W pierwszej części artykułu przedstawione zostały wymagania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego dachów zgodne z obowiązującymi przepisami techniczno-budowlanymi.
Omówione zostały scenariusze oddziaływania ognia na dachy oraz powiązane z nimi metody badań ogniowych. Przedstawiono także klasyfikacje ogniowe w zakresie odporności ogniowej i rozprzestrzeniania ognia.
Niniejsze opracowanie dotyczy konstrukcji dachowych przeciwpożarowych wykonywanych w postaci dachów w pełni przeszklonych lub przeszklonych i częściowo wypełnionych panelami nieprzeziernymi, o konstrukcji nośnej wykonanej z profili stalowych bądź aluminiowych, różnych systemów ścian zewnętrznych słupowo--ryglowych.
Profile słupów mogą być wykorzystane jako krokwie, a rygle – płatwie. Krokwie i płatwie są ze sobą odpowiednio połączone i tworzą konstrukcję szkieletową, mocowaną specjalnymi elementami do konstrukcji budynku.
O rozróżnieniu czy mamy do czynienia ze ścianą zewnętrzną czy dachem decyduje kąt nachylenia profili (słupów bądź krokwi).
Za dach przeszklony uważa się konstrukcję z profili metalowych oraz wypełnień odchyloną od pionu o kąt większy niż 15° (linia niebieska), co zostało wyjaśnione na rys. 1.
Dachy przeszklone o konstrukcji metalowej są projektowane w budynkach ze względu na szereg walorów zarówno architektonicznych, jak i użytkowych.
Obliczenia statyczne wykonuje się przede wszystkim z uwagi na stan graniczny użytkowania, uwzględniając ciężar własny elementu, obciążenie wiatrem, obciążenie śniegiem i ewentualnie inne obciążenia użytkowe, jeśli występują.
Należy przy tym pamiętać, że z uwagi na wymagania użytkowe (izolacyjność cieplną, ochronę przed promieniowaniem UV) zestawy szyb w przypadku dachów przeszklonych stanowią istotne obciążenie dla profili nośnych dachu.
Dachy przeszklone mogą być wykonywane w postaci konstrukcji jedno- i dwuspadowych, o nachyleniu od 0 do 85° (ze względu na skuteczność odprowadzenia wody i szczelność konstrukcji zaleca się stosowanie minimalnego kąta nachylenia połaci 7°) oraz wielopłaszczyznowych.
Przykładowe schematy układów profili krokwi i płatwi w połaci dachowej przedstawiono na rys. 2.
Jako wypełnienia przezierne w dachach przeciwpożarowych z profili stalowych lub aluminiowych stosowane są szyby ogniochronne typów: E, EW lub EI w zależności od przeprowadzonych badań odporności ogniowej i wynikające z wymagań techniczno-budowlanych.
Szyby ogniochronne mogą mieć różne kształty: prostokątny, trapezowy, trójkątny, okrągły byleby mieściły się w obrysie prostokątnej systemowej tafli szklanej, której wymiary wynikają z badań odporności ogniowej.
Szyby ogniochronne mogą być stosowane jako dolna lub górna warstwa w zespoleniu z jedną lub dwiema taflami szkła (np. float hartowany) poprzez odpowiednie ramki.
Grubość szkła w zespoleniu oraz rodzaj i grubość ramki zespolenia określone są w systemie rozwiązań dachu dla odpowiedniej klasy odporności ogniowej.
Wszystkie rozwiązania wynikają z przeprowadzonych badań w zakresie odporności ogniowej i są określone w klasyfikacjach w zakresie odporności ogniowej danego systemu.
Dopuszcza się mocowanie od wewnątrz do profili konstrukcji nośnej dachu dodatkowych elementów obciążających poprzez systemowe łączniki, elementy mocujące spawane lub przykręcane po uwzględnieniu w badaniach odporności ogniowej i objętych klasyfikacją w zakresie odporności ogniowej.
W obliczeniach statycznych należy uwzględnić ciężar tych elementów.
Maksymalne rozstawy i rozpiętości profili nośnych, przy założonym schemacie statycznym, wynikają z obliczeń statycznych konstrukcji.
