Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

OkladkaSS-10-2017

20170725-edgetech-banner-160x600-polonaisEDG 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

 

 

baner konferencja 12 2017

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

 

  

FF18 750x150px PL NEUGIERIG

 

 baner mochnik colorimo 750X100

 

lisec SS FastLAne

 

baner-2-krzywe

 

 

 

* Bezpieczeństwo pożarowe ścian działowych przeszklonych - badania i rozwiązania
Data dodania: 11.02.08

 

Bezpieczeństwo pożarowe ścian działowych przeszklonych
- badania i rozwiązania

Zgodnie z ustawą Prawo Budowlane [1], przy wykonywaniu robót budowlanych należy stosować wyroby budowlane o właściwościach użytkowych umożliwiających prawidłowo zaprojektowanym i wykonanym obiektom budowlanym spełnienie wymagań podstawowych (art. 10, ust. 1).

 

Podobnie czytamy w Dyrektywie (89/106/EEC) Rady Wspólnot Europejskich [2] „wyroby budowlane mogą być wprowadzone na rynek tylko wówczas, gdy nadają się do zamierzonego stosowania, to znaczy, gdy posiadają takie cechy, że obiekty, w których mają być wbudowane, wmontowane, stosowane lub instalowane, mogą, o ile obiekty te są prawidłowo zaprojektowane i wykonane, spełniać wymagania podstawowe” (art. 2, ust. 1). 

 

Wprowadzenie
     Wymagania podstawowe, w liczbie sześciu, opisane zostały w odpowiednich dokumentach interpretacyjnych. Jednym z nich, a drugim z kolei, jest bezpieczeństwo pożarowe.

 

Wymaganie to zostało zdefiniowane w Dokumencie Interpretacyjnym nr 2 [3] następująco:
    

Obiekty budowlane powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby w przypadku pożaru:
- nośność konstrukcji mogła być zapewniona przez założony okres czasu,
- powstanie i rozprzestrzenianie się ognia i dymu w obiektach było ograniczone,
- rozprzestrzenianie się ognia na sąsiednie obiekty było ograniczone,
- mieszkańcy mogli opuścić obiekt lub być uratowani w inny sposób,
- było uwzględnione bezpieczeństwo ekip ratowniczych.

     Bezpieczeństwo pożarowe obiektów budowlanych jest przedmiotem wymagań dotyczących projektowania budynków oraz zachowania się konstrukcji, wyrobów budowlanych, urządzeń i wyposażenia, a także instalacji pożarowych w warunkach pożaru. Wymagania bezpieczeństwa pożarowego stanowią istotną część przepisów budowlanych.


     W polskich przepisach [4], wprowadza się pięć klas odporności pożarowej budynków, oznaczonych literami: A, B, C, D i E, w kolejności od najwyższej do najniższej. Klasa odporności pożarowej budynku zależy od przeznaczenia i sposobu użytkowania (ZL I ÷ V – zagrożenia ludzi), od liczby kondygnacji lub wysokości oraz obciążenia ogniowego.

     Odpowiednio do klasy odporności pożarowej budynku, jego elementy, w tym również ściany działowe, powinny spełniać określone wymagania w zakresie odporności ogniowej i rozprzestrzeniania ognia.


     Ściany działowe mogą być wykonywane jako: tradycyjne (murowane, betonowe lub z innych tworzyw mineralnych), lekkie szkieletowe (zawierające metalowy lub drewniany szkielet nośny z okładzinami zewnętrznymi i z lub bez materiału izolacyjnego pomiędzy okładzinami oraz przeszklone o konstrukcji nośnej z profili stalowych, aluminiowych lub drewnianych.


     W artykule ograniczono się do przeszklonych ścian działowych zaprojektowanych tak, że przenoszą jedynie własny ciężar. Z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe ściany te powinny spełniać funkcje oddzielającą w przypadku pożaru, tzn. powinny przez odpowiedni czas spełniać określone kryteria użytkowe.



Klasyfikacja ogniowa przeszklonych ścian działowych
Kryteria użytkowe ze względu na odporność ogniową
     Podstawowymi kryteriami służącymi do oceny odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych są: szczelność ogniowa E, izolacyjność ogniowa I oraz natężenie promieniowania W.


