Artykuł jest kontynuacją cyklu artykułów na temat ścian zewnętrznych przeszklonych słupowo-ryglowych”. Część 1 [1] obejmuje systemy ścian zewnętrznych przeciwpożarowych o konstrukcji stalowej.
Część 2 [2] obejmuje systemy ścian zewnętrznych przeciwpożarowych o konstrukcji aluminiowej.
W częściach 1 i 2 zwrócono szczególną uwagę na elementy zapewniające wymaganą odporność ogniową tych ścian. Część 3 podzielono na dwie części: 3-1 i 3-2.
Część 3-1 obejmuje rozwiązania pasów międzykondygnacyjnych w ścianach zewnętrznych słupowo-ryglowych wraz z przykładami rozwiązań w zrealizowanych obiektach.
Część 3-2 zawierać będzie: rozwiązania ścian zewnętrznych słupowo-ryglowych w pełnej konfiguracji wraz z zamocowaniem do stopu, sposób podejścia do pomiaru temperatury zamocowania w świetle obowiązujących norm badawczych, a w podsumowaniu zwrócona zostanie uwaga na elementy mające istotny wpływ na zapewnienie bezpieczeństwa pożarowego ścian.
Zapowiadany w części 1 [1] artykuł obejmujący ściany zewnętrzne o konstrukcji drewnianej zostanie zrealizowany w terminie późniejszym.
Rys. 1. Przykładowe konfiguracje pasów międzykondygnacyjnych (podokienno-nadprożowych) i ich położenie względem stropu: a) podokienno–nadprożowy nieprzezierny, b) podokienny nieprzezierny, c) nadprożowy nieprzezierny, d) podokienno–nadprożowy przezierny, e) podokienny przezierny, f ) nadprożowy przezierny
Podział na części, opisującą pasy międzykondygnacyjne i część opisującą ściany w pełnej konfiguracji, wynika z wymagań stawianych ścianom zewnętrznym przeszklonym w zakresie odporności ogniowej [3, 4] - określonych odpowiednimi wymaganiami techniczno-budowlanymi [5].
Jeżeli jest zachowana minimalna odległość między budynkami, określona w przepisach techniczno-budowlanych [5], wówczas wymagania w zakresie odporności ogniowej ściany zewnętrznej słupowo-ryglowej dotyczą tylko pasa międzykondygnacyjnego.
Jeżeli nie jest zachowana minimalna odległość między budynkami, określona w przepisach techniczno-budowlanych [5], wówczas wymagania w zakresie odporności ogniowej ściany zewnętrznej słupowo-ryglowej dotyczą całej ściany.
Metody badania odporności ogniowej są związane z tym podziałem i wykonywane są odpowiednio według norm PN-EN 1364-4 [12] i PN-EN 1364-3 [11].
Przedstawione rozwiązania pasów międzykondygnacyjnych oraz ścian słupowo-ryglowych w pełnej konfiguracji, w większości przypadków, zostały sprawdzone w odpowiednich badaniach ogniowych: odporności ogniowej, reakcji na ogień [17] i rozprzestrzeniania ognia [3].
Zwrócono uwagę na sposoby połączeń do stropu budynku pasów międzykondygnacyjnych.
Rys. 2. Przykładowe rozwiązanie nieprzeziernego pasa międzykondygnacyjnego o odporności ogniowej 60 minut ściany o konstrukcji stalowej – przekrój pionowy [6]
Pasy międzykondygnacyjne ścian osłonowych zewnętrznych słupowo-ryglowych
Przykładowe konfiguracje pasów międzykondygnacyjnych (nadprożowo-podokiennych) i ich położenie względem stropu pokazano na rys. 1.
Pasy międzykondygnacyjne (nadprożowo-podokienne), którym stawiane są wymagania w zakresie odporności ogniowej, oznaczono literą „P” na rys. 1.
Pasy te mogą być wykonane jako nieprzezierne (rys. 1 a), b), c)), lub przezierne (rys. 1 d), e) i f )). Pasy mogą być również wykonywane w części jako nieprzezierne i w części jako przezierne, przykładowy pas pokazano na rys. 11.
