Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 10 oladka

       10/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

Bezszprosowe szklane ściany działowe o określonej klasie odporności ogniowej
Data dodania: 16.11.14

 

Ściana działowa to rodzaj wewnętrznej ściany budynku, nie stanowiącej jego konstrukcji. Nie przenosi ona obciążeń od konstrukcji budynku, a jedynie wydziela w nim pomieszczenia. Ciekawym sposobem na podział przestrzeni w budynku są bezszproswe szklane ściany działowe, które wnoszą do aranżacji jego wnętrza wrażenie lekkości oraz powodują doskonałe doświetlenie znajdujących się w nim pomieszczeń. Z uwagi na to, że ściany te wydzielają pomieszczenia w budynku, w wielu przypadkach powinny spełniać wymagania dotyczące dźwiękoszczelności i odporności ogniowej.

 

Wymagania polskiego prawa budowlanego 

Wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego elementów budynku, a w tym ścian działowych, zestawione zostały w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Zgodnie z rozporządzeniem [1], ściany działowe jako nienośne elementy budynku, powinny być zaprojektowane i wykonane w sposób zapewniający w razie pożaru ograniczenie rozprzestrzenianie się ognia i dymu w budynku, umożliwienie ewakuacji użytkowników oraz zapewnienie bezpieczeństwa ekipom ratowniczym [13].

 

W dokumencie tym wymagania w zakresie odporności ogniowej wobec ścian działowych określane są poprzez wyznaczenie minimalnych klas odporności ogniowej EI i E. Wymagana klasa odporności ogniowej zależna jest od klasy odporności pożarowej, do której zaliczony zostanie dany budynek. Klasy te z kolei uzależnione są od przeznaczenia i sposobu użytkowania budynku (ZL I÷V – kategorie zagrożenia ludzi), wysokości budynku lub liczby kondygnacji oraz obciążenia ogniowego. Wymagane klasy odporności ogniowej ścian działowych, w przypadku różnych klas odporności pożarowej budynku zestawione zostały w tabeli 1.

 

Tabela 1. Klasy odporności ogniowej ściany działowej w zależności od odporności pożarowej budynku

024 15

gdzie:
E – szczelność ogniowa (w minutach), określona zgodnie z Polską Normą dotyczącą zasad ustalania klas odporności ogniowej
elementów budynku [5],
I – izolacyjność ogniowa (w minutach), określona j.w.
( - ) – brak wymagań.

 

Rozwiązania techniczne

Wykonanie bezszprosowej, szklanej ściany działowej o określonej klasie odporności ogniowej nie jest zadaniem łatwym. Niewielu producentów posiada w swoim asortymencie ściany takiego typu spełniające wymagania związane z odpornością ogniową. Szklana ściana działowa, oprócz prawidłowo dobranych materiałów składowych, musi cechować się również wysoką precyzją wykonania. Najczęściej rozwiązania tego typu elementów bazują na systemach profilowych, przeszklonych ścian działowych, z tą różnicą, że profile słupów zastąpione są specjalnym silikonem ognioodpornym, a rygle w większości przypadków w ogóle nie występują.

 

Wysokie tafle szklane ustawione są obok siebie w odległości około 10 mm, a szczelinę miedzy nimi wypełnia wspomniany specjalny silikon. Wąskie łączenia tafli szklanych sprawiają wrażenie ściany wykonanej z monolitycznego kawałka szkła – daje to o wiele lepszy efekt wizualny niż przeszklone ścianki profilowe. Aluminiowe lub stalowe profile występują jedynie w miejscu łączenia szklanej ściany z innymi elementami budynku, tworząc ramę w której umieszczone są przeszklenia. Profile te stanowią zamocowanie dla szkła oraz pełnią funkcję połączenia z konstrukcją mocującą. Na rys. 1 przedstawiony został przykładowy przekrój przez profil aluminiowy, a na rys. 2 przykładowy przekrój przez profil stalowy.

 

024 1

Rys. 1. Przekrój przez przykładowy profil aluminiowy [11]

 

024 2

Rys. 2. Przekrój przez przykładowy profil stalowy

 

Badanie w zakresie odporności ogniowej

Bezszprosowe szklane ściany działowe należy badać zgodnie z wytycznymi przedstawionymi w normie PNEN 1364-1 [4]. Ponieważ elementy tego typu posiadają z reguły symetryczny przekrój badanie odporności ogniowej przeprowadza się przy nagrzewaniu tylko z jednej strony (w przypadku gdyby przekrój nie był symetryczny należałoby przeprowadzić badania przy oddziaływaniu ognia z jednej i drugiej strony).

