Dachy przeszklone a bezpieczeństwo pożarowe – wymagania, badania i klasyfikacje Część 1

Zgodnie z obowiązującymi przepisami dachy, w tym dachy przeszklone, muszą spełniać określone wymagania także w zakresie bezpieczeństwa pożarowego.

W rozporządzeniu Ministra Infrastruktury [2] z dn. 12 kwietnia 2002 r. (z późniejszymi zmianami) określono zakres wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego dotyczący dachów w określonych budynkach.

Wprowadzenie
Wymagania te dotyczą następujących charakterystyk:
- odporności na działanie ognia zewnętrznego,
- rozprzestrzeniania ognia przy oddziaływaniu od wewnątrz,
- odporności ogniowej przy oddziaływaniu od wewnątrz.

Każda z tych charakterystyk odnosi się do innego scenariusza rozwoju pożaru i innego poziomu oddziaływania termicznego.

Z punktu widzenia postawienia wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego dachy są bardzo trudnym elementem budynku. Są to elementy niezwykle zróżnicowane, zarówno pod względem materiałowym, jak i konstrukcyjnym. Z tego względu do dziś nie udało się wypracować w Europie jednej metody oceny dachów w zakresie odporności na działanie ognia zewnętrznego – funkcjonują 4 niezależne metody, odnoszące się do 4 różnych scenariuszy oddziaływania.

W polskich przepisach techniczno-budowlanych wymagania w zakresie odporności ogniowej wyrażone są odrębnie w odniesieniu do elementów konstrukcji dachu i odrębnie w odniesieniu do przekrycia dachu (zresztą nigdzie nie zdefiniowanego).

Z punktu widzenia odporności ogniowej od elementów konstrukcji dachu wymaga się spełnienia kryteriów określonych poziomów nośności ogniowej, zaś od przekrycia dachu wymaga się spełnienia kryteriów określonych poziomów nośności ogniowej i szczelności ogniowej. Takie też wymagania muszą spełniać dachy przeszklone.

Artykuł dotyczy bezpieczeństwa pożarowego dachów przeszklonych o konstrukcji metalowej (stalowej lub aluminiowej). Obecnie są one bardzo często projektowane w budynkach ze względu na szereg walorów zarówno architektonicznych, jak i użytkowych, przede wszystkim jako elementy doświetlające wnętrze pomieszczeń.

Obliczenia statyczne wykonuje się z uwagi na stan graniczny nośności uwzględniając ciężar własny elementu (w tym obciążenie szybami), obciążenie wiatrem, obciążenie śniegiem i ewentualnie inne obciążenia użytkowe, jeśli występują.

Należy przy tym pamiętać, że także z uwagi na inne wymagania użytkowe (izolacyjność cieplną, ochronę przed promieniowaniem UV) zestawy szyb w przypadku dachów przeszklonych stanowią istotne obciążenie dla profili nośnych dachu.

Wymagania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego
Zgodnie z obowiązującymi przepisami techniczno-budowlanymi, zawartymi w Rozporządzeniu [2] budynki (strefy pożarowe) zaliczone do poszczególnych kategorii zagrożenia ludzi (ZL), w zależności od liczby kondygnacji lub wysokości, i budynki (strefy pożarowe) pozostałe, w zależności od gęstości obciążenia ogniowego i liczby kondygnacji lub wysokości, przyporządkowuje się do odpowiednich klas odporności pożarowej: A, B, C, D, E.

Dla każdej z klas odporności pożarowej budynku sformułowano wymagania dotyczące klasy odporności ogniowej takich elementów budynku, jak: konstrukcje nośne, ściany, stropy, dachy (konstrukcja i przekrycie).

W tabeli 1 zestawione zostały wymagania w zakresie odporności ogniowej dachów według Rozporządzenia [2].

Wymagania w kolumnie 7 w Tabeli 1 nie dotyczą naświetli dachowych, świetlików, lukarn i okien połaciowych (z zastrzeżeniem §218), jeśli otwory w połaci dachowej nie zajmują więcej niż 20% jej powierzchni.

Elementy budynku, o których mowa w ust. 1 §216 [1], powinny być nierozprzestrzeniające ognia, przy czym dopuszcza się zastosowanie słabo rozprzestrzeniających ogień ścian wewnętrznych i zewnętrznych oraz elementów konstrukcji dachu i jego przekrycia w budynku PM niskim o maksymalnej gęstości obciążenia ogniowego strefy pożarowej do 1000 MJ/m².

W przypadku budynku niższego, usytuowanego bliżej niż 8 m lub przyległego do ściany z otworami budynku wyższego, z wyjątkiem przypadków wymienionych w §273 ust. 1, przekrycie dachu (§218. 1) powinno być w pasie o szerokości 8 m od tej ściany nierozprzestrzeniające ognia oraz w pasie tym:
1) konstrukcja dachu powinna mieć klasę odporności ogniowej co najmniej R 30,
2) przekrycie dachu powinno mieć klasę odporności ogniowej co najmniej R E 30.