Poza obszarem pasa międzykondygnacyjnego (oznaczonego literą P) szyby są bez wymagań w zakresie odporności ogniowej. Nieprzezierne pasy międzykondygnacyjne (nadprożowo-podokienne) mają warstwową budowę przedstawioną odpowiednio dla konstrukcji nośnej stalowej (rys. 2 ÷ 4) i aluminiowej (rys. 5 ÷ 7).
Poszczególne elementy składowe pasa wykonywane są z materiałów niepalnych takich jak: skalna wełna mineralna, płyty gipsowo-kartonowe typu F lub DF, płyty typu Promatect-H, płyty włóknowo-gipsowe typu Fermacel, blachy stalowe, szyby itp.
W przypadkach: skalnej wełny mineralnej, płyty gipsowo- kartonowej, płyty Promatect-H i płyty Fermacel liczba ich warstw, grubość poszczególnych warstw i w przypadku wełny także jej gęstość, mają decydujący wpływ na uzyskanie odpowiedniej klasy odporności ogniowej pasa.
Przykładowe układy warstw i elementów składowych nieprzeziernych pasów nadprożowo-podokiennych (rys. 2 ÷ 8):
- zewnętrzny element elewacyjny (rys. 2, 5, 6, 7) może być wykonany z szyby pojedynczej hartowanej (np. emaliowanej) lub szyby zespolonej (z szyb hartowanych lub z szyb laminowanych), z blachy aluminiowej lub z blachy stalowej (czarnej, ocynkowanej lub nierdzewnej).
Zewnętrzny element elewacyjny może być również wykonany w postaci panelu mocowanego jak przeszklenie, składającego się z pakietu płyt Promatect-H lub skalnej wełny, obłożonego jedno- lub dwustronnie blachą aluminiową lub blachą stalową (czarną, ocynkowaną lub nierdzewną);
- izolacja termiczna, wykonana z jednej, dwóch lub trzech warstw płyt wełny skalnej o minimalnej grubości i minimalnej gęstości dobranej do klasy odporności ogniowej pasa;
- element osłonowy wewnętrzny wykonany z blachy stalowej ocynkowanej,
- okładzina wewnętrzna, wykonana do wyboru z płyt gipsowo-kartonowych typu F lub DF, z płyt Promatect-H lub płyt włóknowo-gipsowych Fermacell.
Zewnętrzny element elewacyjny może być mocowany do konstrukcji słupów i rygli za pomocą systemowych listew dociskowych.
Skalna wełna mineralna mocowana jest stalowymi łącznikami lub stalowymi trzpieniami o wymiarach i liczbie określonej w systemie, lub paskami blachy stalowej o określonym w systemie rozstawie w pionie (fot. 4 i 5).
Okładzina wewnętrzna wykonana z płyt (typu F lub DF, Promatect-H lub Fermacell - grubość określona dla każdego z systemów) mocowana jest wkrętami po obwodzie do słupów i rygli pasa oraz do rusztu metalowego wykonanego analogicznie jak dla ścian w systemach suchej zabudowy.
Połączenie pasa międzykondygnacyjnego (nadprożowo-podokiennego) ze stropem uszczelnia się skalną wełną mineralną, osłoniętą od góry i od spodu stropu blachą stalową ocynkowaną zamocowaną do stropu przy pomocy stalowych łączników mechanicznych (np. gwoździ rozpierających lub wkrętów do bezpośredniego montażu).
Przykład nieprzeziernego pasa międzykondygnacyjnego ściany słupoworyglowej o konstrukcji stalowej przedstawiono na rys. 2.
Poszczególne elementy składowe pasa międzykondygnacyjnego łączone są na budowie po montażu konstrukcji nośnej. Zewnętrzny element elewacyjny może być wykonany, do wyboru: z szyby pojedynczej hartowanej lub laminowanej, szyby zespolonej, blachy stalowej lub aluminiowej.
