Ochrona przeciwpożarowa w przegrodach wewnętrznych

Wymagania ochrony przeciwpożarowej stawiane przegrodom wewnętrznym w budynkach wynikają przede wszystkim z zapisów Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1].

W dziale VI podano minimalne wymagania z zakresu bezpieczeństwa pożarowego dla danego typu przegrody w zależności m.in. od przeznaczenia, liczby kondygnacji i wysokości budynku.

Przegrody w budynkach w zależności od usytuowania dzieli się przede wszystkim na poziome (stropy międzykondygnacyjne) oraz pionowe (ściany). Te ostatnie występują jako elementy:

• nośne - przenoszą obciążenia ze stropów oraz wyższych kondygnacji, posadowione są na własnych fundamentach;
• nienośne (często zwane działowymi) - służą do wydzielania z większej przestrzeni mniejszych powierzchni; są oparte na stropach poszczególnych kondygnacji;
• samonośne - które przebiegają przez całą wysokość budynku, są posadowione na własnym, niezależnym fundamencie, ale nie biorą udziału w przenoszeniu obciążeń ze stropów.

Rozwiązania stropów w budynkach innych niż jednorodzinne w zasadzie ograniczają się do wykorzystania betonu w konstrukcjach płytowych lub belkowo-płytowych, monolitycznych lub prefabrykowanych, żelbetowych lub sprężonych, które same w sobie charakteryzują się klasą odporności ogniowej [2].

Sporadycznie można spotkać również rozwiązania gęstożebrowe bazujące na belkach żelbetowych i pustakach betonowych lub ceramicznych.

Wszystkie te rozwiązania z uwagi na zastosowany materiał mają zbliżone właściwości ogniowe i zostały szczegółowo opisane w literaturze, m.in. w pracach "Projektowanie konstrukcji z betonu z uwagi na warunki pożarowe według Eurokodu 2" [2], "Nośność stropów z płyt kanałowych sprężonych w warunkach pożarowych" [3], "Odporność ogniowa stropów belkowo-pustakowych" [4].

Oczywiście stosuje się również rozwiązania, w których szczelność i izolacyjność ogniową zapewnia sufit podwieszony, np. z powłoką z płyt gipsowo-kartonowych (FOT. 1-4.), jednakże funkcję nośną pełni nadal odpowiednio osłonięty strop właściwy. Ciekawym i coraz częściej spotykanym rozwiązaniem są stropy szklane, opisane dokładniej w artykule „Badania odporności ogniowej poziomych elementów przeszklonych” [5].

Podobna sytuacja występuje w przypadku ścian nośnych, gdzie oprócz rozwiązań żelbetowych monolitycznych (ewentualnie prefabrykowanych) najczęściej spotyka się ściany wykonane z drobnowymiarowych elementów murowych (FOT. 5-8): ceramicznych, silikatowych, z autoklawizowanego betonu komórkowego [6, 7, 8].

W uzasadnionych przypadkach stosuje się również w tym wypadku odpowiednie obudowy lub inne bierne zabezpieczenia ogniochronne, np. natryski, zapewniające danej przegrodzie wymaganą klasę odporności ogniowej.

Z punktu widzenia rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych najwięcej różnorodnych systemów o odporności ogniowej można spotkać w przypadku ścian działowych (nienośnych).

Spotyka się zarówno rozwiązania o odporności ogniowej transparentne (przeszklone [9-14] lub z pustaków szklanych [15, 16, 17]), jak i nieprzezierne, np. ścianki w lekkiej zabudowie usztywnione stelażem stalowym czy drewnianym, np. z płyt gipsowo-kartonowych, ewentualnie ścianki murowane z lekkich drobnowymiarowych elementów czy płyt warstwowych.

Cechą charakterystyczną tych rozwiązań jest estetyczny wygląd (FOT. 9-12) - łatwy do finalnego wykończenia, łatwość montażu i ewentualnie demontażu (np. w przypadku pomieszczeń typu open space, w których często zachodzi potrzeba zmiany aranżacji), jak najniższa grubość - powierzchnia ściany pomniejsza powierzchnię użytkową i niewielka masa (z wyłączeniem przeszklonych), z uwagi na bezpośrednie oparcie ścianek na stropach i niedociążanie nadmiernie stropów.

