Usporivači gorenja i zaštita nosive drvene konstrukcije i drvene građe

Kako drvo gori?

Kad gori, drvo razvija zaštitni vanjski sloj koji može zaštititi podlogu. Taj sloj, poznat pod nazivom pougljenjeni sloj, smanjuje dovod kisika i, zahvaljujući svojoj krajnje niskoj toplinskoj provodljivosti, sprječava porast temperature u unutarnjim slojevima, usporavajući proces gorenja jezgre drvenih elemenata (u prosjeku 1 mm/min). Zbog tog svojstva neki drveni konstrukcijski element može dugo odolijevati vatri, općenito mnogo dulje od čelika ili čak betona istih dimenzija.

Kako djeluju suvremeni usporivači gorenja?

Uporaba usporivača gorenja može znatno pridonijeti smanjenju rizika povezanih s izbijanjem i razbuktavanjem požara i ograničavanju njegova širenja na druge elemente. Suvremeni protupožarni sustavi mogu znatno umanjiti parametre požara na sljedeće načine:

• smanjenjem osjetljivosti na požar
• produljenjem vremena paljenja
• smanjenjem brzine širenja požara i brzine gorenja materijala
• smanjenjem volumetrijskog kapaciteta i stupnja oslobađanja topline tijekom požara.

Drugim riječima, ti sustavi pridonose usporavanju razbuktavanja požara i povećavaju vrijeme za evakuaciju.

Usporivači gorenja za drvo i drvenu građu

Prema načinu primjene protupožarne tvari i sustavi razvrstavaju se u dvije kategorije:

• impregnacijske tvari koje prodiru u drvo, obično u obliku vodenih otopina ili u primjeni s drugim otapalima (npr. tekući NH₃)
• površinski aktivni premazi koji čine zaštitni sloj na površini drva u obliku lakova, boja (često ekspandirajućih), folija, vlakana ili tankih protupožarnih barijera.

Ako se usporivači gorenja koji prodiru u drvo nanose bojenjem ili prskanjem, njihova je učinkovitost obično manja od učinkovitosti sredstava za premazivanje.

Neki zaštitni materijali mogu podići stupanj reakcije drvene građe na požar na razred B-s1, d0, što je prema sustavu Euroclass najbolji razred za drvenu građu.

Što znači vatrootpornost drva?

Općenito, neovisno o primijenjenom sustavu otkrivanja i gašenja požara, nosivi element mora biti učinkovito zaštićen od požara ako se očekuje potencijalni kvar sustava. Drvena građa poseban je slučaj, jer uvijek je potrebno smanjiti reakciju na požar, usporiti početak izgaranja, povećati otpornost na požar i poboljšati kapacitet nosivosti prilikom izloženosti požaru.

Točnije, klasa otpornosti na požar znači vrijeme tijekom kojega neki konstrukcijski ili pregradni element zadržava svoja svojstva (izolacija, integritet i kapacitet nosivosti, ovisno o funkciji tog elementa). Drveni nosivi elementi, kao što su grede i stupovi, moraju određeno vrijeme odolijevati vatri dok ne dosegnu granična stanja kad više ne funkcioniraju na predviđen način. To se vrijeme iskazuje u minutama kao R15, R30, R60 itd., pri čemu se R odnosi na zadržavanje (retenciju) kapaciteta nosivosti u specificiranom razdoblju navedenom u minutama.

Kako produljiti kapacitet nosivosti drva?

Za element drvene konstrukcije glavni razlog gubitka kapaciteta nosivosti u požaru jest smanjenje poprečnog presjeka zbog izgaranja drva. Na tržištu postoji nekoliko sustava koji osiguravaju određenu izolaciju i/ili odgađaju početak pougljenjivanja:

• oblaganje drvene konstrukcije (npr. protupožarne ploče)
• nereaktivna izolacija (npr. mineralna vuna)
• prskana žbuka ili mort (nanošenje na površinu)
• protupožarni premaz za drvo (termoizolacijski premaz i/ili intumescentna boja).

Ta zaštitna rješenja ne mijenjaju kemijska svojstva nosivog elementa drvene konstrukcije, nego samo pružaju neku vrstu zaštitne obloge koja može smanjiti prijenos topline u zaštićeni element i time obustavljaju njegovu toplinsku degradaciju istovremeno odgađajući zapaljenje i usporavajući proces izgaranja.

Razni vatrootporni mehanizmi i njihov utjecaj na drvo

Mehanizmi vatrootpornih svojstava mogu se razvrstati prema njihovu utjecaju na drvo, na primjer:

• usporavanje rasta temperature drva
• proizvodnja plinovitih zaštitnih omotača
• generiranje nezapaljive karbonske obloge ili silikatnog sloja
• reflektiranje toplinskog zračenja (zaslanjanje)
• stvaranje fizičke barijere između kisika i drvenog sloja.