(...)

Element próbny nagrzewany jest wg standardowej krzywej temperatura- czas, przyjmowanej jako właściwej dla odzwierciedlenia w pełni rozwiniętego, następującego po rozgorzeniu pożaru wewnątrz budynku [12]. Element próbny wytypowany do badania odporności ogniowej powinien być w pełni reprezentatywny dla tego, który będzie później zastosowany w praktyce lub skonstruowany w taki sposób, by zapewnić najszerszy możliwy zakres zastosowania.

 

Ważne jest aby próbka bezszprosowej szklanej ściany działowej składała się z minimum trzech ustawionych obok siebie przeszkleń, z których przynajmniej jedno posiada maksymalne przewidywane do stosowania w praktyce wymiary. Jeżeli szerokość elementu próbnego wynosić będzie przynajmniej 3 m, a jedna z jego pionowych krawędzi nie będzie zamocowana, w przypadku pozytywnego wyniku badania możliwe będzie stosowanie w praktyce ścian o większej szerokości. Należy tutaj również pamiętać o tym, że na wolnej krawędzi nie może występować profil, krawędź ta musi być zakończona przeszkleniem. Element próbny wykonany zgodnie z powyższymi wytycznymi przedstawiony został na fot. 1.

 

024 4

Fot. 1. Element próbny bezszprosowej szklanej ściany działowej przed badaniem w zakresie odporności ogniowej

 

Podstawowymi kryteriami sprawdzanymi podczas badania w zakresie odporności ogniowej bezszprosowych szklanych ścian działowych są: szczelność ogniowa (E), izolacyjność ogniowa (I), oraz natężenie promieniowania (W).

 

Szczelnością ogniową nazywana jest zdolność elementu konstrukcji, pełniącego funkcję oddzielającą, do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony, bez przeniesienia ognia na stronę nienagrzewaną w wyniku przeniknięcia płomieni lub gorących gazów. Podczas badania szczelność ogniowa weryfikowana jest za pomocą szczelinomierzy, tamponu bawełnianego lub wizualnie.

 

Uznaje się, że szczelność została utracona, gdy:

  • na nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego pojawi się ogień ciągły trwający dłużej niż 10 s;
  • tampon bawełniany ulegnie zapaleniu w czasie 30 sekund od momentu przyłożenia go do elementu próbnego (przez zapalenie rozumiemy pojawienie się na nim płomieni lub żarzenie), w przypadku, gdy element klasyfikowany jest tylko w zakresie szczelności ogniowej (bez uwzględnienia klasyfikacji izolacyjności ogniowej), kryterium to nie jest brane pod uwagę;
  • w wyniku działania ognia powstanie na tyle duża szczelina, że możliwa będzie jej penetracja szczelinomierzem o grubości 25 mm, lub 6 mm na długości 150 mm.

 

 

024 3

Fot. 2. Utrata szczelności przez element próbny bezszprosowej szklanej ściany działowej

 

Na fot. 2 przedstawiono element próbny bezszprosowej szklanej ściany działowej w momencie utraty szczelności ogniowej. Izolacyjnością ogniową nazywana jest zdolność danego elementu próbnego, pełniącego funkcję oddzielającą, poddanego działaniu ognia z jednej strony, do ograniczenia przyrostu temperatury na powierzchni nienagrzewanej powyżej ustalonego poziomu.

 

 Weryfikacja przyrostu temperatury średniej i maksymalnej na nienagrzewanej powierzchni przeprowadzana jest za pomocą termoelementów powierzchniowych, które mocowane są do badanego elementu za pomocą kleju odpornego na temperaturę [6]. Na rys. 3 przedstawiono przykładowy rozkład termoelementów na nienagrzewanej powierzchni bezszprosowej szklanej ściany działowej. Na rys. 4÷6 przedstawiono przykładowe wykresy średnich przyrostów temperatury na profilach i przeszkleniach elementów próbnych różnego typu szklanych ścian działowych.