Kolejne rozwiązanie pasa miedzykondygnacyjnego w ścianie o konstrukcji stalowej przedstawiono na rys. 3 (przekrój pionowy) i na rys. 4 (przekrój poziomy).
W tym przypadku również poszczególne elementy składowe pasa międzykondygnacyjnego łączone są na budowie po montażu konstrukcji nośnej.
Zewnętrzny element elewacyjny, wykonany w postaci panelu mocowanego jak przeszklenie, składa się z płyty Promatect-H obłożonej jednostronnie blachą aluminiową gr. 2 mm.
Rys. 3. Przykładowe rozwiązanie nieprzeziernego pasa międzykondygnacyjnego o odporności ogniowej 30 minut ściany o konstrukcji stalowej – przekrój pionowy [18]
Rys. 4. Przykładowe rozwiązanie nieprzeziernego pasa międzykondygnacyjnego o odporności ogniowej 30 minut ściany o konstrukcji stalowej – przekrój poziomy [18]
Na rys. 5 ÷ 7 przedstawiono przykładowe rozwiązania pasów międzykondygnacyjnych o odporności ogniowej trzydzieści minut ściany o konstrukcji aluminiowej z zewnętrznym elementem elewacyjnym wykonanym z szyby pojedynczej (rys. 5 i 7) i szyby zespolonej (rys. 6).
Szyba elewacyjna mocowana jest do konstrukcji słupów i rygli za pomocą systemowych listew dociskowych (rys. 5) lub w rozwiązaniu półstrukturalnym jak na rys. 6 i 7 .
Rys. 5. Przykładowe rozwiązanie nieprzeziernego pasa międzykondygnacyjnego o odporności ogniowej 30 minut ściany o konstrukcji aluminiowej – a) przekrój pionowy, b) detal mocowania szyb na ryglu, [22]
Rys. 6. Przykładowe rozwiązanie nieprzeziernego pasa międzykondygnacyjnego o odporności ogniowej 30 minut ściany półstrukturalnej o konstrukcji aluminiowej – a) przekrój pionowy, b) detal mocowania szyb na ryglu, [22]
Na rys. 2 oraz 5 ÷ 7 wełna mineralna zamocowana jest do stropu i wewnętrznej blachy osłonowej szpilkami (z reguły przyjmuje się 4 szpilki/m2). Wełna zapewnia izolacyjność termiczną pasa międzykondygnacyjnego ściany i izoluje konsole mocujące pas.
Na rys. 3, 5 ÷ 7 widoczna jest dylatacja słupów z reguły wykonywana co kondygnację lub dwie.
Nieprzezierne pasy międzykondygnacyjne mają budowę warstwową. Budowa warstwowa pasów (rys. 2 ÷ 7) wymusza łączenie ze sobą elementów składowych pasa na budowie tj. zewnętrznego elementu elewacyjnego, izolacji termicznej, elementu osłonowego wewnętrznego i okładziny wewnętrznej.
Montaż wszystkich elementów pasa następuje po montażu konstrukcji nośnej ściany. Pasy międzykondygnacyjne mogą być również wykonywane w postaci „gotowych” paneli (również o budowie warstwowej) zamocowanych jak szyby.
Przykładowe rozwiązania pasów międzykonygnacyjnych: nadprożowego i podokiennego wykonanych jako „gotowe” panele pokazano odpowiednio na rys. 8 a) i 8 b).
Odporność ogniowa pasa zależy od rodzaju i gęstości skalnej wełny mineralnej oraz grubości panelu.
Rys. 7. Przykładowe rozwiązanie nieprzeziernego pasa międzykondygnacyjnego o odporności ogniowej 30 minut ściany w wersji półstrukturalnej o konstrukcji aluminiowej – przekrój pionowy [22]
Rys. 8. Przykładowe rozwiązanie nieprzeziernego pasa nadprożowego (a) i podokiennego (b) o odporności ogniowej 30 lub 60 minut ściany o konstrukcji stalowej z panelem zamocowanym jak przeszklenie – przekroje pionowe [6]
W badaniach odporności ogniowej pasów międzykondygnacyjnych zaobserwowano, że wpływ na wynik odporności ogniowej pasów ma nie tylko gęstość wełny mineralnej, jej grubość, ale także mocowanie.