Przepisy warunków technicznych [1] nie odnoszą się do rodzaju zastosowanego materiału poza określeniami typu palny, niepalny, nierozprzestrzeniający ognia itp., a jedynie do funkcji danej przegrody, dlatego też wymagania są identyczne dla wszystkich wymienionych rozwiązań.

Wymagania ogniowe ścian działowych o odporności ogniowej

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], ustanawia pięć klas odporności pożarowej budynków oznaczonych literami od "A" (najbardziej restrykcyjne wymagania) do "E" (w zasadzie brak wymagań), do których zaliczony powinien być dany obiekt lub jego część.

W zależności od klasy odporności pożarowej budynku wymagania w zakresie klasy odporności ogniowej ścian działowych określone są przez wyznaczenie minimalnych klas odporności ogniowej EI. Ściany działowe powinny posiadać klasę odporności ogniowej od EI 15 do EI 60 (TABELA 1).

TABELA 1 ma charakter ogólny. W warunkach technicznych [1] określono odstępstwa oraz klasy odporności ogniowej dla ścian działowych stosowanych w szczególnych przypadkach.

Występująca w przepisach budowlanych klasa EI ściany działowej oznacza klasę odporności ogniowej ustaloną zgodnie z normą PN-EN 13501-2+A1:2010 [19].

Przez oznaczenie E należy rozumieć szczelność ogniową, czyli zdolność ściany działowej do przeniesienia oddziaływania ognia z jednej strony bez przedostania się go na stronę nienagrzewaną w wyniku przeniknięcia płomieni lub gorących gazów, która oceniana jest na podstawie trzech aspektów:

• zapalenia tamponu bawełnianego przytrzymywanego przez 30 s w miejscu, gdzie badacz podejrzewa przekroczenie kryterium,
• utrzymywania się płomienia na powierzchni nienagrzewanej
• oraz pęknięć lub otworów przekraczających dopuszczalne wymiary.

Analogicznie symbolem I oznacza się izolacyjność ogniową, czyli cechę danej ściany działowej, w rzeczywistości badanego elementu próbnego, poddanego działaniu ognia z jednej strony do ograniczenia przyrostu temperatury na powierzchni nienagrzewanej powyżej danego poziomu.

Izolacyjność ogniowa oceniana jest na podstawie przyrostów temperatury w określonych przez normę badawczą miejscach (termoelementy stałe) oraz w miejscach, w których w trakcie badania wystąpi podejrzenie przekroczenia granicznej wartości przyrostu temperatury (termoelement ruchomy przykładany zazwyczaj przez technika na polecenie prowadzącego badanie).

Graniczna wartość przyrostu temperatury w dowolnym punkcie danej przegrody ścian działowych wynosi 180°C, przy czym przyrost średniej temperatury na przeszkleniach nie może przekroczyć 140°C.

Oprócz wymagań dotyczących klas odporności ogniowych ścianom działowym stawiane są również inne wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego.

Ściany działowe zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], powinny spełniać dodatkowo wymagania nierozprzestrzeniania ognia, przy czym w ściśle określonych przypadkach, opisanych np. w pracy "Bezpieczeństwo pożarowe ścian działowych przeszklonych: badania i rozwiązania" [20] dopuszcza się słabo rozprzestrzeniające ogień.

Metody badawcze i kryteria oceny ścian działowych o odporności ogniowej

Obecnie odporność ogniową ścian działowych określa się według normy PN-EN 1364-1:2015:2015 [21]. Norma ta ukazała się w zbiorze norm polskich w sierpniu 2015 r. i zastąpiła poprzednie wydanie normy z 2001 r. Należy zauważyć, że większość postanowień normy z 2001 r. nadal obowiązuje [22], a uszczegółowieniu uległy kwestie niejasne, doprecyzowano pewne zapisy, dodano dodatkowe punkty mierzenia temperatury itp.

Podobnie jak poprzednio próbka powinna być zamocowana z trzech stron w konstrukcji mocującej, natomiast czwarta krawędź powinna pozostać swobodna (RYS. 1, RYS. 2), FOT. 13-16.