Należy przy tym uwzględnić ciężar tafli szklanych oraz obciążenia zewnętrzne. Rozstawy profili konstrukcyjnych są jednak limitowane dopuszczalnymi wymiarami wypełnień.
Rys. 3. Wzmocnienia głównych profili stalowych konstrukcyjnych (1 – profile główne konstrukcyjne, 2 – płaskownik i 3 – profile wzmacniające)
1 – profil krokwiowy/płatwiowy,
2 – uszczelka krokwiowa/ płatwiowa wewnętrzna,
3 – wypełnienie: szyba lub panel wg wymagań odporności ogniowej,
4 – wkręt,
5 – płytki uszczelniające ze stali nierdzewnej,
6 – profile dociskowe
ze stali nierdzewnej lub ocynkowanej,
7 – profil osłonowy aluminiowy lub ze stali nierdzewnej,
8 – uszczelka pęczniejąca,
9 – łącznik profilu dociskowego,
10 – uszczelki zewnętrzne,
11 – płytki uszczelniające ze stali nierdzewnej,
12 – profil dociskowo-osłonowy aluminiowy,
13 – korpus dla kątownika lub ceownika wspornika podparcia,
14 – kątownik lub ceownik podparcia,
15 – nakładka dystansowa podparci,
16, 17 – uszczelki zewnętrzne płatwiowe z kauczuku chloroprenowego
Rys. 4. Przekroje przez przykładowe rozwiązanie: a) krokwi i b) płatwi
Rys. 5. Przekrój przez przykładowe rozwiązanie krokwi o różnej głębokości profili
Rys. 6. Przekrój przez przykładowe rozwiązanie płatwi o różnej głębokości profili z profilem zatrzaskowym)
Rys. 7. Przekrój przez przykładowe rozwiązanie płatwi o różnej głębokości profili (z kątownikiem podparcia wypełnień, bez profilu zatrzaskowego)
Rys. 8. Przekroje przez inne przykładowe rozwiązanie dachu: a) krokiew i b) płatew (widoczny kątownik zamocowania)
Rys. 9. Przekrój przez przykładowe rozwiązanie kalenicy z wykorzystaniem specjalnego, systemowego profilu
Konstrukcja dachów z profili stalowych Poza szybą i odpowiednimi uszczelkami systemy dachów przeciwpożarowych nie różnią się od dachów bez odporności ogniowej. Nie jest konieczne wypełnianie profili elementami izolacyjnymi.
Profile wykonywane są ze stali czarnej lub ocynkowanej zgodnie z odpowiednimi normami. Może zaistnieć konieczność wykorzystania w projekcie profili ze wzmocnieniem dodatkowym pośrednim profilem stalowym zamkniętym, otwartym lub płaskownikiem, co przedstawione zostało przykładowo na rys. 3.
W skład systemów dachów o konstrukcji profilowej stalowej oprócz profili stalowych i wypełnień wchodzą przykładowe akcesoria, uwidocznione na rys. 4: profile dociskowe ze stali nierdzewnej lub ocynkowanej, dociskowo- osłonowe z aluminium, uszczelki pęczniejące, uszczelki krokwiowe i płatwiowe mocujące wypełnienia: zewnętrzne i wewnętrzne z kauczuku chloroprenowego oraz zewnętrzne i wewnętrzne z włókien ceramicznych, kątowniki, ceowniki wraz z łącznikami profili dociskowych, elementy podparcia wypełnień, wkręty mocujące listwy.
Wypełnienia przezierne (szyby) i nieprzezierne (panele) są oparte po obwodzie na konstrukcji nośnej, przy czym szerokość oparcia jest systemowa. Dolne krawędzie wypełnień są oparte, za pośrednictwem dwóch klocków podparcia wypełnień (wykonanych z włókna szklanego wzmocnionego tworzywem sztucznym lub z płyty Promatect H), na dwóch wspornikach przykręcanych do profili płatwiowych lub płaskownikach przyspawanych do profili płatwiowych.
