Bezpieczeństwo pożarowe przepustów instalacyjnych

Czym jest strefa pożarowa? Najprostszą definicją tego pojęcia jest określenie jej jako przestrzeni wydzielonej w taki sposób, aby w określonym czasie pożar nie rozprzestrzenił się poza nią. Można to zrobić, stosując tzw. formy aktywne lub pasywne, do których zalicza się między innymi przepusty instalacyjne przeciwpożarowe, którym to poświęcony jest niniejszy artykuł.

Zanim przejdę do aspektów projektowych i prawnych, chciałabym zacząć od składowych, które determinują nam profesjonalny dobór systemu uszczelnienia, którym przepust instalacyjny będziemy zabezpieczać. Determinantą jest wymagana projektowa klasa odporności pożarowej.

Czytaj też o: Bezpieczeństwie pożarowym szachtów wentylacyjnych i oddymiających

Przepusty instalacyjne dzielimy na przepusty pojedyncze i mnogie, a także ze względu na rodzaj zabezpieczanego medium na przepusty rurowe, mieszane oraz elektryczne.

• W zakresie rur podział dotyczy tworzywa, z którego rura jest wykonana, a więc na rury tworzywowe (plastikowe i tu też ważny jest rodzaj tworzywa: PVC, PE, PP, PE-HD, PP-R) oraz rury metalowe (stal, miedź, żeliwo).
• W zakresie rur tworzywowych spotykamy także rury wielowarstwowe i stabilizowane. Ważna jest również informacja, czy na rurze znajduje się izolacja. Jeśli tak, to czy jest ona palna, czy niepalna.
• Dużą rolę odgrywa także średnica rury i grubość ścianki, a w przypadku instalacji elektrycznej informacja o zastosowanej konstrukcji wsporczej i jej wymiarze.
• W zakresie kabli zazwyczaj systemy dedykowane są do kombinacji normatywnej kabli stosowanych w Europie.
• Dodatkowo ważnym aspektem jest informacja, czy przepust przechodzi przez strop, czy przez ścianę i z czego ten element konstrukcyjny jest wykonany. Sposób zabezpieczenia przepustów w ścianach masywnych różni się bowiem od tego, który przeznaczony jest np. dla standardowej konfiguracji ścianki tzw. lekkiej (podatnej). Zdarzają się także przegrody wykonane z elementów, dla których bardzo ciężko dobrać system, są to np. płyty warstwowe, betonowe pustaki konstrukcyjne z dużymi otworami i cienką ścianką, bloczki gipsowe o wysokiej klasie odporności, a niewielkiej grubości i silikaty.

Rozeznanie wszystkich z powyższych aspektów da nam pewność, że system zabezpieczenia przepustu został dobrany w sposób rzetelny, fachowy i bezpieczny.

Systemy uszczelnień przepustów przeciwpożarowych to produkty działające na trzy różne sposoby:

• izolujące termicznie,
• pęczniejące (intumenscencyjne),
• ablacyjne (wytwarzające ochronną izolującą zwęglinę).

Niezależnie od wyboru producenta i formy produktu (opaska, kołnierz, farba, masa, mata) działanie dostępnych na europejskim rynku systemów jest podobne.

W zakresie wytycznych dotyczących projektowania przepustów instalacyjnych polskie przepisy są dość lakoniczne i trudno interpretowalne. Może słowo trudno powinno zostać zamienione w tym miejscu na łatwo lub niejednoznacznie, podkreślając jednocześnie, że ilu specjalistów, tyle różnych interpretacji paragrafu.

ozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 31.12.2020 r., poz. 1065), zawiera jeden paragraf traktujący właśnie o przepustach instalacyjnych:

