Bezpieczeństwo pożarowe dachów zielonych

Dach zielony to uporządkowany system warstw, w którym każda pełni określoną funkcję w systemie jedno- lub wielowarstwowym. Bywa, że wiele warstw pełni równocześnie kilka funkcji i wzajemnie się uzupełnia.

Jedną z podstawowych warstw dachu zielonego, niezbędną do jego prawidłowego funkcjonowania, jest warstwa hydroizolacji, najczęściej wykonana z rolowanego wysoko modyfikowanego elastomerem bitumu, z wytrzymałymi na rozciąganie wkładkami z włóknin poliestrowych, dodatkowo odporna na przerastanie korzeni.

Zwykle są to termozgrzewalne papy bitumiczne o funkcjach zapobiegających przerostowi korzeni.

Termin "dach" najczęściej kojarzy się z najwyższym elementem budynku, nad ostatnią kondygnacją, sporadycznie przeznaczonym do użytkowania przez ludzi, głównie w celach konserwacji i utrzymania (chyba że od początku był projektowany jako np. taras).

W przypadku dachów zielonych sytuacja jest odwrotna i najczęściej mamy do czynienia z powierzchniami na poziomie terenu, wokół których znajdują się budynki.

Dachy zielone w przypadku budynków ZL (kategorie Zagrożenia Ludzi), najczęściej pełnią rolę dachów nad podziemnymi garażami, które zajmują dużo większą powierzchnię niż rzut nadziemnych kondygnacji budynku, dlatego bardzo często podczas ich użytkowania nie zdajemy sobie sprawy, że chodzimy po dachach, stanowiących górne przekrycie kondygnacji podziemnych.

W zabudowie miejskiej, o ograniczonej powierzchni działki, w zasadzie nie ma innej możliwości zapewnienia dostatecznej liczby miejsc parkingowych oraz odpowiedniej ilości zielonych terenów przeznaczonych do rekreacji.

Na FOT. 1., FOT. 2., FOT. 3., FOT. 4. i FOT. 5. zamieszczono przykłady takich rozwiązań.

Układy warstw dachu zielonego

Technologia wykonania dachu zielonego obejmuje określoną metodę przygotowania i prowadzenia procesu jego wytworzenia oraz montażu poszczególnych warstw systemu, a także - jako najważniejszą funkcję - zapewnienie szczelnej oraz trwałej hydroizolacji.

Wiadomo, że za żywotność przekrycia dachowego odpowiedzialna jest hydroizolacja, dlatego od firmy wykonawczej (dekarskiej) wymaga się skrupulatnego, zgodnego ze sztuką budowlaną jej wbudowania, a od producenta samej hydroizolacji - reżimu technologicznego potwierdzającego wysoką klasę materiału.

Dodatkowo, każdy układ dachu zielonego zgodnie z wymaganiami przepisów pożarowych powinien być odporny na ogień zewnętrzny (klasa dachu _BROOF(t1)) oraz (jeżeli będzie wymagana klasa odporności ogniowej przekrycia dachowego) powinien posiadać odpowiednie badania, potwierdzające uzyskanie klasy odporności ogniowej, odpowiednio RE30 lub RE15.

Do najczęściej stosowanego układu warstw dachu zielonego zalicza się układ odwrócony z warstwą termoizolacji znajdującą się nad warstwą hydroizolacji. W takim układzie termoizolacja chroni mechanicznie hydroizolację bitumiczną, szczególnie przed przerastaniem jej przez systemy korzeniowe roślin.

Występuje również układ dachu zielonego tradycyjny, lecz ze względu na wysokie koszty materiałowe oraz wykonawcze takie rozwiązania stosuje się znacznie rzadziej.

W przypadku budowy dachu zielonego wymagana jest realizacja warstw układanych kolejno jedna na drugiej. Należy pamiętać, że każda z warstw poza górną jest pracą zanikową ze względu na brak swobodnego dostępu do warstwy przykrytej kolejną warstwą techniczną.

W związku z tym budowa poszczególnych warstw takiego dachu (a w szczególności hydroizolacji) wymaga nie tylko skrupulatnego i precyzyjnego wykonania, lecz także dopełnienia czynności odbiorowych przez kierownika budowy, inspektora nadzoru budowlanego bądź inną uprawnioną osobę.

Przestrzeganie zasad wykonawczych przy tak określonej kolejności prac pozwala na uniknięcie błędów, a częściowe odbiory prac minimalizują prawdopodobieństwo wystąpienia usterek.

Dachy zielone dzieli się na tzw. systemowe i niesystemowe.

W tych pierwszych gwarancja materiałowa udzielana jest na całość systemu przez producenta. Takie rozwiązania są droższe w realizacji, lecz zapewniają większe bezpieczeństwo nie tylko użytkownikom, lecz przede wszystkim inwestorowi oraz projektantowi w przypadku ewentualnej wady, w tym nieszczelności w hydroizolacji.

