Modernizacja starego budownictwa a bezpieczeństwo pożarowe

Wraz z wprowadzeniem do budynków instalacji, wynalezieniem przez Elisha Otisa dźwigu osobowego czy podwyższeniem stawianych budynkom wymagań, pomimo swojej konstrukcyjnej trwałości, budynki coraz szybciej zaczęły tracić swoją funkcjonalność. Przykładowo, po wielu pożarach niszczących całe miasta w wielu z nich wprowadzono zakaz budowania z materiałów palnych, np. drewna, na rzecz materiałów niepalnych, np. kamienia czy cegły.

Później, wraz z nierozwiązanym problemem transportu zbiorowego oraz pojawieniem się windy, zaczęto budować budynki znacznie wyższe, początkowo głównie w centrach miast, co nie wymagało czasochłonnego dojazdu.

Następnie, z uwagi na lokalne zanieczyszczenia powietrza wywołane produktami spalania materiałów wykorzystywanych do gotowania, podgrzewania wody, a przede wszystkim ogrzewania pomieszczeń, zaczęto zmieniać rodzaj paliwa, a jednocześnie zwrócono większą uwagę na kwestie izolacyjności przegród.

Obecnie do budowy podchodzi się w sposób bardziej holistyczny, uwzględniając dużo więcej czynników, zgrupowanych w tzw. wymaganiach podstawowych [1], obejmujących kwestie nośności, bezpieczeństwa pożarowego, fizyki budowli, trwałości, dostępu, kosztów utrzymania czy możliwości recyklingu, przy czym dominującym trendem jest uwzględnienie kwestii klimatycznych, czyli minimalizacji negatywnego wpływu budynków na środowisko.

Przyspieszenie w ostatnich dziesięcioleciach zmian w wymaganiach stawianych budynkom oznacza, że pomimo dobrych parametrów konstrukcyjnych istniejące budynki często odstają od obowiązujących normatywów i co kilkanaście lub kilkadziesiąt lat należy je dostosowywać do obowiązujących wymagań, w tym przepisów związanych z bezpieczeństwem pożarowym [2].

Wymagania prawne

Wśród budynków istniejących poddawanych modernizacji można wyróżnić dwie podstawowe grupy:

• budynki zlokalizowane w historycznym założeniu architektoniczno-urbanistycznym, objęte tzw. ochroną obszarową, które powinny zachować charakterystyczny wygląd zewnętrzny, co w zabudowie zwartej ogranicza się często do wybranej elewacji,
• budynki zwykłe, którym nie stawia się tego typu wymagań.

Oddzielnie traktuje się budynki zabytkowe o kluczowej roli historycznej, wpisane do rejestru zabytków w sposób indywidualny, które są chronione zarówno co do formy, jak i użytych materiałów.

Przepisy z zakresu bezpieczeństwa pożarowego [3] nie rozróżniają budynków z uwagi na ich historyczny charakter, a różnicują wymagania m.in. z uwagi na przeznaczenie budynków, ilość kondygnacji, wysokość czy gęstość obciążenia ogniowego. Oznacza to, że wraz z prowadzoną modernizacją zarówno budynek o charakterze historycznym, jak i tzw. zwykły budynek należy doprowadzić do stanu, który będzie odpowiadał obowiązującym przepisom, przy czym w zależności od możliwości stosuje się różne strategie osiągnięcia zamierzonego celu. Wybór strategii zależy od zakresu modernizacji, która często jest istotną przebudową, czy zgodności budynku z przepisami.

Najprościej jest, kiedy istnieje możliwość modernizacji budynku i doprowadzenia go do zgodności z obowiązującymi przepisami techniczno-budowlanymi, w tym z zakresu bezpieczeństwa pożarowego, o ile ich nie spełniał przed modernizacją. Statystycznie częściej dotyczy to budynków nowszych, np. z lat 80. czy 90. XX wieku, aczkolwiek każdorazowo mamy do czynienia z przypadkiem, który należy rozpatrywać indywidualnie.