Do uszczelek wewnętrznych, umieszczonych na górnych powierzchniach profili płatwiowych i krokwiowych, wypełnienia są dociśnięte profilami dociskowymi za pomocą uszczelek zewnętrznych. Profil dociskowy mocowany jest do profili płatwiowych i krokwiowych łącznikami w rozstawie. Po stronie dolnej profili dociskowych i dociskowo-osłonowych umieszczona jest uszczelka pęczniejąca. Na profilu dociskowym zatrzaśnięty jest aluminiowy lub nierdzewny profil osłonowy.
Na rys. 9÷11 pokazano rozwiązania kalenic, z wykorzystaniem odpowiednich profili i odpowiedniej izolacji na stykach połaci: poprzez odpowiednie profile systemowe (rys. 9 i 10), połączenie spawane (rys. 11) oraz połączenie na śrubę (rys. 12).
Istotne są również rozwiązania połączeń dachu do elementów budynku oraz uszczelnienie tych połączeń. Przykłady połączeń konstrukcji nośnej dachu z elementami budynku pokazano na rys. 13 ÷ 22.
Konstrukcja nośna dachu z profili stalowych mocowana jest do konstrukcji budynku poprzez stalowe elementy kotwiące (konsole) oraz stalowe łączniki (np. kotwy rozporowe, kotwy wklejane o potwierdzonej klasie nośności ogniowej minimum R 30, śruby lub poprzez spawanie).
Rys. 10. Przekrój przez przykładowe rozwiązanie kalenicy z wykorzystaniem innego specjalnego systemowego profilu
Rys. 11. Przekrój przez przykładowe rozwiązanie kalenicy z wykorzystaniem połączenia na śrubę ze spawaniem
Rys. 12. Przekrój przez przykładowe rozwiązanie kalenicy z wykorzystaniem połączenia na śrubę ze spawaniem
1 – skalna wełna mineralna,
2 – izolacja przeciwwodna,
3 – klocek lub listwa dystansowa,
4 – skalna wełna mineralna lub płyta Promatect H,
5 – blacha stalowa ocynkowana lub blacha aluminiowa,
6 – listwa dystansowa,
7 – wkręt stalowy – opcjonalnie,
8 – wkręt stalowy co ≤ 500 mm,,
9 – blacha czarna lub ocynkowana,
10 – izolacja paroszczelna,
11 – konsola stalowa,
12 – kotwa stalowa,
13 – wkręt lub gwóźdź stalowy,
14 – silikon, akryl - opcjonalnie
Rys. 13. Przykładowe zamocowanie śrubowe dachu do ściany budynku
1 – skalna wełna mineralna,
2 – izolacja przeciwwodna,
3 – klocek lub listwa dystansowa
4 – skalna wełna mineralna lub płyta Promatect H,
5 – blacha stalowa ocynkowana lub blacha aluminiowa,
6 – listwa dystansowa – twarde drewno lub Promatect H,
7 – wkręt stalowy - opcjonalnie,
8 – wkręt stalowy co ≤ 500 mm,
9 – blacha czarna lub ocynkowana,
10 – izolacja paroszczelna,
11 – konsola stalowa,
12 – kotwa stalowa,
13 – wkręt lub gwóźdź stalowy co ≤ 500 mm,
14 – silikon, akryl – opcjonalnie
Rys. 14. Przykładowe zamocowanie spawane dolnej krawędzi dachu do ściany budynku
1 – skalna wełna mineralna,
2 – izolacja przeciwwodna,
3 – klocek lub listwa dystansowa,
4 – skalna wełna mineralna lub płyta Promatect H,
5 – blacha stalowa ocynkowana lub blacha aluminiowa,
6 – listwa dystansowa,
7 – wkręt stalowy – opcjonalnie,
8 – wkręt stalowy co ≤ 500 mm,
9 – blacha czarna lub ocynkowana,
10 – izolacja paroszczelna,
11 – konsola stalowa,
12 – kotwa stalowa,
13 – wkręt lub gwóźdź stalowy co ≤ 500 mm,
14 – silikon, akryl - opcjonalnie
Rys. 15. Przykładowe zamocowanie śrubowe górnej krawędzi dachu do ściany budynku
