| Ściany zewnętrzne przeszklone słupowo-ryglowe a ochrona przeciwpożarowa Część 1 Systemy stalowe |
| Data dodania: 26.08.20 |
|
Od lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku następuje ogromne zainteresowanie zastosowaniem ścian zewnętrznych przeszklonych, z uwagi na: z jednej strony podnoszenie walorów architektonicznych budynków oraz udoskonalanie panujących w nich warunków pracy i życia, oraz z drugiej strony rozwój technologii szkła i innych elementów systemowych tych ścian.
W artykule ograniczono się do ścian zewnętrznych przeszklonych słupowo-ryglowych, przeciwpożarowych. Autorzy starali się przedstawić, w rozwiązaniach różnych systemów tych ścian o konstrukcjach: stalowej, aluminiowej oraz – w bardzo małym zakresie – drewnianej, elementy istotne z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe. Rys. 1. Podział nienośnych ścian zewnętrznych przeszklonych z uwagi na konstrukcję
Wprowadzenie
Ściany spełniają różne wymagania związane z ich funkcją przegrody nie tylko w zakresie odporności ogniowej i reakcji na ogień lecz również w zakresie między innymi: izolacyjności termicznej, izolacyjności akustycznej, przepuszczalności powietrza, wodoszczelności, wytrzymałości na obciążenie wiatrem, odporności na uderzenie energooszczędności czy też względów architektonicznych.
Rys. 2. Konfiguracje ścian zewnętrznych przeszklonych: a) słupowo-ryglowe, b) elementowe (segmentowe), c) wypełniające, d) dwupowłokowe
Podział nienośnych ścian przeszklonych zewnętrznych, z uwagi na ich budowę, został przedstawiony na rys. 1, a różne konfiguracje ścian zewnętrznych wynikające z mocowania do elementów budynku, na rys. 2.
Ściany słupowo-ryglowe (rys. 2a) i elementowe (rys. 2b) usytuowane są przed stropami i mocowane do stropów, przy czym w ścianach słupowo-ryglowych elementy szkieletu konstrukcji łączone są na budowie (montaż przeszkleń następuje po montażu konstrukcji), a ściany elementowe wykonywane są w postaci segmentów (każdy segment składa się z przeszklonej konstrukcji) wykonywanych w zakładzie produkcyjnym/fabryce i montowanych na budowie.
Montaż ścian elementowych z prefabrykowanych elementów ma ogromną zaletę – nie wymaga budowy rusztowań.
Ściany zewnętrzne wypełniające przeszklone (rys. 2c) usytuowane są pomiędzy stropami i mocowane do nośnych elementów budynku, najczęściej stropów.
Ściany te mogą być wykonywane z tych samych profili i wypełnień jak ściany słupowo-ryglowe, elementowe lub z profili ścian wewnętrznych (działowych) i wypełnień odpowiednio dostosowanych do właściwości, które są wymagane dla ścian zewnętrznych (nie tylko w zakresie odporności ogniowej).
Autorzy opierają się na znanych Czytelnikowi systemach ścian zewnętrznych bez wymagań w zakresie odporności ogniowej, zwanych dalej podstawowymi.
Ograniczają się do przedstawienia elementów dotyczących rozwiązań ścian zewnętrznych przeszklonych słupowo-ryglowych, spełniających wymagania w zakresie odporności ogniowej.
Rozwiązanie ściany w zakresie odporności ogniowej na bazie systemu podstawowego pozwala na połączenie tych dwóch rodzajów ścian (technicznie dopuszczalne), bo nie zawsze wymagania w zakresie odporności ogniowej dotyczą całej elewacji zewnętrznej.
Wymagania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego ścian nienośnych przeszklonych zewnętrznych przedstawione zostały w pracach autorów, publikowanych także w „Świecie Szkła” [1, 2].
Bezpieczeństwo pożarowe dotyczące ścian elementowych przedstawione zostało w pracach [3] i [4], a ścian dwupowłokowych w pracach [5] i [6], opublikowanych również w „Świecie Szkła”.
Specyfika ścian przeszklonych słupowo-ryglowych o wymaganej odporności ogniowej
Kształt i wymiary słupów i rygli są określone w systemach, a ich szeroka gama dostosowana jest do wymagań wynikających z obliczeń statycznych.
W skład systemu wchodzą także kształtowniki dodatkowe, elementy i akcesoria pełniące funkcje ogniochronne, uszczelniające bądź połączeniowe oraz szeroka gama uszczelek stosowanych do mocowania szyb lub innych wypełnień w ścianie.