W przypadku gdy nie jest to możliwe, to obowiązujące procedury pozwalają spełnić wymagania ochrony przeciwpożarowej w inny sposób. Taki swoisty „by-pass” w przepisach został stworzony po to, by można wybudować nowy, innowacyjny budynek, z rozwiązaniami nieujętymi w przepisach, ale też doprowadzić istniejące, stare budynki do właściwego poziomu bezpieczeństwa pożarowego.

Ustawa o ochronie przeciwpożarowej [4], znowelizowana w 2021 r., w art. 6a. 1. dopuszcza, by wymagania ochrony przeciwpożarowej dotyczące obiektów budowlanych lub terenów mogły być w przypadkach określonych w przepisach dotyczących ochrony przeciwpożarowej spełnione w sposób inny niż określony w tych przepisach, jeżeli proponowane rozwiązania zamienne w stosunku do wymagań ochrony przeciwpożarowej ograniczają możliwość powstania pożaru, a w razie jego wystąpienia w istotny sposób go ograniczają.

Zagadnienia te, w szczególności wprowadzone w 2021 r. zmiany, szczegółowo zostały omówione w opracowaniu [5]. Przepis ten odnosi się również do art. 9.1 i 9.2 ustawy Prawo budowlane [6], która w przypadkach szczególnie uzasadnionych dopuszcza zastosowanie odstępstwa od przepisów techniczno-budowlanych, np. [3].

Oczywiście odstępstwo nie może powodować zagrożenia życia ludzi lub bezpieczeństwa mienia, a w stosunku do obiektów użyteczności publicznej i mieszkaniowego budownictwa wielorodzinnego – ograniczenia dostępności dla potrzeb osób ze szczególnymi potrzebami, oraz nie może powodować pogorszenia warunków zdrowotno-sanitarnych i użytkowych, a także stanu środowiska, po spełnieniu określonych warunków zamiennych. Zgody na odstępstwo, po uzyskaniu upoważnienia ministra, który ustanowił przepisy techniczno-budowlane, udziela albo odmawia udzielenia, w drodze postanowienia, organ administracji architektoniczno-budowlanej, przed wydaniem decyzji o pozwoleniu na budowę albo decyzji o zmianie pozwolenia na budowę.

Powyższe oznacza, że dotyczy to budynków, dla których jest potrzebne uzyskanie pozwolenia na budowę, a więc budynków nowych, lub modernizacji związanych z istotnymi przebudowami, np. przebudowy starej hali fabrycznej na nowoczesny hotel czy centrum handlowe, zmianę sposobu użytkowania kamienicy itp.

W przypadku istniejących budynków, przy nadbudowie, rozbudowie, przebudowie i zmianie sposobu użytkowania, które najczęściej poważna modernizacja obejmuje, przepisy rozporządzenia [3], zgodnie z § 2 rozporządzenia [3], mogą być spełnione w sposób inny niż określony w rozporządzeniu [3], stosownie do wskazań ekspertyzy technicznej właściwej jednostki badawczo-rozwojowej albo rzeczoznawcy budowlanego oraz do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, uzgodnionych z właściwym komendantem wojewódzkim Państwowej Straży Pożarnej. Potwierdzają to przepisy art. 9.6 ustawy [6], który w przypadku nadbudowy, rozbudowy, przebudowy lub zmiany sposobu użytkowania istniejących obiektów budowlanych oraz w przypadku dostosowywania tych obiektów do wymagań ochrony przeciwpożarowej, w szczególności przy usuwaniu stanu zagrożenia życia ludzi, pozwala na stosowanie rozwiązań zamiennych w stosunku do wymagań ochrony przeciwpożarowej na podstawie zgody udzielonej w postanowieniu zgodnie z art. 6a ust. 2 ustawy [4], bez wymogu uzyskiwania zgody na odstępstwo, wymagającego upoważnienia ministra.