Tabela 1. Minimalna odporność ogniowa konstrukcji dachu i przekrycie dachu odpowiadające klasom pożarowym budynków (§216. 1)

Należy przy tym pamiętać (§273 ust. 1), że odległości między ścianami zewnętrznymi budynków położonych na jednej działce budowlanej nie ustala się, jeżeli łączna powierzchnia wewnętrzna tych budynków nie przekracza najmniejszej dopuszczalnej powierzchni strefy pożarowej wymaganej dla każdego ze znajdujących się na tej działce rodzajów budynków.

Warunki określone w §218 ust. 1 nie mają zastosowania, jeżeli najbliżej położony otwór w ścianie budynku wyższego znajduje się w odległości nie mniejszej niż 10 m od dachu budynku niższego, a gęstość obciążenia ogniowego w budynku niższym nie przekracza 2000 MJ/m² (§218. 2), rys. 1.

Postanowienia §218 ust. 1 i 2 odnoszą się również do części niższej budynku, jeżeli część ta stanowi odrębną strefę pożarową.

Przekrycie dachu o powierzchni większej niż 1000 m² powinno być nierozprzestrzeniające ognia, a palna izolacja cieplna przekrycia powinna być oddzielona od wnętrza budynku przegrodą o klasie odporności ogniowej nie niższej niż RE 15 (§219. 1).

W budynkach ZL III, ZL IV i ZL V poddasze użytkowe przeznaczone na cele mieszkalne lub biurowe powinno być oddzielone od palnej konstrukcji i palnego przekrycia dachu przegrodami o klasie odporności ogniowej: w budynku niskim – EI 30, w budynku średniowysokim i wysokim – EI 60 (§219.2);

Nad pomieszczeniem zagrożonym wybuchem należy stosować lekki dach, wykonany z materiałów co najmniej trudno zapalnych, o masie nieprzekraczającej 75 kg/m² rzutu, licząc bez elementów konstrukcji nośnej dachu, takich jak podciągi, wiązary i belki (§221. 1).

W budynku z przekryciem dachu rozprzestrzeniającym ogień ściany oddzielenia przeciwpożarowego należy wyprowadzić ponad przekrycie dachu na wysokość co najmniej 0,3 m lub zastosować wzdłuż ściany pas z materiału niepalnego o szerokości co najmniej 1 m i klasie odporności ogniowej EI 60, bezpośrednio pod przekryciem; przekrycie na tej szerokości powinno być nierozprzestrzeniające ognia (§235. 3).

W budynku, z wyjątkiem zabudowy jednorodzinnej, w dachu którego znajdują się świetliki lub klapy dymowe, ściany oddzielenia przeciwpożarowego usytuowane od nich w odległości poziomej mniejszej niż 5 m, należy wyprowadzić ponad górną ich krawędź na wysokość co najmniej 0,3 m, przy czym wymaganie to nie dotyczy świetlików nieotwieranych o klasie odporności ogniowej co najmniej E 30 (§235. 4).

Jeżeli jedna ze ścian zewnętrznych usytuowana od strony sąsiedniego budynku lub przekrycie dachu jednego z budynków jest rozprzestrzeniające ogień, wówczas odległość między zewnętrznymi ścianami budynków niebędącymi ścianami oddzielenia przeciwpożarowego należy zwiększyć o 50% (rys. 1a), a jeżeli dotyczy to obu ścian zewnętrznych lub przekrycia dachu obu budynków – o 100%, rys. 1b (§271. 2).

Najmniejszą odległość budynków ZL, PM, IN od granicy lasu należy przyjmować, jak odległość ścian tych budynków od ściany budynku ZL z przekryciem dachu rozprzestrzeniającym ogień (§271. 8).

Jednokondygnacyjny, nadziemny garaż otwarty, mający formę zadaszenia stanowisk postojowych z odkrytymi drogami manewrowymi, powinien mieć elementy konstrukcji i przekrycia dachu niekapiące pod wpływem wysokiej temperatury (§274.3).

Ściana oddzielenia przeciwpożarowego w budynku tymczasowym przeznaczonym na stały pobyt ludzi powinna być wysunięta co najmniej o 0,6 m poza lico ścian zewnętrznych i ponad palne pokrycie dachu (§286);

Budynek tymczasowy może być przeznaczony na cele widowiskowe lub inne zgromadzenia ludzi, jeżeli dach lub stropodach mają przekrycie co najmniej trudno zapalne (§287).

Przeszklenie okien połaciowych, których krawędź jest usytuowana na wysokości ponad 3 m nad poziomem podłogi, świetlików oraz dachów w budynkach użyteczności publicznej i zakładów pracy, powinno być wykonane ze szkła lub innego materiału o podwyższonej wytrzymałości na uderzenie (§304. 1).