     W zależności od zachowywanych kryteriów odporności ogniowej w czasie ttt (wyrażonym w minutach) ustalone zostały następujące klasy odporności ogniowej ścian działowych:
     E ttt – wyraża minimalny czas, w jakim dotrzymywane jest kryterium szczelności ogniowej,
     EI ttt – wyraża minimalny czas, w jakim dotrzymywane są kryteria izolacyjności ogniowej i szczelności ogniowej,
     EW ttt – wyraża minimalny czas, w jakim dotrzymywane jest kryteria szczelności ogniowej i natężenia promieniowania.


     Indeks liczbowy ttt, może przyjmować wartości: 15, 30, 60, 90 i 120 (tabela 1).


     Podsumowując: w systemie klasyfikacji ścian działowych w zakresie odporności ogniowej stosowane właściwości użytkowe zestawione zostały w tablicy 1.

 

 

     Przeszklone ściany działowe klasy E ograniczają w ciągu określonego czasu jedynie przepływ gorących gazów i obszar płomieni do pomieszczenia, w którym wybuchł pożar, natomiast temperatura nienagrzewanej powierzchni może sięgać kilkuset stopni i występuje silne promieniowanie ciepła.

 

Promieniowanie cieplne ścian działowych z szybami nieizolacyjnymi niezapewniającymi izolacyjności ogniowej może powodować zapalenie znajdujących się w ich pobliżu materiałów palnych lub nawet uniemożliwić ewakuację ludzi i działanie ekip ratowniczych; niebezpieczeństwo zapalenia się materiałów celulozowych występuje przy promieniowaniu cieplnym o natężeniu przekraczającym 3,5 kW/m2.


     Przeszklone ściany działowe klasy EW ograniczają strumień ciepła, po stronie nienagrzewanej, tak, że poziom promieniowania cieplnego mierzony w odległości 1,0 m od przegrody nie powinien przekraczać 15 kW/m2 (poziom promieniowania cieplnego, który nie powoduje w ciągu kilku minut działania obrażeń ciała ludzkiego wynosi ok. 2,5 kW/m2; natężenie promieniowania, które może być tolerowane przez ludzi, zależy od czasu, w ciągu którego są na nie narażeni: promieniowanie o natężeniu 9,6 kW/m2 może być tolerowane przez 5 sekund, a promieniowanie o natężeniu 3,35 kW/m2 prawie przez 1 minutę).


     Przeszklone ściany działowe klasy EI zapewniają zarówno szczelność ogniową (E) jak i izolacyjność ogniową (I), co zapewnia nie przekroczenie wzrostu temperatury nienagrzewanej powierzchni przeciętnie o więcej niż 140oC.


     Według polskich przepisów techniczno-budowlanych przegrody klasy EI mogą być stosowane zgodnie z §216 ust. 1 Rozporządzenia [4], zaś klasy E lub EW mogą być stosowane tylko w przedsionkach, jako druga przegroda oddzielająca od klatek schodowych pomieszczenia, w których może powstać pożar.



Klasyfikacja w zakresie rozprzestrzeniania ognia

     Przeszklone ściany działowe klasyfikuje się pod względem stopnia rozprzestrzeniania ognia do następujących grup: nierozprzestrzeniające ognia, słabo rozprzestrzeniające ogień.

 

Zgodnie z Rozporządzeniem [4] wszystkie ściany działowe powinny spełniać wymagania nierozprzestrzeniania ognia, przy czym dopuszcza się zastosowanie słabo rozprzestrzeniających ogień w budynkach o jednej kondygnacji i zagrożeniu ludzi ZL IV lub magazynowych o maksymalnej gęstości obciążenia ogniowego strefy pożarowej do 500 MJ/m2 oraz magazynowych niskich o maksymalnej gęstości obciążenia ogniowego strefy pożarowej do 1000 MJ/m2.


     Klasyfikacja rozprzestrzeniania ognia przez ściany wewnętrzne, w tym ściany przeszklone, została zastąpiona klasyfikacją w zakresie reakcji na ogień [5, 6].



Szyby stosowane w ścianach działowych z przeszkleniem
     Ogólnie stosowane przeszklenia między innymi w przeszklonych ścianach działowych o określonej odporności ogniowej można podzielić na (tablica 2):
- izolacyjne: wielowarstwowez przekładkami lub z żelem,
- nieizolacyjne: monolityczne lub wielowarstwowe.