Podsumowując, w celu możliwości zachowania istniejącej substancji budowlanej i jej modernizacji dostosowującej do współczesnych wymagań użytkowych i wymagań konsumentów, przepisy z zakresu bezpieczeństwa pożarowego pozwalają na dostosowanie tych budynków zarówno wprost, zgodnie z obowiązującymi aktualnymi wymaganiami, jak i w sposób indywidualny zapewniający niepogorszenie warunków ochrony przeciwpożarowej.

W celu zobrazowania obydwu dróg poniżej omówiono dwa typowe przykłady, po jednym dla każdej ze ścieżek.

Modernizacja budynku spełniającego wymagania WT

Przykład dotyczy budynku szpitala (FOT. 1), którego budowa została rozpoczęta w połowie lat 80. XX wieku, a pierwsze oddziały szpitalne zostały otwarte pod koniec 1993 r.

Pomimo niespełna 30 lat eksploatacji budynku wymagania z zakresu izolacyjności przegród na tyle się zmieniły, że niezbędna okazała się modernizacja w tym zakresie, którą przeprowadzono w ramach termomodernizacji i poprawy efektywności energetycznej i ekologicznej.

Z uwagi na to, że szpital należy do kategorii zagrożenia ludzi ZL II, a do tego zgodnie z § 8 [3] został zakwalifikowany jako budynek wysoki W, stawiane wymagania z zakresu bezpieczeństwa pożarowego są wysokie – klasa odporności pożarowej B. Jako obiekt w miarę młody, cyklicznie kontrolowany przez uprawnione organa, spełnia on obowiązujące wymagania wynikające z przepisów techniczno-budowlanych. Oznaczało to, że termomodernizacja ścian żelbetowych, szczytowych i trzonu komunikacyjnego, bo do omówienia tej części w artykule się ograniczono, musiała spełnić dokładnie te same przepisy określone w rozporządzeniu [3].

W celu poprawy izolacyjności termicznej ścian zaprojektowano elewację wentylowaną, w skład której wchodziły:

• podkonstrukcja: ruszt i konsole wykonane ze stalowej, ocynkowanej blachy,
• izolacja termiczna ze skalnej wełny mineralnej o gęstości >  50 kg/m³, gr. 200 mm,
• kompozytowe okładziny elewacyjne – rdzeń z wełny mineralnej w okładzinach z blachy stalowej.

Wszystkie łączniki były mechaniczne, stalowe.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego, nowa elewacja musiała spełniać szereg przepisów określonych w rozporządzeniu [3], w tym:

• powinna być nierozprzestrzeniająca ognia, zgodnie z § 216.2,
• powinna być niepalna powyżej 25 m, zgodnie z § 216.8,
• powinna spełniać wymagania z zakresu odporności ogniowej, wraz ze ścianą żelbetową, w obszarze pasów międzykondygnacyjnych, zgodnie z § 223,
• powinna nie odpadać w trakcie pożaru, zgodnie z § 225,
• powinna być niepalna w obszarze elementów oddzielenia przeciwpożarowego, zgodnie z § 232,
• powinna spełniać wymagania z zakresu odporności ogniowej, wraz ze ścianą żelbetową, w obszarze elementów oddzielenia przeciwpożarowego, zgodnie z § 235.

Spełnienie powyższych wymagań było możliwe m.in. z powodu zastosowania niepalnych materiałów. Niepalność materiałów można potwierdzić badawczo, a następnie sklasyfikować zgodnie z normą PN-EN 13501-1:2019-02 lub na podstawie decyzji Komisji Europejskiej: 96/603/WE z dnia 4 października 1996 r.; 2000/605/WE z dnia 26 września 2000 r.; 2003/424/WE z dnia 6 czerwca 2003 r.; 2000/553/EC z dnia 6 września 2000 r., co w omawianym przypadku uczyniono.

