Rozwiązania Saint-Gobain wpływają na zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego budynków w szkielecie drewnianym
Zapewnienie bezpieczeństwa pożarowego budynku jest nie tylko jednym z podstawowych warunków, jakie musi on spełnić, to również istotna kwestia dla komfortu użytkowników. Już sama myśl o potencjalnym pożarze domu wpływa na nasze poczucie bezpieczeństwa.
W obecnych czasach większą część życia spędzamy w pomieszczeniach, niezależnie czy jest to dom czy biuro. Dla naszego wewnętrznego komfortu musimy mieć pewność, że są to obiekty zapewniające ochronę przed działaniem ognia. Jak wiemy, pojedyncze materiały nie są w stanie zapewnić pełnej ochrony przeciwpożarowej. Tylko przemyślane, kompleksowe systemy gwarantują skuteczność i bezpieczeństwo w tym zakresie. Saint-Gobain jako światowy lider na rynku budowlanym jest zobowiązany do dbania również o ten aspekt życia.
W sierpniu 2020 roku zrealizowano eksperyment, który pozwolił sprawdzić w warunkach polowych, tzn. warunkach rzeczywistych, zachowanie wielu rozwiązań Saint-Gobain, które przyczyniają się do poprawy zabezpieczenia ogniowego budynków. Przeprowadzono go na terenie Ośrodka Szkoleniowego Państwowej Straży Pożarnej w Pionkach, w ramach pracy statutowej NZP-124, realizowanej w Instytucie Techniki Budowlanej we współpracy z Państwową Strażą Pożarną. Efektem eksperymentu jest opinia techniczna przygotowana przez ITB.
Wnioski po eksperymencie, które zostały zawarte w Opinii Technicznej Instytutu Techniki Budowlanej „Jaką rolę pełnią rozwiązania i produkty firmy Saint-Gobain w zapewnieniu bezpieczeństwa pożarowego budynku?” są tak interesujące, że warto je omówić w kilku punktach.
W eksperymencie pożarowym, w kolejnych jego etapach udało się uzyskać temperatury zbliżone – a w wielu miejscach nawet przewyższające – temperatury normowe, tj. odpowiednie dla krzywej standardowej przytoczonej w warunkach technicznych, która odpowiada w pełni rozwiniętemu pożarowi wewnętrznemu, czy do krzywej zewnętrznej, charakterystycznej dla pożarów zewnętrznych. Oznacza to, że działające na konstrukcję obciążenie ogniowe było miarodajne i odpowiadało realnym pożarom, z jakimi mamy do czynienia w przypadku normalnie użytkowanych budynków.
Wymagania z zakresu bezpieczeństwa pożarowego to tylko jedno z 7 wymagań podstawowych, jakie powinny spełniać budynki. Na przykład w lekkiej konstrukcji drewnianej największym problemem w przypadku izolacyjności akustycznej jest fakt, że zmiana jednego elementu w przegrodzie – korekta jego grubości lub gęstości – skutkuje zmianą izolacyjności całej przegrody. Dochodzi do tego jeszcze ogromny wpływ zastosowanych rozwiązań połączeń poszczególnych przegród budynku i precyzja ich wykonania. Jak się okazuje, dokładnie te same cechy – jakie są istotne przy ocenie odporności ogniowej przegrody – mają zastosowanie przy ocenie izolacyjności akustycznej przegrody. Płyta gipsowo-kartonowa zabezpiecza elementy, które chcemy chronić, jednocześnie stanowiąc masę istotną z punktu widzenia akustycznego. Wełna mineralna zwiększa szczelność oraz izolacyjność akustyczną przegrody, a także – szczelnie otulając elementy konstrukcji – ze względu na swoją niepalność ogranicza możliwość destrukcji termicznej drewnianego szkieletu.
- Wełna mineralna szklana i jej rola w zabezpieczeniu konstrukcji.
Izolacyjność wełny mineralnej szklanej daje zaskakujące rezultaty, co zostało to potwierdzone podczas eksperyment pożarowego. Pomimo panującej na parterze temperatury ponad 1000°C, w pomieszczeniu powyżej – dzięki niepalności oraz doskonałej izolacyjności wełny mineralnej szklanej – temperatura przez cały przebieg pożaru nie przekroczyła 23°C. Warto podkreślić, że eksperyment trwał godzinę.