 

024 5

Rys. 3. Przykładowy rozkład termoelementów na nienagrzewanej powierzchni szklanej ściany działowej

 

Promieniowaniem nazywana jest zdolność elementu próbnego, pełniącego funkcję oddzielającą do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony tak, aby ograniczyć prawdopodobieństwo przeniesienia ognia w wyniku znaczącego wypromieniowania ciepła albo poprzez element albo z jego powierzchni nienagrzewanej do sąsiadujących materiałów. Natężenie promieniowania mierzone jest zgodnie z normą PN-EN 1363-2:2001 [3] radiometrem ustawionym w odległości 1 m od geometrycznego środka elementu próbnego.

 

Podczas badania prowadzony jest również pomiar deformacji elementu próbnego – nie ma co prawda żadnych związanych z nim kryteriów ale może być on wykorzystany przy ustalaniu zakresu zastosowania. Na rys. 7 przedstawiono przykładowy wykres ugięcia szklanej ściany działowej. 

 

Szklane ściany działowe w praktyce bardzo często mogą być wyposażone w drzwi, dla których również stawiane są wymagania dotyczące odporności ogniowej, oraz w niektórych przypadkach również dymoszczelności. Elementy te również podlegają badaniu w zakresie odporności ogniowej i/lub dymoszczelności. Badanie jednak przeprowadzane jest 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 metodyka badania takich elementów w zakresie odporności ogniowej przedstawione zostały w artykule Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych. Cz. 1 i 2 [7, 8], a w zakresie dymoszczelności w artykule Przeszklone drzwi dymoszczelne – badania oraz klasyfikacja w zakresie dymoszczelności [10].

 

Na fot. 3÷7 przedstawione zostały różne elementypróbne bezszprosowych szklanych ścian działowychw trakcie badań w zakresie odporności ogniowej.

 

 

024 6

Rys. 4. Przykładowy wykres przyrostów średnich temperatur na przeszkleniach i profilach bezszprosowej szklanej ściany działowej w ramie aluminiowej, ściana o deklarowanej odporności ogniowej EI 30

 

 

 

024 7

Rys. 5. Przykładowy wykres przyrostów średnich temperatur na przeszkleniach i profilach bezszprosowej szklanej ściany działowej w ramie aluminiowej, ściana o deklarowanej odporności ogniowej EI 60

 

 

024 8

Rys. 6. Przykładowy wykres przyrostów średnich temperatur na przeszkleniach i profilach bezszprosowej szklanej ściany działowej w ramie stalowej, ściana o deklarowanej odporności ogniowej EI 30

 

 

024 9

Rys. 7. Przykładowy wykres ugięcia bezszprosowej szklanej ściany działowej w ramie aluminiowej, ściana o deklarowanej odporności ogniowej EI 60 (pomiar ugięcia w geometrycznym środku ściany, dodatnie wartości oznaczają ugięcie w kierunku do wnętrza pieca)

 

 

Klasyfikacja ogniowa

Na podstawie informacji zapisanych w raporcie (lub raportach) z badania sporządzana jest klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej. Klasa odporności ogniowej nadawana jest bezszprosowym szklanym ścianom działowym zgodnie z wytycznymi przedstawionymi w normie PN-EN 13501-2+A1:2010 [5]. Przy jej przyznawaniu pod uwagę brane są kryteria skuteczności działania opisane w rozdziale „Badanie w zakresie odporności ogniowej”: szczelność ogniowa (E), izolacyjność ogniowa (I) oraz promieniowanie (W).

 

Szczelność ogniowa oceniana jest na podstawie trzech aspektów: utrzymywania się płomienia na powierzchni nienagrzewanej, zapalenia tamponu bawełnianego oraz pęknięć lub otworów przekraczających dopuszczalne wymiary. 

 

024 10

Fot. 3. Widok nienagrzewanej powierzchni bezszprosowej szklanej ściany działowej, w ramie aluminiowej w trakcie badania w zakresie odporności ogniowej (15 minuta badania, deklarowana odporność ogniowa EI 60)

 

Izolacyjność ogniowa (I) oceniana jest na podstawie przyrostów temperatury na nienagrzewanej powierzchni badanej ściany szklanej. Izolacyjność ogniowa zachowana jest do czasu, w którym przyrost temperatury średniej nie przekracza 140oC powyżej początkowej średniej temperatury, natomiast przyrost temperatury maksymalnej w dowolnym punkcie badanej ściany działowej nie przekracza 180oC powyżej temperatury początkowej. 