„§ 234 1. Przepusty instalacyjne w elementach oddzielenia przeciwpożarowego powinny mieć klasę odporności ogniowej (E I) wymaganą dla tych elementów.
2. Dopuszcza się nieinstalowanie przepustów, o których mowa w ust. 1, dla pojedynczych rur instalacji wodnych, kanalizacyjnych i ogrzewczych, wprowadzanych przez ściany i stropy do pomieszczeń higieniczno-sanitarnych.
3. Przepusty instalacyjne o średnicy większej niż 0,04 m w ścianach i stropach pomieszczenia zamkniętego, dla których wymagana klasa odporności ogniowej jest nie niższa niż E I 60 lub R E I 60, a niebędących elementami oddzielenia przeciwpożarowego, powinny mieć klasę odporności ogniowej (E I) ścian i stropów tego pomieszczenia.
4. Przejścia instalacji przez zewnętrzne ściany budynku, znajdujące się poniżej poziomu terenu, powinny być zabezpieczone przed możliwością przenikania gazu do wnętrza budynku”.

Przepusty instalacyjne projektuje się na etapie zaprojektowanej konstrukcji głównej budynku, ustalonego przeznaczenia i sposobu użytkowania, wyznaczonych stref pożarowych oraz pomieszczeń zamkniętych.

W zakresie wymogów dla klasy odporności pożarowej poszczególnych elementów konstrukcyjnych, dla których następnie dobieramy klasę odporności przepustów instalacyjnych podczas projektowania posługujemy się również Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 31 grudnia 2020 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2019 r., poz. 1065), Dział VI Bezpieczeństwo pożarowe Rozdział 1 Zasady ogólne (§ 209 i 212). Ust. 1, 2 i 4 przytoczonego paragrafu § 234 rozporządzenia są dość klarowne. Elementy wydzielenia pożarowego projektowane są w klasie REI:

• R – nośność ogniowa,
• E – szczelność ogniowa,
• I – izolacyjność ogniowa

i w danej wymaganej klasie minutowej, która w kontekście polskiej specyfiki projektowej osiąga zazwyczaj maksymalną klasę 240 min., najpopularniejszą zaś jest klasa 120 min.

Krótko wytłumaczę parametry charakteryzujące klasę odporności pożarowej przepustów przeciwpożarowych:

• Parametr szczelności ogniowej (E) znaczonej funkcją maksymalnego czasu (np. 30, 60, 120 min.) zatrzymania naporu ognia przez przegrodę oraz niedopuszczania płomieni i gorących gazów do przejścia do sąsiadującej strefy pożarowej (na zewnątrz przegrody) w wyniku pojawiania się w niej pęknięć i szczelin. Po przekroczeniu momentu krytycznego/stanu granicznego bariera przegrody traci szczelność ogniową.
• Parametr izolacyjności ogniowej (I) znaczonej funkcją czasu zachowania w warunkach pożaru bezpiecznie niskiej temperatury (np. 30, 60, 120 min.) na powierzchni przegrody przeciwległej do jej powierzchni (w sąsiadującej strefie pożarowej), przy której nie dochodzi do samozapłonu materiałów w tej strefie, oparzenia ludzi lub nadmiernego wzrostu temperatury na skutek konwekcji, kondukcji bądź radiacji ciepła. Po przekroczeniu momentu krytycznego/stanu granicznego bariera przegrody traci izolacyjność ogniową.
• Parametr nośności ogniowej (R) znaczonej funkcją czasu zachowania przez przegrodę w warunkach pożaru bezpiecznych dla konstrukcji wartości nośności. Po jego przekroczeniu (osiągnięciu momentu krytycznego/stanu granicznego) realna jest utrata nośności konstrukcji. Nośność ogniowa dotyczy wytrzymałości konstrukcyjnej ścian i stropów. Przepustów instalacyjnych zgodnie z zapisami rozporządzenia nie uszczelniamy w klasie R.

Wymienione właściwości są najczęściej rozpatrywane łącznie (E oraz I, a także klasa minutowa). Klasy dla odporności przejść instalacyjnych, ustalane zgodnie z normami, znaczone są funkcją czasu wyrażoną w minutach przez wybraną liczbę ze zbioru: 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 [1].

