Newsletter

Login Form



Czytaj także -

Aktualne wydanie

Okładka SS-11-2017

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

 

 budma750x200

 

 

 

lisec SS FastLAne

 

baner-2-krzywe

 

 

 

Odporność ogniowa drewnianych przeszklonych ścian działowych
Data dodania: 10.03.15

Obserwowany w ostatnich latach powrót do stosowania naturalnych materiałów sprawił, że projektanci i inwestorzy coraz częściej sięgają po sprawdzone rozwiązania wykorzystujące drewno. Przyczyniają się do tego jego niepowtarzalne walory estetycznodekoracyjne, przy jednocześnie dobrych parametrach technicznych.

Drewno, oprócz tradycyjnego wykorzystania, jak np. konstrukcje dachowe [1], lekkie stropy w budownictwie indywidualnym [2], podłogi, w tym sportowe [3], drzwi i okna [4, 5, 6, 7], znajduje również zastosowanie przy wykonywaniu elewacji [8, 9, 10] (fot. 1, 2), jak również – pomimo jego palności – wykorzystywane jest przy konstruowaniu przeszklonych ścian działowych o odporności ogniowej stosowanych zarówno w budynkach niskich, jak i wysokich [11]. 

 

 

2015 03 43 1

Fot. 1. Przystań Miejska w Bydgoszczy (www.rokiccy.co)

 

 

2015 03 43 2

Fot. 2. Biurowiec Pixel w Poznaniu (www.gazeta.pl)

 

 

Wstęp

 

 

Ściany działowe wydzielające pomieszczenia w budynkach o specjalnym przeznaczeniu (np. hotele, szpitale, szkoły) jako nienośne elementy, powinny być (zgodnie z polskimi przepisami budowlanymi [12], jak również przepisami wielu innych krajów Unii Europejskiej) 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 [24].

 

Dlatego też ściany działowe wykonane w obiektach tego typu powinny spełniać wymagania dotyczące odporności ogniowej. 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 [26].

 

Istnieje wiele rodzajów przeciwpożarowych ścian działowych. Zaliczyć do nich można, między innymi, ściany z płyt gipsowo-kartnowych, ściany z płyt warstwowych, czy też przeszklone ściany profilowe (aluminiowe lub stalowe). Na szczególną uwagę zasługują jednak drewniane, przeszklone ściany działowe, które pomimo wykonania z materiału palnego, potrafią w warunkach pożaru stanowić efektywną barierę zarówno dla ognia, jak i wysokiej temperatury.

 

 

Rozwiązania techniczne [25] 

 

 

Drewniane przeszklone ściany działowe wykonywane są najczęściej jako konstrukcje szkieletowe, w których pomiędzy drewnianymi elementami stanowiącymi słupy i rygle umieszczone jest specjalne przeszklenie ogniochronne, dobrane odpowiednio do oczekiwanej klasy odporności ogniowej. Profile wykonywane są z drewna litego lub klejonego i stanowić mogą element pojedynczy lub złożony z kilku warstw, sklejonych ze sobą przy użyciu specjalnego kleju i skręconych w celu poprawienia wytrzymałości.

 

Przeszklenie najczęściej osadzane jest na drewnianych podkładkach podszybowych i mocowane przy użyciu stalowych kątowników przykręcanych do profili drewnianych. Po obwodzie szyby umieszczane są specjalne uszczelki pęczniejące, które pod wpływem temperatury zwiększają swoją objętość, dzięki czemu zamykają szczeliny, przez które mógłby przedostać się ogień [22].

 

Krawędzie szyb przykryte są drewnianymi listwami przyszybowymi, przykręcanymi do profili przy użyciu stalowych wkrętów. Przestrzeń pomiędzy listwą przyszybową i przeszkleniem wypełniana jest specjalnym silikonem ogniochronnym lub uszczelkami z EPDM. Przykładowy przekrój przez drewniany profil przedstawiono na rys. 1. Na fot. 3 i 4 przedstawione zostały przykłady zastosowania w praktyce przeszklonych drewnianych ścian działowych.