W pola szkieletu stalowego, aluminiowego lub drewnianego montowane są wypełnienia przezierne lub panele izolacyjne nieprzezierne, oparte na systemowych wspornikach lub płaskownikach.
Ponadto systemy pozwalają na stosowanie wypełnień przeziernych i nieprzeziernych o różnych grubościach dochodzących do kilku centymetrów.
Ściany zewnętrzne różnych systemów projektuje się indywidualnie dla każdego obiektu na podstawie obliczeń statycznych i danych zawartych w materiałach danego systemu.
Obliczenia należy przeprowadzić zgodnie z wymaganiami odnośnych norm uwzględniając w szczególności warunki oddziałujące na konstrukcję ściany zewnętrznej, możliwość zamocowania ściany do innych elementów budynku oraz wymiary wypełnień (szyb i paneli).
W projekcie powinny być określone wszystkie pozostałe materiały i elementy ściany, szczegóły połączeń i uszczelnień między elementami ściany i konstrukcją budynku (zwracając uwagę również na zapewnienie właściwej wentylacji i odwodnienie ściany).
W rozwiązaniach ścian słupowo-ryglowych przeszklonych o konstrukcji stalowej (część 1), aluminiowej (część 2) oraz drewnianej (część 3) przedstawione zostaną elementy istotne z uwagi na uzyskanie wymaganych właściwości tych ścian w zakresie odporności ogniowej: konieczność lub nie zastosowania wzmocnień profili konstrukcyjnych, zastosowanie lub nie wkładów izolacyjnych ogniochronnych (chłodzących) w tych profilach, uszczelki pęczniejące, sposób montażu szyb i paneli, uszczelki zewnętrzne i wewnętrzne montażu szyb, listwy dociskowe i maskujące.
W kolejnych częściach przedstawione zostaną: - przykładowe rozwiązania pasów międzykondygnacyjnych ścian o określonej odporności ogniowej różniących się budową warstwową oraz sposobem mocowania szyb, tafli szklanych i paneli.
Całość zilustrowana zostanie zdjęciami z badań odporności ogniowej pasa międzykondygnacyjnego jednego z systemów. - przykładowe rozwiązania ścian w pełnej konfiguracji: przekroje pionowe z mocowaniem do stropu (z przykładową temperaturą na kotwach), mocowanie wypełnień przeziernych i nieprzeziernych, wykonanie ścian jedno- i wielopowłokowych, mocowanie do innych ścian budynku.
Całość zilustrowana zostanie zdjęciami z badań odporności ogniowej ściany jednopłaszczyznowej i wielopłaszczyznowej.
1 – profil konstrukcyjny, 2 - profil wzmacniający zamknięty, 3 – płaskownik wzmacniający
1 - profil stalowy słupa, 3 - szyba typu EI30, 4* - wewnętrzna uszczelka szklenia, 5* - zewnętrzna uszczelka szklenia, 6-taśma pęczniejąca, 7 - łącznik ze stali nierdzewnej, 8 - listwa dociskowa, 9 - listwa osłonowa
2 - profil stalowy rygla, 3 - szyba typu EI30, 4* - wewnętrzna uszczelka szklenia, 5* - zewnętrzna uszczelka szklenia, 6 - taśma pęczniejąca, 7 - łącznik ze stali nierdzewnej, 8 - listwa dociskowa, 9 - listwa osłonowa, 10 - klocek podszybowy, 11 - wspornik podszybowy
Systemy ścian zewnętrznych przeciwpożarowych o konstrukcji stalowej
Z badań odporności ogniowej wynikają przekroje profili konstrukcyjnych, rozstawy słupów i rygli ograniczone wielkością (rozmiarami) przeszkleń i paneli nieprzeziernych, połączenia słupów i rygli, zastosowane uszczelki, połączenia do innych elementów budynku (stropów i ścian), rozwiązania dylatacji słupów.
Na rys. 3 zostały przedstawione przykłady profili wzmacniających stosowanych w profilach konstrukcyjnych (profile wzmacniające mogą występować jako zamknięte, otwarte lub jako płaskowniki spawane do profilu systemowego).
Na rys. 4÷12 przedstawiono przykładowe rozwiązania ścian o konstrukcji stalowej typów E30, EI30, EI60 i EI90 zilustrowane przekrojami przez słupy i rygle. (...)
