Bezpieczeństwo pożarowe w halach stalowych z obudową z płyt warstwowych

Płyty warstwowe to uznane na całym świecie wyroby budowlane zaliczane do grupy lekkich obudów. Cenione są przez architektów i inwestorów. Jednakże, aby mogły być wprowa-dzone do obrotu i stosowania powinny przejść serię Wstępnych Badań Typu na zgodność z dokumentem odniesienia. Jednym z szeregu testów są badania ogniowe. Dotyczą one kwestii stopnia rozprzestrzeniania ognia, palności oraz odporności ogniowej. We współcze-snym świecie olbrzymie środki finansowe są łożone na rozwój metodyki badań i doskonalenie technologii produkcji płyt warstwowych zwłaszcza w aspekcie bezpieczeństwa pożarowego.

Fot. Blachy Pruszyński
Fot. Blachy Pruszyński

Wielki Wybuch, który wydarzył się kilkanaście miliardów lat temu i z którego gęstej i gorącej osobliwości początkowej wyłonił się Wszechświat, był początkiem wszystkiego. Wówczas powstały: przestrzeń, czas, materia, energia oraz m. in. ogień.

Czym jest ogień  i jak go zdefiniować?

Równolegle z postępem nauki, techniki oraz przemysłu nie tylko powstają nowoczesne wynalazki ułatwiające życie i pracę, ale także chroniące nas przed wszelkim złem czyhającym na naszą nieuwagę, zapomnienie czy lekkomyślność. Jednym z takich zagrożeń jest ogień, który od początku istnienia świata towarzyszy  człowiekowi. Zawsze wzbudzał strach, szacunek jak i pożądanie. Dawał życie jak i je odbierał. Czym właściwie jest ogień.

Ogień – suma obserwowalnych zjawisk towarzyszących na ogół fizykochemicznemu procesowi spalania, a przede wszystkim:

  • emisja promieniowania widzialnego – światła w postaci charakterystycznych rozbłysków dynamicznie przemieszczających się pod wpływem ruchów rozgrzanego powietrza, zwanych płomieniami;
  • emisja promieniowania elektromagnetycznego dowolnej częstotliwości – ciepła;
  • emisja akustyczna – dżwięki towarzyszące spalaniu: trzaski, syk itp.

Jednym ze sposobów ochrony przed zagrożeniem w postaci ognia jest stosowanie w obiektach budowlanych przekryć dachowych i ścian osłonowych wykonanych z lekkiej obudowy.

Czym są płyty warstwowe?

Obecnie trudno sobie wyobrazić budownictwo, szczególnie halowe użyteczności publicznej, przemysłowe i rolnicze (przechowalnie, chłodnie, mroźnie, pomieszczenia dla zwierząt hodowlanych)  bez obudowy (ściany osłonowe, dachy) w postaci płyt warstwowych, zwłaszcza z płyt w okładzinach metalowych.

Lekkie płyty warstwowe są konstrukcjami złożonymi z dobranych w sposób racjonalny i odpowiednio połączonych ze sobą materiałów konstrukcyjnych i izolacyjno – konstrukcyjnych. Składają się z warstw zewnętrznych (okładzin) o wysokich właściwościach mechanicznych w sposób ciągły połączonych z warstwą środkową (rdzeniem) o pomijalnej sztywności giętej, lecz o korzystnej izolacyjności termicznej.

Fot. Blachy Pruszyński
Fot. Blachy Pruszyński

Poza ścianami osłonowymi i przekryciami płyty warstwowe stosowane są jako:

– ściany działowe – w obiektach przemysłowych i chłodniach składowych

– sufity podwieszane – w obiektach j.w.

– ściany nośne – w małych przewoźnych chłodniach, budynkach zapleczy budów.

 

Tak szeroki zakres stosowania wynika z ich zalet, do których należy zaliczyć m.in.:

– małą masę jednostkową (zmniejszona transportochłonność),

– możliwość montażu niezależnie od warunków atmosferycznych,

– montaż bez ciężkiego sprzętu (dźwigi o niewielkiej nośności),

– łatwość demontażu i ponownego montażu, np. w przypadku zmiany technologii produkcji

czy przeznaczenia hal,

– wysoki poziom izolacyjności akustycznej (płyty z rdzeniem z wełny mineralnej),

– wysoka odporność ogniowa (zwłaszcza płyty z rdzeniem z wełny mineralnej oraz z pianki

poliuretanowej typu PIR).

Bezpieczeństwo pożarowe

Płyty warstwowe w zależności od klasy odporności pożarowej obiektu w jakim są zastosowane, powinny spełniać wymagania zawarte w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12. 04. 2002 w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75 poz. 690 z 2002 roku) oraz z dnia 12.03.2009r. w zakresie stopnia rozprzestrzeniania ognia, reakcji na ogień, odporności dachu na działanie ognia zewnętrznego oraz odporności ogniowej.