 

 

2015 03 44 1

Rys. 1. Przykładowy przekrój przez profil drewniany (archiwum ITB)

 

 

2015 03 44 2

Fot. 3. Przykład zastosowania w praktyce drewnianej przeszklonej ściany działowej (www.fireglass.com)

 

 

2015 03 44 3

Fot. 4. Przykład zastosowania w praktyce drewnianej przeszklonej ściany działowej (www.ggc.ie)

 

 (...)

Klasyfikacja i badanie w zakresie odporności ogniowej

 

 

Klasa odporności ogniowej przeszklonej drewnianej ściany działowej przyznawana jest zgodnie z normą PN-EN 13501-2 [16], na podstawie badania w zakresie odporności ogniowej, wykonanego według normy PN-EN 1364-1 [15]. Norma klasyfikacyjna w przypadku ścian działowych definiuje kilka rodzajów możliwych do nadania klas odporności ogniowej, związanych z kombinacjami parametrów skuteczności działania. Z uwagi na wymagania przepisów polskiego prawa budowlanego w niniejszym artykule omówione zostaną jedynie klasy związane ze szczelnością (E) oraz izolacyjnością ogniową (I).

 

Szczelność ogniowa ściany działowej związana jest z jej zdolnością do powstrzymania przedostatnia się ognia z pomieszczenia objętego pożarem do pomieszczeń z nim sąsiadujących, w wyniku przeniknięcia płomieni lub gorących gazów. Izolacyjność związana jest natomiast ze zdolnością danej ściany działowej do powstrzymania przepływu wysokiej temperatury – chodzi tutaj o to, aby ograniczyć możliwość zapalenia się powierzchni nienagrzewanej przegrody lub materiałów znajdujących się w jej pobliżu, co nastąpić może w wyniku znaczącego przepływu ciepła.

 

Przeszklone drewniane ściany działowe mogą być sklasyfikowane tylko z uwagi na szczelność ogniową (klasa E) lub z uwagi na szczelność i izolacyjność ogniową (EI). Nie jest możliwe nadanie klasy odporności ogniowej związanej tylko z izolacyjnością ogniową, zawsze musi ona występować w parze ze szczelnością. Przekroczenie któregokolwiek z kryteriów szczelności ogniowej należy również rozumieć jako utratę izolacyjności ogniowej, niezależnie od tego, czy poszczególne granice izolacyjności ogniowej zostały przekroczone. 

 

Szczegółowy opis dotyczący sposobu klasyfikacji ogniowej oraz zakresu zastosowania dla przeszklonych ścian działowych przedstawiony został w artykule [20].

 

Klasa odporności ogniowej przeszklonej drewnianej ściany działowej nie może być wyliczona na podstawie projektu czy też innej dokumentacji technicznej. Jedynym sposobem na wyznaczenie rzeczywistej klasy odporności ogniowej danej przegrody jest przeprowadzenie badania w zakresie odporności ogniowej zgodnie z określoną normą badawczą. 

 

Badanie odporności ogniowej przeprowadzane jest na elementach próbnych drewnianych ścian działowych. Do badania zastosować można albo element w pełni reprezentatywny do tego występującego w praktyce albo wykonany w sposób pozwalający na osiągnięcie najszerszego zakresu zastosowania. W pierwszym przypadku zasada jest bardzo prosta – na stanowisku badawczym montowany jest element identyczny pod względem budowy i wymiarów z tym, który jest lub ma być zamontowany w danym obiekcie. W tym wypadku istotne jest także odwzorowanie właściwego sposobu zamocowania elementu próbnego oraz dobranie konstrukcji mocującej odpowiadającej tej, w której element zamontowany jest w praktyce. W drugim przypadku element próbny do badania odbiega w znacznym stopniu od tych stosowanych w praktyce ale dzięki zastosowaniu w nim różnych kombinacji połączeń oraz odpowiednich wymiarów możliwe jest przeniesienie wyników badań na szereg konstrukcji podobnych. Wyniki badania elementu próbnego o szerokości przynajmniej 3 m, którego jedna z pionowych krawędzi nie jest zamocowana, mogą być przeniesione na ściany o większej szerokości (przy zachowaniu tego samego schematu konstrukcyjnego). Ważne jest także, aby w badaniu zastosować przeszklenia o odpowiednich wymiarach, zarówno w układzie pionowym, jak i poziomym, ponieważ niemożliwe będzie stosowanie w praktyce przeszkleń o wymiarach większych niż te wynikające z badania (w sposób bezpośredni lub po uwzględnieniu rozszerzonego zakresu zastosowania). Należy tutaj również zaznaczyć, że w jednym elemencie próbnym dopuszczalne jest zastosowanie tylko jednego typu szkła, a wyników badania z przeszkleniem danego typu nie można przenosić na inne przeszklenia. Równie istotne, jak konstrukcja elementu próbnego, jest dobranie odpowiedniej konstrukcji mocującej. Najszerszy możliwy zakres zastosowania dają oczywiście konstrukcje standardowe, czyli takie, które mają możliwy, do ilościowego określenia, wpływ na przepływ ciepła między konstrukcją a elementem próbnym oraz znaną odporność na odkształcenie termiczne, dzięki czemu badanie w nich pozwala na rozszerzenie wyników na inne podobne konstrukcje. Przykładowy schemat konstrukcyjny elementu wykonanego w celu uzyskania szerokiego zakresu zastosowania przedstawiono na rys. 2.