Na fot. 1 ÷ 5 pokazano pas międzykondygnacyjny o odporności ogniowej 60 minut ściany o konstrukcji aluminiowej: przed badaniem (fot. 1 i 3), po badaniu (fot. 2, 4 i 5).
Na fot. 4 i 5 widoczne są dwa sposoby mocowania wełny mineralnej: mocowanie za pomocą taśm stalowych w skrajnych polach pasa i szpilek stalowych w środkowym polu pasa.
Na fotografiach 4 i 5 widoczna jest destrukcja i deformacja dolnych rygli i słupów wraz z ich wkładami ogniochronnymi.
Zabezpieczenie izolacyjne pasa stanowiła wełna mineralna decydująca m. in. o wyniku odporności ogniowej. Deformacja wełny mineralej mocowanej szpilkami była mniejsza niż mocowanej za pomocą taśm stalowych (fot. 4 i 5).
Fot. 1. Pas międzykondygnacyjny nieprzezierny przed badaniem, widok od strony nagrzewania (strony wewnętrznej budynku), standardowa krzywa nagrzewania N
Fot. 2. Pas międzykondygnacyjny nieprzezierny z fot. 1 po badaniu, widok od strony nagrzewania (strony wewnętrznej budynku)
Fot. 3. Pas międzykondygnacyjny nieprzezierny z fot. 1 przed badaniem, widok od strony nagrzewania (strony zewnętrznej budynku), strona również nagrzewana
Fot. 4. Pas międzykondygnacyjny nieprzezierny po badaniu, widok od strony nagrzewania (strony zewnętrznej budynku)
Wydłużenie termiczne taśm stalowych spowodowało poluzowanie wełny i w efekcie jej większą destrukcję (oddziaływanie temperatury 670°C po dziesięciu minutach, wg krzywej normowej temperatura-czas, przez 30 lub 60 minut trwania badania).
Zależność ta została zaobserwowana w licznych badaniach odporności ogniowej nieprzeziernych pasów międzykondygnacyjnych i ścian w pełnej konfiguracji z nieprzeziernymi pasami międzykondygnacyjnymi - badania przeprowadzane przez współautorkę podczas pracy w Zakładzie Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie. Jak już wspomniano pasy międzykondygnacyjne mogą być wykonywane również jako przezierne.
W przypadku systemów ścian o konstrukcji stalowej o klasie odporności ogniowej pasa decyduje głównie szyba ogniochronna dobrana w zależności od klasy odporności ogniowej pasa wraz z jej zamocowaniem.
W przypadku systemów ścian o konstrukcji aluminiowej istotne znaczenie, poza szybą ogniochronną, mają wzmocnienia i wkłady ogniochronne umieszczone wewnątrz profili nośnych oraz mocowanie szyby.
(...)
Brakująca część artykułu - dostępna jest dla prenumeratorów Świata Szkła
(...)
dr inż. Zofia Laskowska
mgr inż. Tomasz Suchecki
König Stahl
Literatura
1. Laskowska Z., Suchecki T.: Ściany zewnętrzne przeszklone słupowo-ryglowe cz.1. Świat Szkła 7-8/2020
2. Laskowska Z., Suchecki T.: Ściany zewnętrzne przeszklone słupowo-ryglowe cz.2. Świat Szkła 10/2020
3. Laskowska Z., Borowy A.: Wymagania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego dotyczące ścian zewnętrznych przeszklonych. Świat Szkła nr 04/2018
4. Laskowska Z., Borowy A.: Ściany zewnętrzne przeszklone – podział, wymagania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego oraz badania ogniowe i klasyfikacje ogniowe. Przewodnik Projektanta nr 2/2018 (kwiecień czerwiec)
5. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – Dz. U. nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami
