším cílem bylo přiblížit indikativní požární zkoušky reálným podmínkám, kdy jsou konstrukce během požáru současně vystaveny vysokým teplotám i mechanickému namáhání," říká Martin Hataj z týmu Konstrukčního inženýrství UCEEB ČVUT.
Nově vyvinuté zařízení tvoří modulární zatěžovací rám, který lze přizpůsobit různým typům zkoušek. Umožňuje zatěžování stěnových panelů a sloupů v tlaku až do cca 200 kN, stejně jako zkoušky prutových prvků (například nosníků, táhel či spojů) v tahu až do 100 kN. Díky tomu lze v peci MiniFUR testovat jak stěnové dílce a konstrukční prvky, tak i jejich detaily, například spoje konstrukcí.
Na vývoji zařízení spolupracovaly týmy Konstrukčního inženýrství, Elektronických systémů a diagnostiky a Požární bezpečnosti. Návrh ocelového rámu vznikl na UCEEB stejně jako hydraulický systém, který vyvozuje zatížení a umožňuje kontinuální monitoring a záznam tlaku v hydraulickém systému.
Pro průmyslové zákazníky i výzkumné partnery představuje nové zařízení možnost ověřovat nosnost konstrukcí při požáru, optimalizovat jejich návrh před certifikačními zkouškami v akreditovaných laboratořích a testovat kritické konstrukční detaily. Zařízení bylo úspěšně seřízeno pomocí kalibračních siloměrů a ověřeno validačními zkouškami v tlaku i tahu, přičemž již našlo komerční uplatnění.
Jednou z prvních aplikací bylo například ověření různých typů ochrany ocelových spojovacích prostředků ve spojích dřevěných nosníků ve spolupráci se společností Michna&Perháč s.r.o. „Proběhly požární tahové zkoušky dřevěných spojů, při nichž jsme sledovali, jak konstrukční detaily ovlivňují chování spojů při kombinaci vysoké teploty a mechanického zatížení. Testovali jsme různé varianty provedení kolíků a drážek a jejich vliv na rychlost ztráty únosnosti a porušení spoje při požáru. Právě možnost takto detailně a realisticky ověřovat chování spojů je klíčová pro návrh bezpečných a odolných dřevostaveb," uvedl Ondřej Perháč z vedení společnosti Michna&Perháč s.r.o.