Materiały niepalne nie przyczyniają się do rozprzestrzeniania ognia, natomiast układy elewacyjne weryfikuje się w zakresie stopnia rozprzestrzeniania ognia przy działaniu ognia od zewnątrz zgodnie z normą PN-B-02867:2013-06.

W przypadku odporności ogniowej zapewniała ją żelbetowa ściana, co udowodniono przy wykorzystaniu Eurokodu 1992-1-2, gdzie w odpowiednich tablicach podane są wartości klas odporności ogniowej w zależności od grubości żelbetowej ściany. Kwestie odpadania potwierdzono badawczo, przedstawiając wyniki badań dla zastosowanej konstrukcji wsporczej (rusztu) oraz zbliżonych do zastosowanych okładzin (FOT. 2–4).

Modernizacja budynku niespełniającego wymagań WT

Modernizację budynku starszego, niespełniającego współczesnych wymagań z zakresu ochrony przeciwpożarowej, a dodatkowo budynku zlokalizowanego w obszarze ochrony obszarowej omówiono na przykładzie kamienicy podlegającej kompleksowej rewitalizacji w ramach jednego z ośmiu projektów dotyczących Rewitalizacji Obszarowej Centrum Łodzi.

Projekty te są współfinansowane z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego na lata 2014–2020. Ich celem jest przywrócenie zdegradowanych obszarów miasta, co w przypadku Łodzi oznacza jednocześnie przywrócenie funkcjonalności i blasku, co prawda młodej, ale obszarowo największej starówce w Polsce (FOT. 5–8 i FOT. 9–11).

Z uwagi na czas powstania większości z obecnie rewitalizowanych budynków, okres pomiędzy drugą połową XIX wieku a początkiem XX wieku, przypadający na rozwój wielkoprzemysłowej Łodzi, budynki te zostały zbudowane w charakterystyczny dla tego okresu sposób, bazując na cegle, drewnie, żeliwie i stali. Nie wszystkie zastosowane w nich rozwiązania w dniu dzisiejszym spełniają wymagania z zakresu bezpieczeństwa pożarowego i dotyczy to m.in. stropów czy schodów, ale również elewacji czy dachów.

W przypadku stropów o konstrukcji drewnianej, o ile nie znajdują się w granicy stref pożarowych, a stan belek drewnianych jest zadowalający, doprowadzenie ich do wymaganej klasy odporności ogniowej nie stanowi większego problemu. Powszechnie wykorzystywany jest w tym zakresie system suchej zabudowy, bazujący na produktach na bazie gipsu i/lub wełnie mineralnej, ewentualnie innych okładzinach płytowych, zapewniając bezproblemowo uzyskanie nawet klasy REI 60 (RYS. 1).

W przypadku schodów, które wykonane są z drewna albo ze stali i elementów ceramicznych, sporadycznie betonowych, sytuacja jest bardziej złożona, gdyż zazwyczaj pełnią one jednocześnie funkcję ewakuacyjną. Spełnienie wymagań § 249 rozporządzenia [3] wprost oznaczałoby w większości przypadków konieczność ich wyburzenia i wykonania od nowa, ewentualnie dodatkowego obudowania, co byłoby bardzo kosztowne (szczególnie nowa konstrukcja) i mogłoby zmniejszyć prześwit do nieakceptowalnego poziomu, a jednocześnie nie zawsze byłoby uzasadnione względami bezpieczeństwa.

Należy pamiętać, że przepisy, w których zawarte są wymagania w zakresie ochrony przeciwpożarowej, w większości przypadków mają charakter ogólny, opisowy.

Przepisy te nie definiują celu, jakiemu ma służyć dane rozwiązanie techniczne (z nielicznymi wyjątkami), a jedynie wskazują na obowiązek jego stosowania. Poziom szczegółowości tych przepisów jest zróżnicowany, jednakże pomimo szczegółowości części zapisów, przepisy ciągle mają charakter ogólny, bo w większości przypadków nie narzucają stosowania konkretnego rozwiązania materiałowego, ale narzucają konieczność spełnienia pewnych kryteriów.