 

 

024 11

Fot. 4. Widok nienagrzewanej powierzchni bezszprosowej szklanej ściany działowej, w ramie aluminiowej w trakcie badania w zakresie odporności ogniowej (30 minuta badania, deklarowana odporność ogniowa EI 60)

 

 

024 12

Fot. 5. Widok nienagrzewanej powierzchni bezszprosowej szklanej ściany działowej, w ramie aluminiowej w trakcie badania w zakresie odporności ogniowej (60 minuta badania, deklarowana odporność ogniowa EI 60)

 

 

024 12

Fot. 6. Widok nienagrzewanej powierzchni bezszprosowej szklanej ściany działowej, w ramie stalowej w trakcie badania w zakresie odporności ogniowej (15 minuta badania, deklarowana odporność ogniowa EI 30)

 

 

024 12

Fot. 7. Widok nienagrzewanej powierzchni bezszprosowej szklanej ściany działowej, w ramie stalowej w trakcie badania w zakresie odporności ogniowej (30 minuta badania, deklarowana odporność ogniowa EI 30)

 

 

Promieniowanie oceniane jest na podstawie czasu, w którym maksymalna wartość promieniowania mierzonego w odległości 1 m od geometrycznego środka elementu próbnego nie przekracza 15 kW/m2.

 

W normie PN-EN 13501-2+A1:2010 [5], w przypadku ścian działowych, zdefiniowane zostały klasy odporności ogniowej zestawione w tabeli 2.

 

Tabela 2. Klasy odporności ogniowej ścian działowych

 024 16

 

 

Szczegółowy opis dotyczący klasyfikacji oraz zakresu zastosowania (zarówno bezpośredniego jak i rozszerzonego) przeszklonych ścian działowych przedstawiony został w artykule [9].

 

Podsumowanie

Bezszprosowe szklane ściany działowe stanowią doskonałą alternatywę dla przeszklonych konstrukcji szkieletowych. Wykonanie takiej ściany posiadającej określoną klasę odporności ogniowej jest jednak zdecydowanie trudniejsze. Podczas badania w zakresie odporności ogniowej elementy tego typu cechuje dosyć duże ugięcie (widoczne jest to na rys. 5 oraz fot. 5 i 7), które w konsekwencji spowodować może utratę szczelności ogniowej przed zakładanym przez Zleceniodawcę badania czasem.

 

Wysokie szyby zamocowane są praktycznie tylko górą i dołem, a ich deformacja w kierunku wnętrza pieca, spowodowana działaniem ognia, doprowadzić może do wysunięcie szyby z górnego profilu lub powstania szczeliny w miejscu połączenia pomiędzy taflami szklanymi. Dlatego też przy projektowaniu tego typu elementów należy dobrze zastanowić się nad odpowiednim zamocowaniem przeszkleń oraz doborem odpowiedniego silikonu łączącego poszczególne tafle szklane.

mgr inż. Bartłomiej Sędłak

Instytut Techniki Budowlanej,
Zakład Badań Ogniowych

 

Bibliografia:

[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, Poz.690)
[2] PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej Część 1: Wymagania ogólne
[3] PN-EN 1363-2:2001 Badania odporności ogniowej. Część 2: Procedury alternatywne i dodatkowe
[4] PN-EN 1364-1:2001 Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 1: Ściany
[5] 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
[6] Roszkowski P., Sędłak B.: Metodyka badań odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych, „Świat Szkła”, R.16, nr 9, 59-64, 2011
[7] Sędłak B.: Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych. Cz. 1, „Świat Szkła”, R.17, nr 3, 50-52,60, 2012
[8] Sędłak B.: Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych. Cz. 2, „Świat Szkła”, R.17, nr 4, 55-58,60, 2012
[9] Roszkowski P., Sędłak B.: Klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych, „Świat Szkła”, R.17, nr 7-8, 54-59, 2012
[10] Sędłak B.: Przeszklone drzwi dymoszczelne – badania oraz klasyfikacja w zakresie dymoszczelności, „Świat Szkła”, R.18, nr 4, 35-38, 2013
[11] Sędłak B.: Systemy przegród aluminiowo szklanych o określonej klasie odporności ogniowej, „Świat Szkła”, R.18, nr 10, 30-33,41, 2013
[12] Sędłak B.: Ściany działowe z pustaków szklanych – badania oraz klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej, „Świat Szkła”, R.19, nr 1, 30-33, 2014
[13] Sędłak B.: Badania odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych, „Świat Szkła”, R.19, nr 2, 30-33, 2014

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 11/2014 

 

 

 

Czytaj także --

Czytaj także

 

 

01 chik
01 chik