Z przedstawionych rysunków wynika, że w rozwiązaniach ścian słupowo-ryglowych przeciwpożarowych o konstrukcji stalowej:
2 – taśmy pęczniejące umieszczone na listwach dociskowych (oznaczone cyfrą 6), zilustrowano na rys. 4 ÷ 6 i 8 ÷ 12 dla ścian typów EI30, EI60 i EI90 przy czym nie ma konieczności stosowania tych taśm w przypadku ściany typu E30, rys. 7; Wykonywane są przez różne firmy z pęczniejących materiałów w postaci pasków/taśm o odpowiednich szerokościach i grubościach dostosowanych do wymaganej odporności ogniowej ściany.
3 – uszczelki szklenia (pokazane zostały na przekrojach słupów i rygli na rys. 4 ÷ 12) zewnętrzne (oznaczone na rys. 4 ÷ 12 cyfrą 5*) i wewnętrzne (oznaczone na rys. 4 ÷ 12 cyfrą 4*) wykonywane są z kauczuku syntetycznego zwanego w skrócie EPDM, kauczuku chloroprenowego (CR) lub z silikonu.
Uszczelki mają różne wymiary i kształty, w zależności od ich właściwości, pełnionej funkcji i wykorzystania w poszczególnych systemach. Uszczelki te wykorzystywane są do osadzania szyb lub paneli nieprzeziernych.
W bardzo dużym uproszczeniu zakres stosowania uszczelek można podzielić na dwie grupy. Uszczelki z EPDM z reguły stosowane są w ścianach typu EI. Uszczelki z CR i silikonu z reguły stosowane są w ścianach E i EI. Jednak zakres stosowania uszczelek może zmieniać się wraz: ze wzrostem klasy odporności ogniowej ściany, z rozwiązaniem konstrukcyjnym, rodzajem i budową przeszkleń.
4 – listwy dociskowe wykonywane są ze stali nierdzewnej i są mocowane do konstrukcji nośnej łącznikami lub bezpośrednio wkrętami (wykonanymi ze stali nierdzewnej). Sposób mocowania jest określony dla każdego z systemów.
5 – niezwykle istotnym elementem ogniochronnym są szyby typu E lub EI. Budowa i sposób mocowania przeszkleń zależą w dużej mierze od klasy odporności ogniowej ściany i jej budowy (przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych). Szyby ogniochronne przeciwpożarowe pojedyncze i zespolone opisane zostały w pracach [29] i [30].
We wszystkich systemach szyby i wypełnienia nieprzezroczyste z reguły są oparte w dwóch miejscach, za pośrednictwem klocków podszybowych. Klocki mogą być wykonane: z twardego drewna, z płyty silikatowo-cementowej lub z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknami szklanymi. Klocki umieszcza się na wsporniku/wspornikach ze stali nierdzewnej przykręcanych do rygla lub na płaskownikach przyspawanych do rygla.
Szyby są dociśnięte listwami dociskowymi za pośrednictwem zewnętrznych uszczelek szklenia. Listwy dociskowe wykonywane są ze stali nierdzewnej. Listwy dociskowe ze stali nierdzewnej mocowane są do konstrukcji nośnej, w zależności od systemu lub jego budowy, łącznikami lub bezpośrednio wkrętami (ze stali nierdzewnej) w rozstawie podanym dla każdego z systemów. Na listwie dociskowej zatrzaskiwane są aluminiowe, stalowe (stal szlachetna) lub ocynkowane profile osłonowe lub inne w zależności od systemu.
Grubość szyb zależna jest od wymagań stawianym ścianom nie tylko w zakresie odporności ogniowej, ale również spełnienia innych właściwości ścian oraz możliwości zamontowania szyb w profilach systemu.
6 – ściany przeciwpożarowe słupowo-ryglowe o konstrukcji stalowej mogą być wykonywane jako wielopłaszczyznowe z wykorzystaniem załamania w poziomie na słupach co zilustrowano na rys. 10 i 11; mogą być wykonane jako wielopłaszczyznowe załamane w poziomie o różne kąty oraz w pionie, co zilustrowane zostanie w kolejnych artykułach.
dr inż. Zofia Laskowska
Autorzy dziękują firmom: König Stahl, PONZIO, Hydro Building, Schüco, Aliplast, Aluprof, Reynaers Polska Aluminium, Yawal za współpracę: przekazaną dokumentację techniczną i liczne dyskusje.
Literatura
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
|