Dachy zielone tzw. niesystemowe są najczęściej projektowane i wykonywane indywidualnie lub realizowane według własnego projektu, w którym poszczególne warstwy, w tym hydroizolacja, wykonane są z komponentów różnych dostawców.

Żaden z producentów poszczególnych komponentów dachu zielonego nie gwarantuje prawidłowego działania całego układu wszystkich warstw, lecz tylko i wyłącznie prawidłowe działanie danego produktu (np. hydroizolacji), co w razie wystąpienia problemów może stanowić problem w ustaleniu winnego.

W przypadku rozwiązań systemowych wykonawca nie ma możliwości zmiany np. samej hydroizolacji, która jest przewidziana w rozwiązaniu, ponieważ każda zmiana oznacza utratę gwarancji producenta. Jest to istotne również w kontekście posiadanych klasyfikacji ogniowych, które odnoszą się do konkretnego układu warstw i dowolna zmiana komponentów (np. izolacji termicznej) wymaga przeprowadzenia badań ogniowych.

Ze względu na sposób mocowania hydroizolacji oraz rodzaj termoizolacji dachy zielone dzieli się na:

• dachy wykonane w układzie tradycyjnym, z wykorzystaniem termoizolacji ze styropianu i mocowaniem mechanicznym hydroizolacji,
• dachy wykonane w układzie odwróconym - hydroizolacja mocowana do podłoża za pomocą zgrzewania z wykorzystaniem termoizolacji w postaci płyt XPS układanej na luźno.

Typowy system dachu zielonego ekstensywnego w układzie odwróconym składa się z następujących warstw (wymieniane od góry):

• warstwa roślinna - nasadzenie ekstensywne, w tym maty rozchodnikowe,
• podłoże wegetacyjne - substrat typ ekstensywny o gr. min. 5 cm,
• warstwa z włókniny filtracyjno-separacyjnej,
• warstwa z maty drenażowo-retencyjnej - zdolność kumulacyjna min. 3 l/m²,
• warstwa z geowłókniny dyfuzyjno-separacyjnej - wytrzymałość na rozerwanie min. 1,2 kN,
• warstwa termoizolacyjna typu XPS,
• warstwa hydroizolacyjna:
  - papa wierzchniego krycia odporna na przerastanie korzeni, zgrzewalna,
  - papa podkładowa zgrzewalna,
  - grunt bitumiczny,
• strop żelbetowy z warstwą spadkową.

Typowy system dachu zielonego typu ekstensywnego w układzie tradycyjnym składa się z następujących warstw (wymieniane od góry):

• warstwa roślinna - nasadzenie ekstensywne, w tym maty rozchodnikowe,
• podłoże wegetacyjne - substrat typ ekstensywny gr. min. 5 cm,
• warstwa z włókniny filtracyjno-separacyjnej,
• warstwa z maty drenażowo-retencyjnej - zdolność kumulacyjna min. 3 l/m²,
• warstwa z geowłókniny dyfuzyjno-separacyjnej - wytrzymałość na rozerwanie min. 1,2 kN,
• warstwa hydroizolacyjna:
  - zgrzewalna papa wierzchniego krycia odporna na przerastanie korzeni,
  - papa samoprzylepna,
• termoizolacja - płyty styropianowe, np. EPS 100,
• klej bitumiczny lub poliuretanowy,
• paroizolacja, np. bitumiczna,
• strop żelbetowy z warstwą spadkową, często zagruntowany np. roztworem bitumicznym.

Wymagania ogniowe i kryteria oceny dachów zielonych

Podobnie jak w innych krajach europejskich [1], również w polskich przepisach określono wymagania dla dachów zielonych. Najważniejsze z nich zawarto w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [2], gdzie znalazły się zarówno odniesienia do reakcji na ogień i rozprzestrzeniania ognia [3], jak i do odporności ogniowej dachów [4].

O ile przepisy z zakresu odporności ogniowej są jednoznacznie określone i odnoszą się do czasów klasyfikacyjnych [5] w zakresie nośności i szczelności ogniowej (TAB. 1), o tyle zawarte w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [2] określenia: "nierozprzestrzeniający ognia", "palne", "niepalne", "trudnozapalne", "niekapiące" itp., wymagały wyjaśnień, które powiązały je z euroklasami.

Euroklasy z zakresu reakcji na ogień szczegółowo opisano w normie klasyfikacyjnej PN-EN 13501-1:2008 A1:2010 [6], natomiast powiązanie polskich określeń z euroklasami zawarto w Instrukcji ITB 401/2004 [7], która została implementowana do załącznika 3 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [2], o czym dodatkowo informuje § 208a (TAB. 2).