Wielu producentów ze względu na większy zakres zastosowania wyników badań decyduje się na badania większych gabarytowo elementów próbnych [22] (FOT. 17-18.). Należy zauważyć, że takie badania charakteryzują się większym ryzykiem zawalenia się próbki w trakcie badania, co miało miejsce np. w Laboratorium Badań Ogniowych ITB w Pionkach.

Podczas badania rejestruje się przyrosty temperatury w wyznaczonych punktach oraz przyrosty deformacji ściany, jak również pojawienie się pęknięć, ognia po stronie nienagrzewanej, przebarwień itp.

Klasyfikacja ogniowa

Klasa odporności ogniowej ścian działowych przyznawana jest zgodnie z normą PN-EN 13501-2+A1:2010 [19] na podstawie badania w zakresie odporności ogniowej wykonanego według normy PN-EN 1364-1:2015 [21].

Norma klasyfikacyjna w przypadku ścian działowych definiuje kilka rodzajów możliwych do nadania klas odporności ogniowej związanych z kombinacjami parametrów skuteczności działania, takich jak szczelność ogniowa (E), izolacyjność ogniową (I), promieniowanie (W) oraz odporność na oddziaływanie mechaniczne (M).

W TABELI 2 zestawiono klasy zdefiniowane w normie. Należy zauważyć, że pomiar promieniowania w przypadku ścian gipsowo-kartonowych mija się z celem. Podobnie nie są znane autorom pozytywne wyniki odporności na oddziaływania mechaniczne tego typu ścian.

Ważnymi dokumentami w przypadku aplikacji wyników badań są EXAPy, w których podano zasady rozszerzonego zastosowania wyników badań.

Podsumowanie

Zgodnie z TABELĄ 1 w budynkach o klasie odporności pożarowej min. C należy stosować przegrody posiadające klasę odporności ogniowej. Cecha ta zależny od wielu czynników związanych zarówno z rodzajem zastosowanych materiałów składowych, jak i konstrukcją elementu, dlatego też w wielu przypadkach jedynym sposobem na określenie jej rzeczywistej wartości jest przeprowadzenie odpowiedniego badania.

Często wymagania dotyczące odporności ogniowej odnoszą się również do zamknięć otworów występujących w ścianach działowych (drzwi, bram, otwieralnych okien). Badanie elementów tego typu przeprowadzane jest w zupełnie inny sposób, według innej normy badawczej - elementem próbnym są wtedy dane drzwi, a ściana działowa stanowi stowarzyszoną (w przypadku odporności ogniowej) lub uzupełniającą (w przypadku dymoszczelności) konstrukcję mocującą.

Przypadki tego typu oraz metodykę badania takich elementów w zakresie odporności ogniowej omówiono w pracach "Problematyka prawidłowego odbioru wybranych oddzieleń przeciwpożarowych" [23], "Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych. Cz. 1" [24], "Fire Resistance of timber doors. Part I: Test procedure and classification" [25], "Odporność ogniowa drzwi z dużymi przeszkleniami" [26], a w zakresie dymoszczelności w artykułach "Przeszklone drzwi dymoszczelne - badania oraz klasyfikacja w zakresie dymoszczelności" [27], "Odporność ogniowa i dymoszczelność drzwi przeciwpożarowych na wyjściach awaryjnych z tuneli – badania i klasyfikacja" [28] oraz "Prawidłowy odbiór przeszklonych drzwi przeciwpożarowych" [29].