6. Materiały firmy König Stahl, 2020 r.
7. Kosiorek M., Laskowska Z.: Bezpieczeństwo pożarowe lekkich ścian osłonowych. „Świat aluminium” nr 4/2000
8. Laskowska Z.: Badania odporności ogniowej i klasyfikacja ogniowa lekkich ścian osłonowych według norm unii europejskiej. Materiały Konferencyjne ITB, III Konferencja Naukowo-Techniczna „Nowoczesne Lekkie ściany Osłonowe i Okna”, 13-15 październik, Mrągowo 2001
9. Laskowska Z. Bezpieczeństwo pożarowe ścian kurtynowych - wymagania i klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej oraz klasy reakcji na ogień. Materiały seminarium „Świata Szkła” „Przegrody przeszklone w ochronie przeciwpożarowej”, Warszawa, 2009.04.22
10. PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej – Część 1: Wymagania ogólne
11. PN-EN 1363-2:2001 Badania odporności ogniowej – Część 2: Procedury alternatywne i dodatkowe
12. PN-EN 1364-3:2014-03 Badania odporności ogniowej elementów nienośnych Część 3: - Ściany kurtynowe, pełna konfiguracja
13. PN-EN 1364-4:2014-04 Badania odporności ogniowej elementów nienośnych Część 4: - Ściany kurtynowe, częściowa konfiguracja
14. PN-EN 15254-6:2014-04 Rozszerzone zastosowanie wyników badań odporności ogniowej - Ściany nienośne - Część 6: Ściany osłonowe
15. PN-EN 15725:2010 Raporty dotyczące rozszerzonego zakresu zastosowania wyrobów budowlanych i elementów budynku z uwagi na ich właściwości ogniowe
16. PN-B-02867:2013-06 Ochrona przeciwpożarowa budynków. Metoda badania stopnia rozprzestrzeniania ognia przez ściany
17. Kolbrecki A., Papis B. K.: Stan normalizacji badań w Europie dotyczących rozprzestrzeniania ognia po fasadach, Materiały budowlane 7 ‘2015 (515)
18. Katalog JANSEN VISS Fire TV – Wärmegedämmte Brandschutz-Fassaden – 593 024 / Steel Systems / 10.2018 / Änderungen vorbehalten
19. Katalog JANSEN VISS Fire TVS (vertikal) – Wärmegedämmte Brandschutz-Fassaden – 593 025 / Steel Systems / 10.2018 / Änderungen vorbehalten
20. Katalog indywidualnych rozwiązań obiektowych (Project specific & bespoke solutions), edycja 2018, Wydawca/ Editor: ALUPROF S.A., opracowanie Advertiva s.c.
21. Systemy ppoż. i oddymiające Aluprof, edycja 04.2019, wydawca ALUPROF S.A., opracowanie graficzne Advertiva s.c.
22. Materiały firmy Hydro Building Systems dotyczące systemu SAPA 4150, 2021 r.
23. Materiały firmy Hydro Building Systems dotyczące systemu Wictec, 2020 r
24. Katalog WICTEC 50/60 Fire protection system, 02.2018
25. Bezpieczeństwo pożarowe obiektów z rozwiązaniami Aluprof Aluprof S.A. 08.10.2020
26. Materiały firmy Studio Profil Tomasz Karwatka, październik 2018
27. Materiały przekazane przez Romana Kazimierczaka, rzeczoznawcę do spraw ppoż., grudzień 2020
28. Materiały firmy Altro Projekt, luty 2021
29. Laskowska Z., Borowy A.: Szyby w elementach o określonej odporności ogniowej. Świat Szkła nr 12/2015
30. Laskowska Z., Borowy A.: Szyby zespolone w elementach o określonej odporności ogniowej. Świat Szkła nr 03/2016
Autorzy dziękują firmom:
Aliplast, Altro Projekt, Aluprof, Hydro Building, Jansen, König Stahl, PONZIO, Reynaers Aluminium, Yawal, Studio Profil Tomasz Karwatka za udostępnienie rysunków i dyskusję.
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 3/2021