 

 

     Zachowanie się szyb, przykładowo:
     a) izolacyjnych wielowarstwowych wapienno-sodowych z żelem stałym wykonywanych z więcej niż dwóch warstw szkła rozdzielonych warstwami ogniochronnymi nazywanymi często przekładkami (podczas pożaru warstwa ogniochronna rozszerza się i matowieje, a ciepło przekazywane jest do następnej warstwy, ograniczając przedostawanie się dymu, płomieni i gazów; warstwy ogniochronne zaczynają reagować na temperaturę powyżej 40oC; mogą również reagować na promieniowanie UV.; są wtedy chronione folią PUB; produkowane są w wymiarach magazynowych);


     b) nieizolacyjnych jednowarstwowych wykonywanych jako wapienno-silikatowe hartowane lub wapienno-sodowe zwykłe, hartowane lub zbrojone oraz boro-silikatowe hartowane; (w pierwszych 10 minutach pożaru silnie się rozszerzają; rozszerzenie to wynosi około 1 mm na minutę przy wzroście temperatury o 100oC; jednocześnie temperatura na nienagrzewanej powierzchni szyby zaczyna szybko osiągać wartość około 400oC; po dłuższym czasie szyba ulega zmiękczeniu i może wysunąć się z obudowy) przedstawione zostało na rysunkach odpowiednio 1 i 2.

 

 

    Ogniochronne szyby zespolone mogą być wykonywane jako szyby monolityczne zespolone z szybami monolitycznymi i powinny mieć budowę symetryczną, tzn. powinny być zespolone dwie szyby monolityczne. Szyby izolacyjne wielowarstwowe i wielowarstwowe nieizolacyjne mogą byś zespalane asymetrycznie.



Badania odporności ogniowej
     Obecnie przy ocenie odporności ogniowej stosuje się powszechnie, zarówno w Polsce, Europie, jak i w krajach poza europejskich standardową krzywą temperatura – czas określoną przez normę europejską PN-EN-1363-1:2001 [7]). Uważana jest ona za właściwe odwzorowanie w pełni rozwiniętego pożaru, następującego po rozgorzeniu. Uznaje się, że wymagania dotyczące odporności ogniowej, wynikające z badania przy nagrzewaniu zgodnym z krzywą normową, zapewniają właściwy poziom bezpieczeństwa.

 

 
 
      Badanie odporności ogniowej przeprowadza się przy nagrzewaniu z jednej strony dla ścian o symetrycznym rozwiązaniu przekroju lub z dwóch stron przy rozwiązaniu niesymetrycznym. Na fotografiach 1 i 2 przedstawiono wygląd ściany działowej  przeszklonej aluminiowej przed i po badaniu.
 

     Na rysunkach 1-6 przedstawione zostały wykresy wartości temperatury w funkcji czasu na profilach i na szybach z różnych badań odporności ogniowej.


     Rozkład temperatury na szybach izolacyjnych w ściankach o odporności ogniowej 63 i 36 minut wrasta odpowiednio do 150oC i 100oC w czasie 15 i 8 minut; następnie utrzymuje się półka odpowiednio do czasu 60 i 27 minut, po czym temperatura po niewielkim spadku zaczyna wzrastać.

 

     Wartości temperatury na profilach o wypełnieniu częściowym są zbliżone.


     Należy pamiętać, że normowe badanie odporności ogniowej nie ma jednak na celu odwzorowania temperatury i naprężeń mogących występować w warunkach rzeczywistego pożaru, lecz stanowi względną miarę  zachowania się konstrukcji i materiałów w warunkach określonych przez charakterystyki i rozmiary pieców normowych.



Konstrukcja przeszklonych ścian działowych z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe
     Dominującymi obecnie rozwiązaniami w zakresie przeszkleń ogniochronnych są konstrukcje szkieletowe, w których szyby stanowią przezroczyste lub częściowo przezroczyste wypełnienie.

 

Metalowy lub drewniany szkielet umożliwia łączenie tafli szyb, mocowanie drzwi lub okien i przenosi obciążenia od ciężaru własnego, a w szczególności od stosunkowo ciężkich szyb izolacyjnych. Konstrukcję przeszklonych przegród zilustrowano na rysunkach 7÷14.


     Przeszklone ściany działowe mogą być wykonywane jako nieizolacyjne w klasach E i EW (rys. 7 i 8) lub jako izolacyjne w klasach EI (rys. 9-14).