Wątpliwości budzi ust. 3 paragrafu. Na próżno szukać w Warunkach Technicznych wyjaśnienia terminu „pomieszczenie zamknięte”. Jednak na stronie Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej już taką interpretację znaleźć możemy. I tu znajdujemy wyjaśnienie, iż w pojęciu „pomieszczenia zamknięte” mieszczą się wszelkie przestrzenie w budynku, co do których istnieje obowiązek ich zamknięcia (wydzielenia) ścianami i stropami o określonej odporności ogniowej, ale niestanowiącymi elementów oddzielenia przeciwpożarowego w rozumieniu § 232 ust. 4.

W związku z powyższym przepusty instalacyjne o średnicy większej niż 0,04 m klasy odporności ogniowej EI 60 powinny być stosowane w ścianach i stropach niebędących elementami oddzielenia przeciwpożarowego następujących pomieszczeń:

• kotłowni, składów paliwa stałego, żużlowni, magazynów oleju opałowego wymienionych w § 220,
• piwnic budynków z wyjątkiem budynków ZL IV niskich (N) i średniowysokich (SW) wymienionych w § 250 ust.1,
• maszynowni wentylacyjnych i klimatyzacyjnych w budynkach mieszkalnych średniowysokich (SW) i wyższych oraz w innych budynkach o wysokości powyżej dwóch kondygnacji nadziemnych wymienionych w § 268 ust. 1 pkt 5,
• przedsionków przeciwpożarowych wymienionych w § 232 ust. 3,
• obudowy (ściany i stropy) klatek schodowych lub pochylni w budynkach o klasie odporności pożarowej C, B, A wymienione w § 259 ust.1,
• mieszkań i samodzielnych pomieszczeń mieszkalnych w strefach pożarowych/budynkach kwalifikowanych do kategorii zagrożenia ludzi ZL IV i ZL V wysokich (W) i wysokościowych (WW) wymienionych w § 217 ust. 2,
• holów i korytarzy stanowiących drogę komunikacji ogólnej będących drogami ewakuacyjnymi wiodącymi od wyjścia z klatki schodowej do wyjścia na zewnątrz budynku wymienione w § 256 ust. 5 i § 256 ust. 6.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego ww. pomieszczeń i części budynków również przejścia instalacyjne przewodów wentylacyjnych przez ściany i stropy pomieszczeń zamkniętych powinny być zabezpieczone do klasy odporności ogniowej EI60, a na przewodach wentylacyjnych powinny być zamontowane klapy przeciwpożarowe o klasie odporności ogniowej co najmniej EIS60* (* interpretacja KGPSP).

Zgodnie z powyższymi wytycznymi i z zapisami § 234 przepusty instalacyjne przeciwpożarowe musimy wykonać w ścianach i stropach wydzielenia przeciwpożarowego oraz elementach konstrukcyjnych pomieszczeń zamkniętych o klasie REI60 i wyższych.

Dodać należy, co ciekawe, że pusty otwór bez biegnącej w nim instalacji, również jest przepustem instalacyjnym, który również należy uszczelnić. Ma to sens, ponieważ w obecnym nowoczesnym budownictwie, często ze względu na prowadzenie nowych instalacji na etapie realizacji konstrukcji pozostawiane są otwory technologiczne przeznaczone do przyszłego zagospodarowania instalacjami. Miejsca takie bezwzględnie uszczelniamy do klasy odporności ogniowej ściany/stropu wydzielenia ppoż. Najlepiej zastosować tu uszczelnienie, które będzie łatwo modyfikowalne, np. przepust kombinowany oparty o technologię płyt z wełny mineralnej oraz farb i mas/past pęczniejących.