Fot. Blachy Pruszyński
Fot. Blachy Pruszyński

– kryteria w zakresie stopnia rozprzestrzeniania ognia – dotyczą ścian zewnętrznych od strony zewnętrznej;

– kryteria w zakresie reakcji na ogień – dotyczą ścian zewnętrznych od strony wewnętrznej, ścian wewnętrznych, przekryć dachowych od strony wewnętrznej oraz sufitów podwieszanych;

– kryteria w zakresie odporności dachu na działanie ognia zewnętrznego – dotyczą przekryć dachowych od strony zewnętrznej;

– kryteria w zakresie odporności ogniowej – ściany zewnętrzne i wewnętrzne powinny spełniać wymagania izolacyjności ogniowej I oraz szczelności ogniowej E przy oddziaływaniu ognia od strony zewnętrznej obiektu jak i wewnętrznej; w przypadku przekryć dachowych wymagania nośności ogniowej R i szczelności ogniowej E przy oddziaływaniu ognia od strony wewnętrznej;

Fot. Kingspan
Fot. Kingspan

R – nośność ogniowa – zdolność elementu konstrukcji do wytrzymania oddziaływania ognia przy określonych oddziaływaniach mechanicznych na jedną lub więcej powierzchni, przez określony czas, bez utraty stabilności konstrukcji, wyrażana w minutach.

Kryteria:

–  w przypadku elementów zginanych (np. strop, dach) – prędkość ugięcia i rzeczywiste ugięcie,

–  w przypadku osiowo obciążanych elementów (np. słupy, ściany) – prędkość deformacji,      (prędkość skrócenia);

Fot. Kingspan
Fot. Kingspan

E – szczelność ogniowa – zdolność elementu konstrukcji, który pełni funkcję oddzielającą, do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony, bez przeniesienia ognia na stronę nie nagrzewaną w wyniku przejścia płomieni lub gorących gazów, wyrażana w minutach.

Kryteria:

– pęknięcie lub rozwarcie,

– utrzymanie się płomienia na stronie nienagrzewanej,

– zapalenie tamponu z waty bawełnianej;

I – izolacyjność ogniowa – zdolność elementu konstrukcji do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony, bez przeniesienia ognia w wyniku znaczącego przepływu ciepła ze strony nagrzewanej na stronę nienagrzewaną, wyrażana w minutach.

Kryteria:

– ΔTśrednia: 140ºC                   – ΔTmax: 180ºC

Fot. Kingspan
Fot. Kingspan

Metodyka prowadzenia badań ogniowych i klasyfikacja

– rozprzestrzenianie ognia – badania oraz klasyfikacja wykonywane są na podstawie PN – B – 02867 [1]

– reakcja na ogień – badania prowadzone są zgodnie z PN – EN 14509:2013 [2]; klasyfikacje zgodnie z PN – EN 13501-1:A1:2010 [3]

– odporność dachu na działanie ognia zewnętrznego – badania prowadzone są zgodnie PN – ENV 1187:2004/A1:2007 [4], natomiast klasyfikacja wg PN – EN 13501-5 [5]

– odporność ogniowa – badania ścian zewnętrznych jak i wewnętrznych prowadzone są zgodnie z PN – EN 1364-1:2012 [6] oraz PN – EN 1363-1:2012 [7]; w przypadku przekryć dachowych zgodnie z PN – EN 1365-2:2002 [8] oraz PN – EN 1363-1:2012 [7]; klasyfikacje zgodnie z PN – EN 13501-2+A1:2010 [9] i PN – EN 15254-5:2010 [10]

Właściwości ogniowe

Płyty warstwowe w różnoraki sposób są dzielone, jednakże najpopularniejszym kryterium jest podział ze względu na materiał z jakiego wykonany jest rdzeń. W związku z tym wyróżnia się 3 odmiany:

– płyty z rdzeniem ze skalnej wełny mineralnej,

– płyty z rdzeniem ze sztywnej pianki poliuretanowej typu PUR/PIR,

– płyty z rdzeniem styropianowym.

 

Niezależnie od zastosowanego rdzenia w zakresie stopnia rozprzestrzeniania ognia płyty warstwowe ścienne i dachowe spełniają wymagania §216 [11], tzn. są wyrobami nierozprzestrzeniającymi ogień.

 

Fot. Kingspan
Fot. Kingspan

Najwięcej emocji wywołuje kwestia odporności ogniowej. Jest to bardzo ważna właściwość bez której płyty warstwowe miałyby mocno ograniczone zastosowanie.

