Konsekwencją stosowania zabezpieczeń ogniochronnych elementów stalowych jest
A. obniżenie współczynnika masywności chronionego elementu.
B. zwiększenie szczelności ogniowej chronionego elementu.
C. zmniejszenie przewodności cieplnej chronionego elementu.
D. wzrost temperatury krytycznej chronionego elementu.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2015 (arkusz Z.23-X-15.05).
Zabezpieczenie ogniochronne stali działa przede wszystkim tak, że spowalnia nagrzewanie elementu podczas pożaru. W praktyce oznacza to obniżenie obliczeniowego współczynnika masywności chronionego elementu, czyli relacji powierzchni nagrzewanej do objętości lub pola przekroju stali, często zapisywanej jako Aₘ/V. Im większy ten współczynnik, tym szybciej stal łapie temperaturę. Gdy belkę, słup albo kratownicę stalową obudujemy płytami ogniochronnymi, natryskiem mineralnym albo farbą pęczniejącą, ciepło nie dociera już tak bezpośrednio do stali. Element zachowuje nośność dłużej, bo wolniej zbliża się do temperatury, przy której następuje utrata wytrzymałości. Moim zdaniem to jest jedna z ważniejszych rzeczy przy projektowaniu odporności ogniowej konstrukcji stalowych, bo sama stal bez ochrony potrafi bardzo szybko stracić nośność. W normach i dobrej praktyce, np. przy podejściu zgodnym z PN-EN 1993-1-2 oraz klasyfikacją odporności ogniowej według PN-EN 13501-2, dobiera się grubość zabezpieczenia właśnie do profilu stalowego, jego masywności, wymaganej klasy R 30, R 60, R 120 itd. Czyli nie chodzi o magiczne ulepszenie stali, tylko o ograniczenie dopływu ciepła i poprawę zachowania elementu w warunkach pożaru.
Przy zabezpieczeniach ogniochronnych konstrukcji stalowych łatwo pomylić kilka pojęć, bo wszystkie brzmią trochę podobnie i dotyczą zachowania elementu w pożarze. Temperatura krytyczna stali nie rośnie tylko dlatego, że nałożymy farbę pęczniejącą, natrysk ogniochronny albo obudowę z płyt. Temperatura krytyczna zależy głównie od stopnia wykorzystania nośności elementu, rodzaju stali i warunków pracy konstrukcji. Zabezpieczenie sprawia raczej, że stal wolniej do tej temperatury dochodzi. To subtelna, ale bardzo ważna różnica, szczególnie przy obliczeniach odporności ogniowej. Nie można też mówić, że zabezpieczenie zwiększa szczelność ogniową samego elementu stalowego. Szczelność ogniowa, oznaczana zwykle literą E, dotyczy przegród, ścian, stropów, drzwi czy zamknięć, czyli zdolności do powstrzymania płomieni i gorących gazów. Belka stalowa albo słup stalowy sam z siebie nie jest przegrodą oddzielającą strefy pożarowe, więc takie rozumowanie prowadzi na manowce. Podobnie przewodność cieplna stali jako materiału się nie zmienia. Stal dalej ma swoją przewodność, a izolacja po prostu ogranicza przepływ ciepła do niej. Z mojego doświadczenia uczniowie często mówią wtedy, że zmniejszyła się przewodność elementu, ale technicznie poprawniej jest powiedzieć, że zmniejszono intensywność nagrzewania przez zastosowanie warstwy ochronnej. W obliczeniach i doborze systemu liczy się obniżenie efektywnego wpływu powierzchni nagrzewanej, czyli współczynnika masywności Aₘ/V, a następnie dobranie odpowiedniej grubości zabezpieczenia zgodnie z aprobatą, ETA, kartą techniczną producenta i wymaganiami klasy odporności ogniowej.