 

 

2015 03 46 1

Rys. 2. Przykładowy schemat konstrukcyjny elementu próbnego (archiwum ITB)

 

 

Liczba niezbędnych do wykonania badań ogniowych w celu sklasyfikowania danej drewnianej, przeszklonej ściany działowej zależna jest od oczekiwanego zakresu zastosowania oraz od konstrukcji przegrody. W przypadku przegrody o symetrycznym przekroju wystarczające jest wykonanie jednego badania, natomiast dla przegród niesymetrycznych niezbędne jest sprawdzenie odporności ogniowej elementu dla oddziaływania z jednej, jak i drugiej strony przekroju.

 

Podczas badania w zakresie odporności ogniowej odwzorowywane są dosyć rygorystyczne warunki pożaru – krzywa standardowa, wg której prowadzone jest nagrzewanie pieca odpowiada w pełni rozwiniętemu, następującemu po rozgorzeniu pożarowi wewnątrz budynku. W praktyce pożar tego typu nie występuje zbyt często, a co za tym idzie nadana na podstawie takiego badania klasa odporności ogniowej powinna zapewnić wymagany poziom bezpieczeństwa. Przykładowy wykres nagrzewania pieca w przypadku badania drewnianej przeszklonej ściany działowej przedstawiono na rys. 3.

 

 

2015 03 46 2

Rys. 3. Przykładowy wykres nagrzewania pieca w przypadku badania drewnianej przeszklonej ściany działowej (archiwum ITB)

 

 

W trakcie badania sprawdzane są kryteria skuteczności działania opisane powyżej (szczelność i izolacyjność ogniowa). Szczelność ogniowa oceniana jest za pomocą tamponu bawełnianego, szczelinomierzy lub wizualnie. Utrata szczelności następuje, gdy na nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego pojawi się ogień ciągły trwający dłużej niż 10 s, lub gdy tampon bawełniany ulegnie zapaleniu w czasie 30 sekund od momentu przyłożenia go do elementu próbnego, lub gdy 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 [23]. Izolacyjność ogniowa weryfikowana jest przy użyciu przyklejonych do nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego przeszklonej drewnianej ściany działowej termoelementów lub termoelementu ruchomego. Sprawdzany jest przyrost temperatury w określonych przez normę badawczą miejscach (termoelementy stałe) oraz w miejscach, w których możemy spodziewać się przekroczenia granicznej wartości przyrostu temperatury (termoelement ruchomy). Utrata izolacyjności ogniowej następuje w momencie gdy w dowolnym punkcie ściany przyrost temperatury przekroczy 180oC lub gdy średni przyrost temperatury na którejś z tafli szklanych przekroczy 140oC. Na rys. 4 przedstawiono przykładowe średnie przyrosty temperatury na profilach drewnianych oraz przeszkleniu podczas badania w zakresie odporności ogniowej przeszklonej drewnianej ściany działowej. Na rys. 5 przedstawiono średnie temperatury na profilach drewnianych, przeszkleniu oraz wewnątrz pieca badawczego podczas badania w zakresie odporności ogniowej przeszklonej drewnianej ściany działowej.