Wątpliwości budzi także ust. 2 § 234. Dotyczy on zwolnienia z konieczności wykonywania przeciwpożarowego zabezpieczania przepustów. Jeżeli przez oddzielenie przeciwpożarowe do pomieszczenia higieniczno-sanitarnego przechodzi np. rura kanalizacji sanitarnej ø 110 PVC, przepustu można nie zabezpieczać. Jeśli taka sama rura przechodzi przez ścianę pomieszczenia zamkniętego, np. przepompowni – przepust musi być bezwzględnie zabezpieczony, ponieważ średnica otworu przekracza 0,04 m, pomimo iż oddzielenia pożarowe zazwyczaj charakteryzują się wyższą klasą odporności ogniowej niż wydzielenia pomieszczenia zamkniętego.

Należy wziąć także pod uwagę, że pomieszczenie higieniczno-sanitarne to nie tylko toaleta, ale także szatnia z natryskami lub łaźnia, w których to pomieszczeniach wyposażenie wnętrza stanowi nie tylko ceramika, ale także szafki ubraniowe, ubrania, środki czystości, rzeczy osobiste użytkowników, detergenty.

Rozporządzenie charakteryzuje także tylko przepusty rurowe o średnicy do 0,04 m, które podlegają zwolnieniu, nie precyzuje jednak tworzywa, z którego ma być wykonana instalacja. W jaki sposób w kontekście przepustów powinniśmy się odnieść do zapisu § 232 Warunków Technicznych mającego zapis:

„1. Ściany i stropy stanowiące elementy oddzielenia przeciwpożarowego powinny być wykonane z materiałów niepalnych, a występujące w nich otwory – obudowane przedsionkami przeciwpożarowymi lub zamykane za pomocą drzwi przeciwpożarowych bądź innego zamknięcia przeciwpożarowego.
2. W ścianie oddzielenia przeciwpożarowego łączna powierzchnia otworów, o których mowa w ust. 1, nie powinna przekraczać 15% powierzchni ściany, a w stropie oddzielenia przeciwpożarowego – 0,5% powierzchni stropu” [2]?

§ 232, mówi, że oddzielenia przeciwpożarowe oraz zamknięcia znajdujących się w nich otworów (do 15% dla ścian i 0,5% dla stropów), które wydzielają strefę pożarową budynku, powinny być wykonane w odpowiedniej klasie odporności ogniowej wyznaczonej dla tych elementów, która z kolei zależy od klasy odporności pożarowej budynku oraz rodzaju elementu.

Czy zapis ten dotyczy także przepustów? Czy przepusty mogą zajmować jedynie 15% powierzchni ścian i 5% powierzchni stropów? I wtedy nie muszą być zabezpieczone, czy też muszą? Czy z tego wynika zapis o średnicy do 0,04 m? Raczej nie. Skąd więc zapis o średnicy 0,04 m i obostrzeniu procentowym co do powierzchni dla ścian i stropów?

Reasumując treść przytoczonych paragrafów, w rozumieniu dobrej praktyki inżynierskiej podczas realizacji inwestycji zabezpiecza się wszystkie przepusty instalacyjne przechodzące przez wydzielenia przeciwpożarowe będące w klasie odporności pożarowej REI60 i wyższych. Mamy wtedy pewność, że wszelkie otwory technologiczne obniżające w danym miejscu odporność oddzielenia pożarowego w warunkach pożaru będą szczelne i za tę szczelność możemy wziąć pełną odpowiedzialność.

W zakresie badań ogniowych przepustów instalacyjnych aktualnie obowiązuje norma europejska EN 1366-3:2009 „Badanie odporności ogniowej instalacji użytkowych Część 3: Uszczelnienia przejść instalacyjnych”, która zastąpiła polską normę PN-EN 1366-3:2009.