Wymagania dotyczące odporności ogniowej świetlików i przekryć dachowych mogą być również określone przez inwestorów lub ubezpieczycieli, ale nie mogą być one wówczas na niższym poziomie niż wymagania określone w obowiązujących przepisach techniczno-budowlanych.

Metody badania i klasyfikacja ogniowa
Metody badania
Na rys. 3 przedstawione zostały scenariusze oddziaływania ognia na dachy, z którymi powiązane są metody badań ogniowych tych dachów.

Dachy przeszklone, są nośnymi elementami budynku. zatem, muszą być klasyfikowane w zakresie odporności ogniowej z uwagi na kryterium nośności ogniowej (R), kryterium szczelności ogniowej (E) i ewentualnie kryterium izolacyjności ogniowej (I).

Rys. 1. Ilustracja wymagań wynikających z §218 ust. 1 i ust. 2 [15]

Rys. 2. Ilustracja wymagań wynikających z § 271 ust. 2

Z uwagi na odporność ogniową dachy przeszklone o konstrukcji z kształtowników metalowych są badane i klasyfikowane tylko przy oddziaływaniu ognia od dołu (przyjęto, że takie oddziaływanie jest na ogół bardziej krytyczne).

Badania odporności ogniowej dachów przeszklonych o konstrukcji z kształtowników metalowych wykonuje się zgodnie z normami PN-EN 1363-1:2012 [3] i PN-EN 1365-2:2014-12 [4].

Ocenę rozprzestrzeniania ognia przez dachy przeszklone od wewnątrz wykonuje się z uwagi na reakcję na ogień.

Badania odporności dachów na ogień zewnętrzny przeprowadza się wg normy PN-ENV 1187 [8].

W normie tej wyspecyfikowano cztery metody określające zachowanie się dachów pod wpływem zewnętrznej ekspozycji pożarowej: od płonącego źródła ognia BROOF (t1), od płonącego źródła ognia i wiatru BROOF (t2), od płonącego źródła ognia i wiatru z dodatkowym oddziaływaniem promieniowania BROOF (t3) i trójstopniowa metoda od płonącego źródła ognia i wiatru z dodatkowym oddziaływaniem promieniowania BROOF (t4).

W polskich przepisach [2] wymagane jest badanie wg metody 1, stąd też występujące oznaczenie klasy BROOF (t1) w Załączniku 3 do Rozporządzenia [2].

Rys. 3. Możliwe oddziaływania ognia na dach
– oddziaływanie na dach od spodu – badania w zakresie odporności ogniowej,
– oddziaływanie na dach od spodu – ocena w zakresie rozprzestrzeniania ognia od wewnątrz,
– oddziaływanie na dach od góry – badania w zakresie odporności na działanie ognia zewnętrznego

(...)

dr inż. Zofia Laskowska

dr Andrzej Borowy

Literatura
1. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (EU) nr 305/2011 z 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75 z 15 czerwca 2002 r. poz. 690 z późniejszymi zmianami).
3. PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej. Część 1: Wymagania ogólne.
4. PN-EN 1365-2:2014-12 Badania odporności ogniowej elementów nośnych. Część 2: Stropy i dachy.
5. PN-EN 13501-1+A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 1: Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień.
6. PN-EN 13501-2:2016-07 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej.
7. PN-EN 13501-5:2016-07 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 5: Klasyfikacja na podstawie wyników badań oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy.
8. PN-ENV 1187:2004. Metody badań oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy.
9. Łukomski M.: Przekrycia dachów – wymagania w zakresie odporności ogniowej, PRZEGLĄD BUDOWLANY 9/2008
10. Kolbrecki A.: Zasady uwzględniania małych składników w klasyfikacjach reakcji na ogień i rozprzestrzeniania ognia. Materiały Budowlane nr 10/2010.
11. Kolbrecki A.: Przekrycia dachowe i naświetla z tworzyw sztucznych a bezpieczeństwo pożarowe, Materiały budowlane, 2011, nr 7
12. Borowy A., Wróblewski B., Musielak Z.: Ocena odporności ogniowej dachów przeszklonych o konstrukcji stalowej Konferencja Naukowa KILiW PAN i KN PZITB Krynica 2012.
13. Bagiński K., Dreger M.: Bezpieczeństwo pożarowe dachów. Dachy, nr 5 (161) 2013.
14. Sulik P., Roszkowski P.: Bezpieczeństwo pożarowe dachów. Reakcja na ogień i rozprzestrzenianie ognia przez dachy – cz. I, Inżynier budownictwa (06.05.2015).
15. Sulik P., Roszkowski P.: Bezpieczeństwo pożarowe dachów. Odporność ogniowa dachów – cz. II, Inżynier budownictwa (03.06.2015).
16. Korzeniowski W., Korzeniowski R.: NOWE Warunki techniczne dla budynków i ich usytuowanie. Polcen Sp. z o. o., Warszawa 2014.

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji:  Świat Szkła 2/2019