 

 

2015 03 46 3

Rys. 4. Wykres średnich przyrostów temperatury na profilach drewnianych oraz przeszkleniu podczas badania w zakresie odporności ogniowej przeszklonej drewnianej ściany działowej (archiwum ITB)

 

 

2015 03 46 4

Rys. 5. Wykres średnich temperatur na profilach drewnianych, przeszkleniu oraz wewnątrz pieca badawczego podczas badania w zakresie odporności ogniowej przeszklonej drewnianej ściany działowej (archiwum ITB)

 

 

Badanie może być zakończone w przypadku, gdy osiągnięte zostały wybrane kryteria odporności ogniowej lub gdy życzy sobie tego Zleceniodawca badania. Przerwanie badania nastąpić może również wtedy, gdy dalsze jego prowadzenie stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa personelu lub może spowodować uszkodzenie wyposażenia badawczego.

 

Na fot. 5÷8 przedstawiono elementy próbne drewnianych ścian działowych przed, w trakcie oraz po badaniu w zakresie odporności ogniowej. 

 

 

2015 03 48 1

Fot. 5. Widok nienagrzewanej powierzchni drewnianej przeszklonej ściany działowej przed badaniem w zakresie odporności ogniowej (archiwum ITB)

 

 

2015 03 48 2

Fot. 6. Widok nienagrzewanej powierzchni drewnianej przeszklonej ściany działowej w trakcie badania w zakresie odporności ogniowej (archiwum ITB)

 

 

2015 03 48 3

Fot. 7. Widok nienagrzewanej powierzchni drewnianej przeszklonej ściany działowej po badaniu w zakresie odporności ogniowej (archiwum ITB)

 

 

2015 03 48 4

Fot. 8. Widok nagrzewanej powierzchni drewnianej przeszklonej ściany działowej po badaniu w zakresie odporności ogniowej (archiwum ITB)

 

 

Drewniane przeszklone ściany działowe bardzo często w praktyce wyposażone są w drewniane drzwi, dla których również stawiane być mogą wymagania dotyczące odporności ogniowej, oraz w niektórych przypadkach także dymoszczelności [27]. Badanie elementów tego typu przeprowadzane jest w zupełnie inny sposób, 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 i dymoszczelności przedstawione zostały w artykułach przytoczonych w bibliografii [18, 19, 21].

 

 

Podsumowanie

 

 

Odporność ogniowa przeszklonych ścian jest funkcją właściwości szkła, rozmiaru tafli i wartości współczynnika kształtu szyb, charakterystyk elementów obramowania, metod osadzenia i zapewnienia rozszerzalności termicznej. Uzyskanie oczekiwanej klasy odporności ogniowej przez dany element w znacznej mierzy zależy od precyzji wykonanie elementu i świadomego rozumienia zachowania poszczególnych komponentów podczas działania ognia [17].

 

Prawidłowo wykonane drewniane przeszklone ściany działowe mogą stanowić znakomitą barierę dla ognia w przypadku wystąpienia pożaru. Jak widać na rys. 4 i 5 cechują się one bardzo dobrą izolacyjnością ogniową. W przypadku profili o odpowiednio dobranych przekrojach temperatura przyrasta w bardzo wolnym tempie, ponieważ drewno bardzo słabo przewodzi ciepło, a dodatkowo, w warunkach oddziaływania ognia, zwęgla się tworząc warstwę izolacyjną. Warstwa zwęglona nie posiada praktycznie żadnych właściwości nośnych, dlatego też istotne jest dobranie odpowiedniej grubości profili i/lub zastosowanie stalowych mocowań w celu uzyskania oczekiwanej klasy odporności ogniowej.