Bardzo ważną kwestią jest również wykorzystanie niepalnej wełny mineralnej w budowie przegród. Teoretycznie w bezpieczeństwie pożarowym bardziej wszechstronnym materiałem jest wełna mineralna skalna. Eksperyment pokazał jednak, że kiedy okładziny (płyty gipsowe) są izolatorami
i nie dopuszczają do istotnego wzrostu temperatur w przegrodzie, lepiej sprawdzi się wełna mineralna szklana. Jej zaletą jest lepsza izolacyjność w niższych temperaturach w porównaniu z wełną skalną oraz korzystniejsza wartość współczynnika przewodzenia ciepła (lambda), co powoduje, że w przegrodzie powstaje „poduszka”, skutecznie ograniczająca wzrost temperatury i w konsekwencji destrukcję przegrody.
- Bezpieczeństwo pożarowe a akustyka.
W zakresie akustyki i bezpieczeństwa pożarowego mamy jeszcze jedno podobieństwo. W obydwu przypadkach jakość wykonania przegród, ich szczelność, prawidłowe rozwiązanie detali połączeń, odpowiednie zabezpieczenie elementów instalacji np. puszek elektrycznych, istotnie wpływają na ostateczne parametry przegrody.
- Płyty gipsowe – pierwsza linia ochrony przed ogniem.
Analiza wyników eksperymentu pożarowego wykazała, że kluczową rolę w zapewnieniu odporności ogniowej przegród odgrywał układ otulenia niepalną wełną mineralną oraz szczelne osłonięcie płytami gipsowo-kartonowymi lub gipsowo-włóknowymi – mocowanymi przy użyciu stalowych łączników mechanicznych – które w zasadzie pełniły funkcję izolacji ogniochronnej. Taki układ zapewniał optymalną współpracę w warunkach pożarowych.
- Szczelność budynku to nie tylko mniejsze straty ciepła oraz prawidłowe zarządzanie wilgocią.
Odpowiednia szczelność budynków sprawia, że w wielu przypadkach pożarów w pomieszczeniach z zamkniętymi oknami i drzwiami ogień samoczynnie zgaśnie. Jest to o tyle istotne, że dzięki temu nie dopuszcza się do rozwoju pożaru i przeniesienia go na inne części budynku, jak również są umożliwione niezbędne warunki do prowadzenia ewakuacji i ewentualnej akcji ratowniczo-gaśniczej.
- Rola drzwi i okien w uzyskaniu bezpieczeństwa budynku.
Drzwi i okna pełnią istotną rolę w uzyskaniu bezpiecznego budynku. W przypadku okien istotne znaczenie dla ich trwałości podczas pożaru ma rodzaj materiału, z którego wykonane są ramy oraz rodzaj przeszklenia. Samo szkło jest odporne nawet na bardzo wysokie temperatury i teoretycznie limitem jest tu temperatura jego topnienia, czyli ponad 1000°C. Większe niebezpieczeństwo stanowią wysokie różnice temperatur występujące w obrębie jednej tafli w tym samym czasie. Pod wpływem temperatury nagrzana część zwiększa swoją objętość, co skutkuje pojawieniem się wysokich naprężeń wewnątrz szklanej tafli.
W przypadku podstawowego szkła typu float różnica temperatur pomiędzy dwoma punktami jednej tafli, która przekracza 40 K, może doprowadzić do pęknięcia termicznego. Jednak ze względu na zespolenie w pakiet dwukomorowy szkło zachowuje dłużej swoją szczelność.
Odmienna sytuacja występuje w przypadku szkła hartowanego ESG, które charakteryzuje się dużo większą wytrzymałością niż zwykłe szkło. Takie szkło pęka termicznie dopiero przy gradiencie rzędu 220 K. Ma to oczywiście istotne znaczenie w przypadku działania ognia – tego rodzaju przeszklenie dłużej zachowuje swoją integralność w warunkach pożarowych. Dodatkowo tafla pęka na całej powierzchni, rozsypując się na drobne (ok. 0.5 cm2 powierzchni) i nieostre – a więc bezpieczne – fragmenty.
Badaniom poddano również szkło laminowane VSG. Charakteryzuje się ono podwyższoną odpornością na włamanie, lepszą izolacyjnością akustyczną oraz dużą wytrzymałością szczątkową. W sytuacji pożaru szkło laminowane jest w stanie wytrzymać znacznie wyższe temperatury. Ponadto szkło laminowane charakteryzuje się dużą nośnością szczątkową. Nawet w przypadku rozbicia, szkło przyklejone do folii nie rozsypuje się na fragmenty.