 

 

 
 
  
 

Ścianki działowe przeszklone nieizolacyjne
     Profili stalowych w tych przeszkleniach nie izoluje się (rys. 7 i 8), natomiast profile aluminiowe należy izolować, aby nie dopuścić do ich całkowitego zniszczenia. Istotne jest, aby uszczelki nie były palne, a w przypadku szkieletu drewnianego chroniły przed zapaleniem nienagrzewanej części profilu.



Ścianki działowe przeszklone izolacyjne
     W celu zapewnienia izolacyjności szkieletu i ograniczenia niekorzystnego wpływu oddziaływań termicznych stosuje się te same metody.


     Metoda izolowania polega na wykorzystaniu okładzin izolujących stalowe profile szkieletu, a efekty architektoniczne uzyskuje się stosując maskownice.


     Metoda profili podwójnych polega na stosowaniu dwóch oddzielnych profili z przekładką izolującą, np. ze szkła izolacyjnego lub z płyty izolacyjnej (rys. 9 i 10). W rozwiązaniu tym profil zewnętrzny nie jest narażony na oddziaływanie wysokiej temperatury. Oba profile odkształcają się i wydłużają niezależnie, a ugięcia są stosunkowo niewielkie. Nie występują także znaczne gradienty temperatury, gdyż temperatura profili wyrównuje się bardzo szybko. Nie występują także znaczne gradienty temperatury, gdyż temperatura profili wyrównuje się bardzo szybko.


     Na podobnej zasadzie stosuje się profile dwudzielne, składające się z dwóch części połączonych izolacyjnym łącznikiem (rys. 11, 12 i 13). Profile te wypełnia się całkowicie lub częściowo płytami gipsowo-kartonowymi lub tworzonymi na bazie gipsu. W wyniku wydzielania, a następnie parowania wody, następuje chłodzenie profili i pochłanianie energii cieplnej w wyniku przemian fazowych.

 

 

    Na rys. 14 i 15 przedstawiono aluminiowe symetryczne profile z częściowym i całkowitym wypełnieniem, stosowane obecnie w wielu systemach.
     Profile drewniane dobiera się tak, aby na skutek ich zwęglenia nie doszło do utraty nośności lub, aby w wyniku wypalenia profili dociskowych nie nastąpiło wypadnięcie szyby (rys. 16 i 17).


     W ostatnich latach zaczęto stosować przeszklenia, w których szyby są łączone przy użyciu specjalnych klejów lub kitów, bez szkieletu nośnego. Powstają tutaj jednak problemy związane z osadzaniem elementów ruchomych (drzwi, okien), bezpieczeństwem użytkowania i uzyskaniem odpowiednich wymiarów geometrycznych.

 

 

Podziały geometryczne i mocowanie do innych elementów budynku
     Przegrody przeszklone są wrażliwe na niedokładności wykonania. Bardzo istotny jest także ich podział geometryczny i sposób mocowania.


     Na rysunkach 7, 8 i 11 pokazano mocowanie do innych elementów budynku.


     Punktem newralgicznym w rozwiązaniach ścian są wszystkie węzły, np. typu: „krzyżak” typu „T” lub pod kątem, dlatego też wszystkie węzły muszą być uwzględnione w elementach próbnych podczas badań odporności ogniowej.


     Na rys. 18 przedstawiono rozwiązanie przegrody, w której szyby łączone są poprzez profile, bądź tylko na styk. Linią przerywaną zaznaczono styki szyb bez profili. Brak słupa na pionowym styku szyb (18 A-A) oraz rygla w połowie przegrody (rys. 18 C-C) może, przy dużym przemieszczeniu słupa (rys. 18 B-B) od strony nagrzewanej spowodować rozszczelnienie szyb.



Podsumowanie
     1. Projektując przeszklone ściany działowe trzeba mieć na uwadze, że o ich odporności ogniowej decydują:
- konstrukcyjne elementy nośne - najważniejsze cechy to materiał, z którego są wykonane (aluminium, stal, drewno),
- rodzaj i sposób osadzenia przeszkleń,
- konstrukcja połączeń i zastosowane sposoby uszczelnienia.

 

 

     Często niewielkie zmiany w konstrukcji przeszklonej ściany działowej powodują znaczne obniżenie jej odporności ogniowej. Rzeczywista klasa odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych może być określona wyłącznie na podstawie wyników badań odporności ogniowej elementów próbnych tych ścian.