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690 z późn. zm.).
2. G. Woźniak, P. Turkowski, "Projektowanie konstrukcji z betonu z uwagi na warunki pożarowe według Eurokodu 2", Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2013.
3. G. Woźniak, M. Łukomski, "Nośność stropów z płyt kanałowych sprężonych w warunkach pożarowych", "Konferencja Beton i Prefabrykacja", Jadwisin 2004.
4. P. Turkowski, P. Sulik, "Odporność ogniowa stropów belkowo-pustakowych", "Materiały Budowlane", nr 7/2015, s. 22-24.
5. P. Roszkowski, B. Sędłak, "Badania odporności ogniowej poziomych elementów przeszklonych", "Świat Szkła", nr 12/2014, s. 46-51.
6. W. Chruściel, P. Sulik, "Projektowanie konstrukcji murowych niezbrojonych według Eurokodu 6: Przykłady obliczeń", Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2012.
7. W. Chruściel, P. Sulik, "Wytyczne do projektowania konstrukcji murowych w systemie PorothermDryfix", Wienerberger Ceramika Budowlana, 2013.
8. G. Zapotoczna-Sytek, P. Sulik, G. Woźniak, M. Abramowicz, "Przegrody budowlane wykonane z autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK) a bezpieczeństwo pożarowe", "Dni betonu: Tradycja i nowoczesność. 8 Konferencja", Wisła 2014, s. 803-814.
9. P. Sulik, B. Sędłak, "Odporność ogniowa drewnianych przeszklonych ścian działowych", "Świat Szkła", nr 3/2015, s. 43-44, 46, 48, 56.
10. B. Sędłak, "Badania odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych", „Świat Szkła”, nr 2/2014, s. 30-33.
11. B. Sędłak, "Bezszprosowe szklane ściany działowe o określonej klasie odporności ogniowej", "Świat Szkła", nr 11/2014, s. 24, 26, 28, 30.
12. B. Sędłak, D. Izydorczyk, P. Sulik, "Fire Resistance of timber glazed partitions", "Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW Forestery and Wood Technology", No. 85/2014, s. 221-225.
13. B. Sędłak, P. Roszkowski, "Klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych", "Świat Szkła", nr 7/8/2012, s. 54-59.
14. B. Sędłak, "Systemy przegród aluminiowo szklanych o określonej klasie odporności ogniowej", "Świat Szkła", nr 10/2013, s. 30-33,41.
15. B. Sędłak, "Ściany działowe z pustaków szklanych – badania oraz klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej", "Świat Szkła", nr 1/2014, s. 30-33.
16. B. Sędłak, "Bezpieczeństwo pożarowe przeszklonych ścian działowych", "Świat Szkła", nr 5/2015, s. 34-38,40.
17. P. Sulik, B. Sędłak, "Odporność ogniowa pionowych przegród przeszklonych. Cz. 1" "Świat Szkła", nr 7/8/2015, s. 37-38, 40, 42-43.
18. P. Roszkowski, B. Sędłak, "Metodyka badań odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych", "Świat Szkła", nr 9/2011, s. 59-64.
19. 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".
20. Z. Laskowska, M. Kosiorek, "Bezpieczeństwo pożarowe ścian działowych przeszklonych: badania i rozwiązania", "Świat Szkła", nr 5/2007, s. 46–54.
21. PN-EN 1364-1:2015, "Badania odporności ogniowej elementów nienośnych. Część 1: Ściany".
22. B. Wróblewski, A. Borowy, "Płyty gipsowo-kartonowe – odporność ogniowa ścian nienośnych", "IZOLACJE", nr 10/2010.
23. D. Izydorczyk, B. Sędłak, P. Sulik, "Problematyka prawidłowego odbioru wybranych oddzieleń przeciwpożarowych", "Materiały Budowlane", nr 11/2014, s. 62–64.
24. B. Sędłak, "Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych. Cz. 1.", "Świat Szkła", nr 3/2012, s. 50-52,60.
25. D. Izydorczyk, B. Sędłak, P. Sulik, "Fire Resistance of timber doors. Part I: Test procedure and classification", "Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW Forestery and Wood Technology", No. 86/2014, s. 125-128.
26. P. Sulik, B. Sędłak, "Odporność ogniowa drzwi z dużymi przeszkleniami", "Świat Szkła", nr 3/2015, s. 38-42.
27. B. Sędłak, "Przeszklone drzwi dymoszczelne - badania oraz klasyfikacja w zakresie dymoszczelności”, "Świat Szkła", nr 4/2013, s. 35-38.
28. P. Sulik, B. Sędłak, D. Izydorczyk, "Odporność ogniowa i dymoszczelność drzwi przeciwpożarowych na wyjściach awaryjnych z tuneli - badania i klasyfikacja", "Logistyka", nr 6/2014, s. 10104-10113.
29. P. Sulik, B. Sędłak, "Prawidłowy odbiór przeszklonych drzwi przeciwpożarowych", "Świat Szkła", nr 2/2015, s. 46-49, 56.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!