Bardzo ważna jest także norma EN 1363-1:1999 „Badania odporności ogniowej. Część 1: Wymagania ogólne”, w której określa się przyrządy do badań, piec, nagrzewanie, próbki do badań, kryteria oceny oraz wytyczne dotyczące opracowania dokumentacji pobadawczej. Norma ta wskazuje bardzo szczegółowe wytyczne dotyczące badań ogniowych przepustów instalacyjnych i jest w moim rozumieniu normą bardzo elastyczną, dającą wiele możliwości co do konfiguracji badawczych, ale z racji mnogości rodzajów instalacji, rodzajów oddzieleń przeciwpożarowych, tworzyw, ułożenia, mediów jest także normą bardzo szczegółową i skomplikowaną. Sami autorzy wskazują w postanowieniach końcowych, że:

„Systemy elementów instalacyjnych uznawane są za powodujące zagrożenie rozprzestrzeniania się dymu i gorących gazów w przypadku pożaru. W nowoczesnych budynkach systemy tego typu są często skomplikowane i rozbudowane i dlatego ich wpływ na ryzyko powstania pożaru należy uważnie rozpatrzeć.
Ryzyko pożaru można zredukować poprzez zastosowanie uszczelnień przejść w miejscach, gdzie elementy instalacji przechodzą przez oddzielenia ogniowe. To oczywiste, że wpływ ognia na system instalacyjny może być zróżnicowany. Dokładne naukowe podejście do problemu odpowiedniego badania systemów uszczelniających mogłoby być takie, aby opracować serię badań, z których każde odpowiadałoby określonemu oddziaływaniu pożaru i zastosowaniu. Jednak takie podejście mogłoby zawieść z powodu jego ekonomicznych konsekwencji, ponieważ badania tego typu są bardzo czasochłonne i kosztowne. Dlatego metodę badania opisaną w niniejszej normie zaprojektowano tak, by objąć szeroki zakres oddziaływań pożaru w najmniejszej liczbie badań.
Dla większości części normy ma zastosowanie zasada, że zakres zastosowania jest ograniczony do takiego, jaki był uwzględniony w badaniu. Aby umożliwić szerszy zakres zastosowania zdefiniowano, tam gdzie to możliwe, normowe konfiguracje na podstawie ogólnych doświadczeń i danych historycznych.
Ponieważ często wiele wpływających parametrów było brane pod uwagę w trakcie określania standardowych konfiguracji, nie wszystkie z nich mogą być jasno wskazane w zasadach zakresu zastosowania (np. metalowe ekrany kabli); stąd też na ogół nie jest dozwolone pominięcie części lub składnika standardowej konfiguracji.
Jednak, aby umożliwić elastyczność, na tyle na ile to możliwe, przyjęto podejście modułowe. Dlatego też, aby dostosować się do zleceniodawcy badania, można stosować różnorodne kombinacje standardowych konfiguracji elementów” [3].

Norma w szczególności wskazuje na procedury badawcze, typy instalacji podlegające badaniu, ich konfiguracje, wymiary, konstrukcje wsporcze, ułożenie, interpretację wyników badań, zakres stosowania, szczelność, izolacyjność, temperaturę.

Chciałabym zwrócić w tym miejscu uwagę na dwa aspekty często pomijane przy codziennej realizacji inwestycji, a bardzo ważne dla bezpieczeństwa pożarowego budynków. Norma wskazuje nam na badanie przepustów instalacyjnych pojedynczych, czyli jednej rury w jednym otworze lub wiązki kabli w jednym otworze. I przepustów kombinowanych, czyli kombinacji kilku różnych instalacji w jednym otworze.

Jest to niezmiernie ważne, ponieważ w pierwszym przypadku do czynienia mamy z oddziaływaniem wysokiej temperatury i ognia na pojedynczą instalację wolną od zewnętrznych oddziaływań instalacji sąsiadujących.

W przypadku przepustu kombinowanego instalacje w warunkach pożaru poradzić sobie mają i z reakcją na ogień oraz temperaturę, i na oddziaływania pochodzące od sąsiadujących instalacji. Ważne jest, aby dla przepustów kombinowanych podczas realizacji zadania inwestycyjnego wybierać rozwiązania przebadane w sposób modułowy, czyli kombinowany, aby wykonać uszczelnienie zgodnie z polską lub europejską oceną techniczną i zaleceniami producenta.