W przypadku rozprzestrzeniania ognia przez dachy przepisy Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [2] odwołują się do metody pierwszej (t1), opisanej w normie PN-ENV 1187:2004 A1:2007 [8].

W zależności od deklaracji nachylenia dachu (do lub powyżej 20°) każdą z 4 próbek bada się odpowiednio pod kątem 15° lub 45°.

Próbki o minimalnych wymiarach 0,8 m×1,8 m (FOT. 6. i FOT. 7.) są tak dobrane, by w pełni reprezentowały wszystkie szczegóły praktycznego zastosowania, z uwzględnieniem zarówno podkładów, jak i rodzaju oraz liczby warstw materiałów dachowych (łącznie z izolacjami, barierami paroszczelnymi itp.), a także połączeń między warstwami.

Badanie można zakończyć wcześniej, jeśli w oczywisty sposób nie następuje pojawienie się ognia, tlenie, dym, płomienie osiągną krawędź próbki, nastąpi penetracja ognia lub istnieje zagrożenie dla bezpieczeństwa personelu, ewentualnie możliwość uszkodzenia wyposażenia badawczego.

Podczas badania obserwuje się przesuwanie frontu płomienia, a w przypadku dachów płaskich, mierzy się promień rozprzestrzeniania ognia L [mm].

Dodatkowo rejestruje się czas, w którym:

• płomień przesunie się w górę lub dół o 100 mm, 300 mm, 500 mm lub 700 mm,
• pojawią się symptomy palącego się materiału (np. płonące krople),
• nastąpi penetracja ognia,
• powstaną otwory (powyżej 25 mm²) lub pęknięcia (powyżej 2 mm),
• powstaną innego rodzaju zniszczenia wewnętrzne w każdej warstwie wewnątrz próbki.

Doświadczenia badawcze jednoznacznie wskazują, że dachy zielone nie mają problemów ze spełnieniem obowiązujących w Polsce wymagań B_ROOF(t1).

Należy jednak pamiętać, że próbki do badań zazwyczaj są porośnięte dobrze nawodnioną i zadbaną roślinnością, co w przypadku rzeczywistych realizacji nie zawsze ma miejsce.

Doświadczenia zagraniczne [9, 10] wskazują, że szczególnie latem na dachach nieodpowiednio zadbanych, narażonych na dużą ekspozycję słońca, może wystąpić zagrożenie rozprzestrzeniania ognia.

Zasadniczo jednak, pomimo dużej ilości elementów organicznych w wierzchniej warstwie dachów zielonych, w przypadku prawidłowego ich wykonania i użytkowania, są to bardzo bezpieczne pożarowo rozwiązania.

Według obowiązującego w Polsce prawa za nierozprzestrzeniające ognia dachy uznaje się przekrycia:

• klasy B_{ROOF (t1)}, zbadane zgodnie z normą PN-ENV 1187:2004 A1:2007 [8] (TAB. 3),
• klasy B_ROOF, uznane za spełniające wymagania w zakresie odporności wyrobów na działanie ognia zewnętrznego, bez potrzeby przeprowadzenia badań, których wykazy zawarte są w decyzjach Komisji Europejskiej publikowanych w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej.

Przekrycia dachów spełniające kryteria grupy b i niespełniające jednego lub więcej kryteriów grupy a klasyfikuje się jako słabo rozprzestrzeniające ogień, natomiast przekrycia dachów klasy F_ROOF(t1) klasyfikuje się jako przekrycia silnie rozprzestrzeniające ogień.

Literatura

1. "Fire Performance of Green Roofs and Walls", Department for Communities and Local Government, London 2013.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (z późn. zm.).
3. P. Sulik, P. Roszkowski, "Bezpieczeństwo pożarowe dachów: Reakcja na ogień i rozprzestrzenianie ognia przez dachy. Cz.1" "Inżynier Budownictwa", nr 4/2015, s. 104-109.
4. P. Sulik, P. Roszkowski, "Bezpieczeństwo pożarowe dachów: Odporność ogniowa dachów". Cz. 2, "Inżynier Budownictwa", nr 5/2015, s. 90-97.
5. PN-EN 13501-2+A1:2010, "Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków". Część 2: "Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnych".
6. PN-EN 13501-1:2008 A1:2010, "Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 1: Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień".
7. Instrukcja ITB 401/2004, "Przyporządkowanie określeniom występującym w przepisach techniczno-budowlanych klas reakcji na ogień według PN-EN".
8. PN-ENV 1187:2004 A1:2007, "Metody badań oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy".
9. D. Overbey, "Are green roofs a fire hazard?”, "Green Building BDMDialog", czerwiec 2010.
10. J.J. Murphy, J. Tidwell, "Green building challenges for the fire service", "Fire Engineering", nr 01/2011.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!