     2. Warunki stosowania przeszklonych ścian działowych powinny uwzględniać, że:
1) odporność mechaniczna przeszklonych ścian działowych jest zdecydowanie mniejsza od odporności mechanicznej podobnych elementów wykonanych z innych materiałów,
2) występuje w tym przypadku oddziaływanie promieniowania cieplnego na elementy budynku i przebywających w budynku ludzi
-  promieniowanie cieplne ścian działowych z szybami niezapewniającymi izolacyjności ogniowej może powodować zapalenie znajdujących się w ich pobliżu materiałów palnych lub nawet uniemożliwić ewakuację ludzi i działanie ekip ratowniczych; niebezpieczeństwo zapalenia się materiałów celulozowych występuje przy promieniowaniu cieplnym o - widoczny przez nieizolacyjne szyby rozwój pożaru i duże natężenie promieniowania cieplnego mogą powodować panikę ludzi; natężenie promieniowania, które może być tolerowane przez ludzi, zależy od czasu, przez który są na nie narażeni – promieniowanie o natężeniu 9,6 kW/m2 może być tolerowane przez 5 sekund, a promieniowanie o natężeniu 3,35 kW/m2 prawie przez 1 minutę;


Z tych powodów istotne znaczenie powinna mieć klasyfikacja przeszklonych ścian działowych w klasach EW, określających natężenie promieniowania cieplnego ścian.


     3. Warunki stosowania przeszklonych ścian działowych powinny uwzględniać ich geometrię, szczególnie ich długość i wysokość, gdyż ma ona istotny wpływ na skutki oddziaływania cieplnego na materiały palne i na ludzi.

 

Zofia Laskowska
Mirosław Kosiorek
ITB
 

Literatura:
1. Ustawa z dnia 78 lipca 1994 r. Prawo Budowlane (Dz.U. Nr 89, poz. 414 i z 1997 r. Nr 111, poz. 726 I dalsze zmiany).
2. Dyrektywa Nr 89/106/EEC Rady Wspólnot Europejskich w sprawie zbliżania ustaw i aktów wykonawczych Państw Członkowskich dotyczących wyrobów budowlanych, ITB 1994.
3. Dokument Interpretacyjny do Dyrektywy 89/106/EEC dotyczącej wyrobów budowlanych Wymaganie podstawowe nr 2 „Bezpieczeństwo podstawowe”, ITB 1995.
4. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75 z dnia 15 czerwca 2002 r., poz. 690).
5. PN-EN 13501-1:2005 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków Część 1: Klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień.
6. Przyporządkowanie określeniom występującym w przepisach techniczno-budowlanych klas reakcji na ogień według PN-EN. Instrukcja 401/2004 ITB, Warszawa 2004.
7. PN-EN 13501-2:2005 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej.
8. PN-EN 1363-1:2001 Badania odporności ogniowej – Część 1: Wymagania ogólne.
9. PN-EN 1363-2:2001 Badania odporności ogniowej – Część 2: Procedury alternatywne i dodatkowe.
10. PN-EN 1364-1:2002 Badania odporności ogniowej elementów nienośnych – Część 1: Ściany
11. Laskowska Z.: Rozwiązania przeszklonych ścian działowych z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe. Kwartalnik „Prace ITB” Nr 4 (120) Warszawa 2001, str. 67-77
12. Kosiorek M.: Budownictwo ogólne. Tom 2 Fizyka budowli. Arkady Warszawa 2005, str. 807-811
13. Kosiorek M., Laskowska Z.: Ogniochronne przegrody przeszklone. „Materiały Budowlane”, X 2006. 

 

patrz też:

- Specjalistyczne wymagania i ocena zgodności okuć do drzwi przeciwpożarowych i dymoszczelnych , Zbigniew Czajka, Świat Szkła 7-8/2008 

- Drzwi przeciwpożarowe - badania, klasyfikacje, wymagania , Zofia Laskowska, Zbigniew Musielak, Świat Szkła 4/2008,

- Bezpieczeństwo pożarowe ścian działowych przeszklonych - badania i rozwiązania, Zofia Laskowska, Mirosław Kosiorek, Wydanie Specjalne Świat Szkła/Przegrody przeszklone w ochronie przeciwpożarowej 01/2008

- Bezpieczeństwo pożarowe ścian kurtynowych, Zofia Laskowska, Mirosław Kosiorek, Wydanie Specjalne Świat Szkła/Przegrody przeszklone w ochronie przeciwpożarowej 01/2008 



więcj informacji: Przegrody przeszklone w ochronie przeciwpożarowej 01/2008

 

Czytaj także --

 

 

01 chik