Powyższe oznacza, że w wybranych przypadkach można podejść do oceny indywidualnie.

W przypadku omawianych kamienic i znajdujących się w nich schodów zakłada się, że ważniejszą funkcją schodów jest ich funkcja ewakuacyjna, a nie nośna, co oznacza, że należy liczyć się z koniecznością utrzymania, przynajmniej w początkowej fazie pożaru warunków umożliwiających ewakuację oraz możliwość prowadzenia akcji ratowniczej. W tym celu klatki są obudowane ścianami murowanymi o odpowiedniej klasie odporności ogniowej, zastosowano klapy oddymiające, które oprócz dymu (poprawa widoczności) będą również usuwały ciepłe gazy na zasadzie konwekcji.

Na klatkach schodowych nie mamy do czynienia z innymi obciążeniami użytkowymi niż ludzie i towary po niej przemieszczające się z uwagi na zakaz magazynowania i składowania rzeczy. Dodatkowo, klatki schodowe nie są połączone z główną konstrukcją nośną budynków.

Powyższe oznacza, że kluczowe dla funkcjonalności schodów na drogach ewakuacyjnych podczas pożaru jest zapewnienie do nich dostępu przez dostępny czas bezpiecznej ewakuacji osób (DCBE), po przekroczeniu którego występują warunki, które zagrażają zdrowiu i życiu ewakuujących się ludzi, np. nadmierne przekroczenie stężenia gazów toksycznych (CO  >  700 ppm, CO₂  >  5% obj.), przekroczenie dopuszczalnej podsufitowej warstwy dymu (wysokość przestrzeni wolnej od dymu <  1,8 m (2,0 m)), spadek widzialności znaków ewakuacyjnych, zbyt wysoka temperatura lub promieniowanie cieplne (temperatura >  60°C).

Oczywiście dostępny czas bezpiecznej ewakuacji musi być większy lub co najwyżej równy wymaganemu czasowi bezpiecznej ewakuacji (WCBE). W omawianych budynkach, z uwagi na ich charakter mieszkalny oraz usługowy (przede wszystkim biura), co skutkuje dobrym rozpoznaniem budynku przez lokatorów i najemców, szacuje się, że w przypadku osób samodzielnie poruszających się ewakuacja zakończy się po około 10–20 min i od tego czasu na schody nie powinno oddziaływać obciążenie użytkowe, a więc i parametr nośności ogniowej byłby wyznaczany dla dużo niższego poziomu obciążenia, co oznacza dłuższe czasy klasyfikacyjne.

Powyższe oznacza, że schody te zapewnią swoją funkcję przez czas działania ognia, odpowiednio 30 min i 60 min, przy realistycznym scenariuszu pożarowym, a więc zapewnią odpowiedni poziom bezpieczeństwa.

W przypadku elewacji mamy podobne wymagania z zakresu bezpieczeństwa pożarowego jak wymienione powyżej, jednakże obszarowy charakter ochrony wymusza wykonanie na elewacjach, dodatkowych elementów ozdobnych. Mogą to być kariatydy, gzymsy, pilastry itp. (RYS. 2).

Pierwotnie elementy te były wykonane z cegły, kamienia, zaprawy itp., jednakże konieczność dostosowania modernizowanych kamienic do obowiązujących wymogów z zakresu izolacyjności przegród oraz zły stan znacznej części elementów ozdobnych wymusiły zastosowanie nowych technologii.

Ważnych jest kilka kwestii. Po pierwsze odtworzenie zaprojektowanego, ozdobnego wyglądu elewacji, odpowiednia jej trwałość czy uniknięcie powstawania mostków termicznych.

