Trajnostna raba lesenih konstrukcij – požarne in popožarne deterministične in verjetnostne rešitve

Opis:

Pri načrtovanju okolju prijaznih in trajnostnih objektov, je les nepogrešljiv material, ki nemalokrat predstavlja celoten ali velik del nosilnega sistema konstrukcije. Zato je vseskozi navzoč izziv, kako čim bolje načrtovati nove lesene stavbe za doseganje čim večje trajnosti tovrstnih objektov. Velik izziv pri tem nedvomno predstavlja zahteva glede požarne varnosti in s tem povezane požarne odpornost lesenih objektov. Poleg tega, je z vidika trajnosti leseno stavbo potrebno zasnovati tako, da lahko v svoji življenjski dobi preživi požar, po požaru pa lahko še vedno služi normalni uporabi, brez menjave njenih nosilnih elementov. Za to, pa je poleg poznavanja obnašanja lesene konstrukcije med požarom, potrebno poznati tudi odziv lesene konstrukcije po požaru. Pri lesenih konstrukcijah je pomembno poznavanje vsebnosti vlage, ki ima velik vpliv na reološko, tj. dolgotrajno mehansko obnašanje lesenih elementov. Še posebej je lahko izrazit vpliv visoke vsebnosti proste vode, ki se lahko pojavi v lesu zaradi posledic gašenja požara. Ker je problem varnosti v pogojih požara in normalnih pogojih uporabe po požaru zelo kompleksen, je pri tem ključno povezovanje strokovnjakov in znanstvenikov različnih strok ter vpeljava inovativnih eksperimentalnih metod in numeričnih modelov. Na projektu bodo sodelovale tri raziskovalne organizacije s področij gradbeništva, lesarstva in preizkušanja materialov, ki imajo dolgoletne izkušnje z eksperimentalnimi raziskavami in numeričnim modeliranjem različnih gradbenih materialov.

Ključni cilji:

Osrednji cilj projekta predstavlja razvoj novih numeričnih modelov za napovedovanje dolgotrajnega obnašanja lesenih konstrukcij v pogojih požara in v običajnih pogojih, ki vladajo po požaru ter razvoj novih naprednih eksperimentalnih metod za določitev fizikalnih, reoloških in mehanskih lastnosti lesa kakor tudi lastnosti oglenenja ter vnosa vode v les zaradi posledic gašenja požara. Projekt je tako smiselno razdeljen na dva dela, in sicer na numerični del in eksperimentalni del.

V okviru numeričnega dela so predvideni trije osrednji cilji projekta in sicer:
(1) Razvoj novega, probabilističnega toplotno-vlažnostno-piroliznega modela.
(2) Razširitev toplotno-vlažnostno-piroliznega modela, z upoštevanjem prenosa proste vode, ki je lahko prisotna v lesu zaradi posledic gašenja, ter z upoštevanjem temperaturno odvisne sorpcijske histereze.
(3) Razvoj mehanskega modela za analizo reološkega obnašanja lesenih elementov med in po požaru.

V okviru eksperimentalnega dela predvideni naslednji testi:
(1) Določanje materialnih lastnosti lesa, pri čemer se bomo osredotočali na fizikalne, elastomehanske ter reološke lastnosti na lesu, ki je bil predhodno izpostavljen požaru.
(2) Eksperimentalna določitev oglenenja lesa ter testi navlaženja lesa kot posledica gašenja požara.

Delovni sklopi:

WP 1. Vodenje in koordinacija projekta
WP 2. Eksperimentalno določanje materialnih lastnosti lesa
WP 3. Eksperimentalno določanje oglenenja lesa ter absorpcije vode med gašenjem
WP 4. Razvoj novih naprednih numeričnih modelov