 

  1. Ścienne płyty warstwowe z rdzeniem z wełny mineralnej:

– w zależności od grubości rdzenia ich odporność ogniowa sięga nawet do EI240;

 

  1. Dachowe płyty warstwowe z rdzeniem z wełny mineralnej:

– w zależności od grubości rdzenia i zastosowanego obciążenia ich odporność ogniowa sięga nawet REI180;

 

  1. Ścienne płyty warstwowe z rdzeniem ze sztywnej pianki poliuretanowej typu PUR/PIR:

– w zależności od grubości rdzenia ich odporność ogniowa sięga nawet do E60/EI60;

 

  1. Dachowe płyty warstwowe z rdzeniem ze sztywnej pianki poliuretanowej typu PUR/PIR:

– w zależności od grubości rdzenia i zastosowanego obciążenia ich odporność ogniowa sięga nawet RE60/REI30;

 

  1. Ścienne płyty warstwowe z rdzeniem styropianowym:

– w zależności od grubości rdzenia ich odporność ogniowa sięga nawet do E60;

 

  1. Dachowe płyty warstwowe z rdzeniem styropianowym:

– w zależności od grubości rdzenia i zastosowanego obciążenia ich odporność ogniowa sięga nawet RE30;

 

Klasa odporności pożarowej budynku Ściana zewnętrzna Ściana wewnętrzna Przekrycia dachowe
A EI(oi)120 EI60 RE30
B EI(oi)60 EI30 RE30
C EI(oi)30 EI15 RE15
D EI(oi)30
E

 

Jak widać z powyższego zestawienia i tabeli (wyciąg z [11]) niezależnie od materiału zastosowanego na rdzeń uzyskiwane właściwości odporności ogniowej umożliwiają stosowanie płyt warstwowych w bardzo szerokim zakresie. Oczywiście liderem patrząc przez pryzmat wartości bezwzględnych są płyty z rdzeniem z wełny mineralnej a panele z rdzeniem styropianowym zwłaszcza ścienne zamykają tabelę. Trudno jednoznacznie stwierdzić, że dany typ płyty jest najlepszy a inny gorszy. Wiele zależy od klasy odporności pożarowej obiektu, oczekiwań inwestora i od przeznaczenia obiektu. Na przykład w obiektach, gdzie priorytetem jest wysoki poziom odporności ogniowej i izolacyjności akustycznej – najlepszym rozwiązaniem będą płyty z rdzeniem z wełny mineralnej. Natomiast w przypadku budynków wymagających wysokich parametrów pod względem izolacyjności termicznej i ogniowej z pewnością optymalnym rozwiązaniem będą panele z pianką poliuretanową zwłaszcza typu PIR. W przypadku obiektów o klasie odporności pożarowej E (ściany zew.), czy D i E (ściany wew.) oraz przekrycia dachowe mogą być stosowane rozwiązania z rdzeniem styropianowym. Jednakże z innych powodów niż zagadnienia bezpieczeństwa pożarowego tego typu płyty są systematycznie wypierane panelami z rdzeniem z wełny mineralnej i sztywnej pianki poliuretanowej typu PUR/PIR.

 

Fot. Kingspan
Fot. Kingspan

Podsumowanie

Przedstawione informacje świadczą o tym, że płyty warstwowe w okładzinach metalowych są generalnie wyrobami wysokiej jakości, spełniającymi wyszukane wymagania inwestorów, architektów oraz  wykonawców szczególnie w obiektach gdzie jest postawiona wysoka poprzeczka w zakresie wymagań bezpieczeństwa pożarowego. Ich właściwości, bogata paleta kolorystyczna, różnorodna gama profilowań blach okładzinowych umożliwia stosowanie płyt w budownictwie halowym, przemysłowym i użyteczności publicznej. Poprzez ciągły rozwój należy uważać, że płyty warstwowe jako system lekkiej obudowy w sposób trwały zadomowił się i systematycznie umacnia swoją obecność w branży budowlanej, dając poczucie bezpieczeństwa i komfortu montażu.

mgr inż. Piotr O. Korycki

 

Bibliografia:

[1] – PN – B – 02867 Ochrona przeciwpożarowa budynków. Metoda badania stopnia rozprzestrzeniania ognia przez ściany.

[2] – PN – EN 14509:2013-12E Samonośne izolacyjno-konstrukcyjne płyty warstwowe z dwustronną okładziną metalową — Wyroby fabryczne — Specyfikacje

[3] – PN – EN 13501-1:A1:2010 – Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 1: Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień.

[4] – PN – ENV 1187/A1:2007 Metody badań oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy.

[5] – PN – EN 13501-5-A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 5: Klasyfikacja na podstawie wyników badań oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy.

[6] – PN – EN 1364-1:2012 Badania odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 1L Ściany.

[7] – PN – EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej – Część 1: Wymagania ogólne.

[8] – PN – EN 1365-2:2002 Badania odporności ogniowej elementów nośnych – Część 2: Stropy i dachy.

[9] – PN – EN 13501-2+A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 2: Klasyfikacja na podstawie wyników badań odporności ogniowej z wyłączeniem instalacji wentylacyjnych.

[10] – PN – EN 15254-5:2010 – Rozszerzone zastosowanie wyników badań odporności ogniowej. Ściany nienośne. Część 5: Konstrukcje z płyt warstwowych w okładzinach metalowych.

[11] – Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 15 czerwca 2002r., nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami).

Udostępnij ten wpis

Post Comment