Najczęściej w tym wypadku stosuje się specjalnie uformowane kształtki z twardego styropianu wykończone warstwami na bazie cementu, tożsamymi ze stosowanymi w systemach ETICS, a w przypadku bardziej złożonych kształtów stosuje się laminaty poliestrowo-szklane lub styropianowe kształtki pokryte utwardzoną żywicą epoksydową, w której wypełniaczem jest piasek kwarcowy.

Wszystkie te rozwiązania są lekkie i charakteryzują się dobrą izolacyjnością cieplną, jednakże z ogniowego punktu widzenia są to rozwiązania palne.

Literalne spełnienie wymagań np. § 235 ust. 2 i powiązanego z nim § 232 ust. 1 rozporządzenia [3], wymaga zastosowania materiałów niepalnych, jednakże warto zauważyć, że zastosowane lokalnie detale architektoniczne, znajdują się w otoczeniu nierozprzestrzeniających ognia lub wręcz niepalnych elementów, i zawsze pełnią jedynie funkcję dekoracyjną.

Oczekiwany poziom bezpieczeństwa i zabezpieczenia poszczególnych stref pożarowych w omawianym zakresie, co jest intencją ustawodawcy, zapewniają np. murowane niepalne ściany, ocieplenia na bazie niepalnej wełny mineralnej itp.

Dodatkowym zabezpieczeniem w przypadku gzymsów są obróbki blacharskie wykonane z metalowej blachy, np. ocynkowanej, stalowej, które również stanowią barierę utrudniającą rozwój pożaru po elewacji. Powyższe oznacza, że pomimo niespełnienia wymagań określonych w rozporządzeniu [3] w sposób literalny, zastosowane rozwiązania techniczne zapewniają wymagany poziom bezpieczeństwa pożarowego.

Podsumowanie

Modernizacja istniejącego budownictwa, zarówno tego młodszego, jak i starszego, w większości przypadków wymaga indywidualnego podejścia. Dotyczy to całej dziedziny aspektów przywracających obiekty do oczekiwanej przez użytkowników funkcjonalności. Z uwagi na rozwiązania konstrukcyjne często trzeba się zmierzyć z problemami uniemożliwiającymi zastosowanie rozwiązań systemowych, niemniej prawie zawsze jest możliwe doprowadzenie obiektu do oczekiwanych standardów.

W przypadku bezpieczeństwa pożarowego mamy dwie podstawowe ścieżki, które wzajemnie się uzupełniają. Pierwsza, najbardziej oczywista, to doprowadzenie budynku do zgodności z przepisami techniczno-budowlanymi z zakresu bezpieczeństwa pożarowego, druga to zapewnienie wymaganego poziomu bezpieczeństwa pożarowego, gwarantującego akceptowalny poziom bezpieczeństwa ludzi i mienia.

Powyższe oznacza, że przepisy z zakresu bezpieczeństwa pożarowego w sposób komplementarny obejmują wszystkie możliwe przypadki spotykane przy modernizacji budynków i nie stanowią dla tego procesu bariery uniemożliwiającej przeprowadzenie modernizacji.

Literatura

1. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. ustanawiającego zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG.
2. P. Sulik, S. Świderski, „Bezpieczeństwo pożarowe budynków”, „Builder” lipiec 2021, s. 124–129.
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2015 r., poz. 1422 i z 2017 r., poz. 2285).
4. Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (DzU z 14 kwietnia 2021 r., poz. 869).
5. R. Szczypta, „Rozwiązania zamienne w zakresie ochrony przeciwpożarowej – aspekty formalne i dobre praktyki”, Konferencja Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Pożarnictwa Oddział Stołeczny Koło SITP przy Komendzie Głównej PSP pt. „Rozwiązywanie trudnych problemów ochrony przeciwpożarowej – aspekty inżynierskie i formalne”, Warszawa, 31 marca 2021 r.
6. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (DzU z 2020 r., poz. 1333).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!