 

 

dr inż. Paweł Sulik
Instytut Techniki Budowlanej
Zakład Badań Ogniowych

 

 

mgr inż. Bartłomiej Sędłak
Instytut Techniki Budowlanej
Zakład Badań Ogniowych

 

 

Bibliografia
1. Sulik P., Piekarczuk A., Sudoł E.: Large-size mechanically joined timber structure subjected to short-term and long-term load, Annals of Warsaw University of Life
Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, No. 84, 207-212, 2013.
2. Dębski M., Sulik P.: Szacowanie nośności belek drewnianych w sytuacji ogniowej, Materiały Budowlane, nr 10, 97-99, 2014.
3. Sudoł E., Sulik P.: Sports floors. Overview, classification, requirements, Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, No. 84, 201-206, 2013.
4. Sudoł E., Sulik P.: Water resistance of glue lines in windows made of selected exotic wood species, Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, No. 76, 70-77, 2011.
5. Jakimowicz M., Sulik P.: Climatic actions on functional and usability properties of wooden window made of selected species of exotic wood – permeability and watertightness, Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, No. 78, 83-91, 2012.
6. Izydorczyk D., Sędłak B., Sulik P.: Fire resistance of timber doors. P.1: Test procedure and classification, Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, No. 86, 125-128, 2014.
7. Izydorczyk D., Sędłak B., Sulik P.: Fire resistance of timber doors. P.2: Technical solution and test results, Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestry and Wood Technology, No. 86, 129-132, 2014.
8. Sudoł E., Sulik P.: Problematyka wykorzystania drewna egzotycznego w zewnętrznych przegrodach budowlanych, Budownictwo i Architektura, Vol. 12(3), 27-34, 2013.
9. Jakimowicz M., Sulik P.: Wentylowane okładziny zewnętrzne jako alternatywa dla BSO, Materiały Budowlane, nr 9, 2-5, 2009.
10. Kinowski J., Sulik P.: Bezpieczeństwo użytkowania elewacji, Materiały Budowlane, nr 9, 38-39, 2014.
11. Sulik P., Sędłak B., Turkowski P., Węgrzyński W.: Bezpieczeństwo pożarowe budynków wysokich i wysokościowych, Budownictwo na obszarach zurbanizowanych: Nauka, praktyka, perspektywy, s. 105-120 Lublin : Politechnika Lubelska, 2014.
12. R ozporządzenie 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).
13. PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej Część 1: Wymagania ogólne.
14. PN-EN 1363-2:2001 Badania odporności ogniowej. Cześć 2: Procedury alternatywne i dodatkowe.
15. PN-EN 1364-1:2001 Badanie odporności ogniowej elementów nienośnych. Część 1: Ściany.
16. 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.
17. Roszkowski P., Sędłak B.: Metodyka badań odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych, Świat Szkła, R.16, nr 9, 59-64, 2011.
18. Sędłak B.: Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych. Cz. 1, Świat Szkła, R.17, nr 3, 50-52,60, 2012.
19. Sędłak B.: Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych. Cz. 2, Świat Szkła, R.17, nr 4, 55-58,60, 2012.
20. Roszkowski P., Sędłak B.: Klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych, Świat Szkła, R.17, nr 7-8, 54-59, 2012.
21. Sędłak B.: Przeszklone drzwi dymoszczelne – badania oraz klasyfikacja w zakresie dymoszczelności, Świat Szkła, R.18, nr 4, 35-38, 2013.
22. Sędłak B.: Systemy przegród aluminiowo szklanych o określonej klasie odporności ogniowej, Świat Szkła, R.18, nr 10, 30-33,41, 2013.
23. Sędłak B.: Ściany działowe z pustaków szklanych – badania oraz klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej, Świat Szkła, R.19, nr 1, 30-33, 2014.
24. Sędłak B.: Badania odporności ogniowej przeszklonych ścian działowych, Świat Szkła, R.19, nr 2, 30-33, 2014.
25. Sędłak B., Izydorczyk D., Sulik P.: Fire Resistance of timber glazed partitions, Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW Forestery and Wood Technology, No. 85, 221-225, 2014.
26. Sędłak B.: Bezszprosowe szklane ściany działowe o określonej klasie odporności ogniowej, Świat Szkła, R.19, nr 11, 2014.
27. Izydorczyk D., Sędłak B., Sulik P.: Problematyka prawidłowego odbioru wybranych oddzieleń przeciwpożarowych, Materiały Budowlane, nr 10, 62-64, 2014.

 

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 3/2015

 

Czytaj także --

 

 

01 chik