1 – skalna wełna mineralna,
2 – izolacja przeciwwodna,
3 – klocek lub listwa dystansowa,
4 – skalna wełna mineralna lub płyta Promatect H,
5 – blacha stalowa ocynkowana lub blacha aluminiowa,
6 – listwa dystansowa,
7 – wkręt stalowy – opcjonalnie,
8 – wkręt stalowy co ≤ 500 mm,
9 – blacha czarna lub ocynkowana,
10 – izolacja paroszczelna,
11 – konsola stalowa,
12 – kotwa stalowa,
13 – wkręt lub gwóźdź stalowy co ≤ 500 mm,
Rys. 16. Przykładowe zamocowanie śrubowe górnej krawędzi dachu do ściany budynku
Rys. 17. Przykładowe zamocowanie dachu do konstrukcji stalowej budynku zabezpieczoną ogniochronnie
1 – skalna wełna mineralna,
2 – izolacja przeciwwodna,
3 – klocek lub listwa dystansowa,
4 – skalna wełna mineralna lub płyta Promatect H,
5 – blacha stalowa ocynkowana lub blacha aluminiowa,
6 – listwa dystansowa,
7 – wkręt stalowy - opcjonalnie,
10 – izolacja paroszczelna
Rys. 18. Zamocowanie spawane dachu do ściany zewnętrznej przeszklonej budynku
1 – skalna wełna mineralna,
4 – skalna wełna mineralna lub płyta Promatect H,
5 – blacha stalowa ocynkowana lub blacha aluminiowa,
6 – listwa dystansowa – twarde drewno lub Promatect H,
7 – wkręt stalowy - opcjonalnie,
9 – blacha czarna lub ocynkowana,
10 – izolacja paroszczelna – opcjonalnie EPDM lub folia polietylenowa,
15 – śruba stalowa,
16 – blacha stalowa
Rys. 19. Zamocowanie spawano-śrubowe dachu do ścianyzewnętrznej przeszklonej budynku
1 – stalowa kotwa rozporowa lub wkręt stalowy, łapa kotwiąca, blacha stalowa gr. min. 2 mm co ≤ 800 mm,
2 – skalna wełna mineralna gęstość ≤ 60 kg/m3,
3 – silikon, akryl – opcjonalnie,
4 – wkręt stalowy - opcjonalnie,
5 – listwa dystansowa,
8 – klocek dystansowy w miejscach kotwienia – Promatect H, Fermacell, twarde drewno lub blacha stalowa
Rys. 20. Przykłady mocowania dachu do ściany budynku
1 – stalowa kotwa rozporowa lub wkręt stalowy, łapa kotwiąca, blacha stalowa gr. min. 2 mm co ≤ 800 mm,
2 – skalna wełna mineralna gęstość ≤ 60 kg/m3,
3 – silikon, akryl – opcjonalnie,
4 – wkręt stalowy - opcjonalnie,
5 – listwa dystansowa – twarde drewno, Promatect H lub stalowy profil cienkościenny,
6 – blacha stalowa ocynkowana lub blacha aluminiowa,
7 – skalna wełna mineralna, płyta Promatect H, lub płyta GKF - dla E 30; 2 x GKF gr. min. 12,5 mm lub 2 x Promatect H gr. min. 12 – dla EI 30,
8 – klocek dystansowy w miejscach kotwienia – Promatect H, Fermacell, twarde drewno lub blacha stalowa
Rys. 21. Przykłady mocowania dachu do ściany budynku
Połączenia dachów z profili stalowych z elementami budynku zabezpieczone są szczelnie skalną wełną mineralną o gęstości minimum 40 kg/m3.
Połączenia mogą być uzupełnione o izolację wodną i paroszczelną (folię polietylenową lub EPDM). Skalna wełna mineralna osłonięta jest stalową blachą o grubości określonej w systemie (zazwyczaj 0,6÷2 mm) mocowaną do profili konstrukcji nośnej dachu przeszklonego stalowymi wkrętami, w rozstawie określonym w systemie (maksimum 500 mm) i mocowana do konstrukcji budynku stalowymi wkrętami lub gwoździami stalowymi do bezpośredniego montażu w rozstawie określonym w systemie (maksimum 500 mm).
(...)