Drugim aspektem jest konfiguracja zakończenia rury do instalacji ogólnobudowlanych, na co niewiele osób zwraca uwagę. Najbardziej niebezpiecznymi pod względem pożarowym instalacjami są instalacje wentylowane. Ponieważ instalacja taka zamontowana szczególnie w pionie w momencie wystąpienia pożaru i przedostania się produktów pożaru do wewnątrz instalacji, z racji obecności tlenu, wywołuje efekt spalania kominowego i błyskawicznego przemieszczania się pożaru wzdłuż traktu instalacyjnego. Norma w swej treści wskazuje nam TABELĘ.

Należy zwrócić na to uwagę przy doborze sposobu uszczelnienia. Rura obustronnie zamknięta zachowa się w warunkach pożaru zupełnie odmiennie niż rura jednostronnie otwarta. Powinniśmy dobrać system uszczelnienia przebadany w taki sposób, aby metodologia badania odpowiadała systemowi instalacji zaprojektowanemu w obiekcie, który zabezpieczamy. „Przepusty instalacyjne w elementach oddzielenia przeciwpożarowego powinny mieć klasę odporności ogniowej (E I) wymaganą dla tych elementów” [2], który to zapis był przytaczany już na początku niniejszego artykułu.

Często pod kątem zapytań dotyczących realizowanych w Polsce inwestycji pojawiają się zapytania o przepusty w klasie REI, tu wątpliwości rozwiewa powyższy akapit oraz o przepusty dymoszczelne – z parametrem S oraz przepusty przeciwwybuchowe, do stref zagrożonych wybuchem, czyli z parametrem Ex. Związek ma to także niestety z niską świadomością w zakresie parametrów wymaganych dla przepustów instalacyjnych i z błędami projektowymi.

Podczas realizacji inwestycji generalny wykonawca musi pogodzić ze sobą wiele zakresów, etapów wykonawczych, tematów branżowych, działając dodatkowo pod presją czasu i kosztów. Nie jest to łatwe zadanie.

Niestety bardzo często okazuje się, że przepusty instalacyjne wykonywane są na etapie prac wykończeniowych i tu możemy napotkać na wiele realizacyjnych problemów. Najczęściej spotykanymi problemami jest brak przygotowanego frontu pracy, dostępu, dystansu, miejsca lub poprowadzenia instalacji w taki sposób, który praktycznie uniemożliwia wykonanie poprawnego uszczelnienia przepustu instalacyjnego, estetyka wykończenia wnętrza niespójna z technicznymi systemami uszczelnień. Warto te aspekty określić i wyeliminować już na etapie projektu wykonawczego.

Z roku na rok poziom edukacji w Polsce ulega znacznej poprawie. Coraz mniej obserwujemy błędów projektowych, czego następstwem jest wyższy poziom wykonawczy i większy komfort późniejszych użytkowników obiektów. Natomiast z racji rozwoju technologii obserwujemy także znaczny wzrost komplikacji i wymagań dla nowo wznoszonych inwestycji. Dobrze wyedukowana kadra polskich inżynierów zasilających każdego roku szeregi polskiego rynku budowlanego i inwestycyjnego pozwala na utrzymanie światowych standardów zarówno w zakresie realizacji budowlanych, jak i poziomu bezpieczeństwa.

Literatura

1. https://www.ekspertbudowlany.pl/artykul/instalacja-elektryczna/170278,bierna-ochrona-ppoz-przepustow-instalacyjnych
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DZU z 31 grudnia 2020 r., poz. 1065).
3. EN 1366-3:2009, „Badanie odporności ogniowej instalacji użytkowych Część 3: Uszczelnienia przejść instalacyjnych”.