Oblaganje drvene konstrukcije pomoću vatrootpornih ploča

Vrlo popularan i učinkovit način zaštite od požara koji pruža prihvatljiva estetska svojstva jest uporaba obloga izrađenih od specijalnih protupožarnih ploča. To su ploče od kalcijeva silikata, gipsane, cementno-vapnene ili cementne ploče ojačane staklenim vlaknima i raznim punilima. Takve obloge mogu biti izrađene i od panela od mineralne vune.

No vrijeme potrebno za postavljanje takvih konstrukcija relativno je dugo. Za oblaganje je obično potrebna posebna potporna konstrukcija, mehanički elementi za pričvršćivanje (klinovi, vijci ili stezaljke) i specijalni mortovi i punila otporna na visoke temperature (za brtvljenje spojeva između ploča).

Nanošenje prskane žbuke ili morta

Prskana žbuka ili mort primjenjuju se na konstrukcijama na kojima estetski aspekt završne obrade nije od temeljne važnosti.

Prskana žbuka i mort mogu se primjenjivati na dva načina. Prvi način, takozvana suha metoda, sastoji se od kombiniranja i miješanja gotove suhe mase s vodom ili nekim tekućim vezivnim aditivom u mlaznici prskalice. Ta metoda sprječava gubitak prskanog materijala. Drugi način, takozvana mokra metoda, sastoji se od miješanja suhe tvari s vodom, a nanosi se pomoću pumpne prskalice. Debljina tako nanesene obloge može se kretati od 10 do 100 mm, a nanosi se u nekoliko slojeva. Glavni nedostaci takve tehnologije uključuju:

• hrapavu teksturu površine
• moguće mrlje na okolnim elementima prilikom nanošenja
• nedovoljnu otpornost na vremenske uvjete.

Intumescentni (reaktivni) protupožarni premazi

Premazi koji usporavaju plamen ili protupožarni premazi su boje, lakovi ili impregnacijski premazi koji mogu umanjiti reakciju na požar i poboljšati otpornosti na požar te se smatraju vrlo učinkovitom metodom zaštite drvenih konstrukcija od požara.

U prošlosti se zapaljivost drva smanjivala uranjanjem drvenih elemenata u morsku vodu (impregnacija natrijevim kloridom), nakon čega je slijedilo premazivanje specijalnim premazima koji sadržavaju aditive na bazi vapnenog mlijeka ili krede koji imaju svojstva usporavanja paljenja. U današnje vrijeme za izolacijske premaze najčešće se primjenjuju suvremeniji sustavi, kao što su premazi koji stvaraju toplinsku barijeru. Konkretno, intumescentni premazi (poznati pod nazivom reaktivni premazi) specijalni su premazi koji se šire na temperaturama od oko 200 °C, stvarajući multicelularni izolacijski sloj koji može zaštititi drvo koje je njime prekriveno.

Kad su izloženi požaru, intumescentni premazi postupno se karboniziraju, počevši od vanjskih slojeva. Suvremena tehnologija omogućuje da se ekspandirajući sloj poveća do 50 puta u odnosu na njegovu prvotnu debljinu čime je učinkovitost tog rješenja znatno poboljšana.

Glavne su prednosti te vrste izolacije laka primjena, minimalna debljina slojeva i estetska privlačnost.

Koja su najnovija protupožarna rješenja iz Promata?

Promat nudi visokokvalitetne proizvode namijenjene sustavima pasivne protupožarne zaštite. Svaki proizvod ima jedinstvenu specifikaciju što osigurava odgovarajuća rješenja za razne projekte.

Promat posjeduje najnoviju tehnologiju intumescentnog protupožarnog premaza za drvo. Zahvaljujući njegovim vatrootpornim svojstvima i visokoj prozirnosti, PROMADUR^® reaktivni premaz učinkovitiji je od svih sličnih tvari.

Otpornost na požar drvenih elemenata ovisi o njihovoj debljini, obliku, materijalu (vrsta drva, odnosno crnogorica ili bjelogorica, puno drvo, lijepljeno, piljeno drvo ili iverica), gustoći drva, dostupnosti kisika i kvaliteti nanesenih protupožarnih premaza. Ovisno o tim čimbenicima, PROMADUR^® povećava razred otpornosti na požar drvenih elemenata na 120 minuta (R120) ili više.

PROMADUR^® se upotrebljava i za smanjenje stupnja zapaljivosti drvenih površina na najniži mogući razred (B, s1 d0, prema normi EN-13501), što znači da taj premaz osigurava najveći mogući dostupni razred zaštite od požara za reaktivne premaze.

U cilju poboljšanja mehaničkih svojstava premaza PROMADUR^® (npr. otpornosti na abraziju) i povećanja otpornosti na vlagu bez smanjivanja razreda vatrootpornosti zaštićenih drvenih elemenata može se primijeniti jednokomponentni završni premaz PROMADUR^® Topcoat.

Glavne prednosti protupožarnog premaza za drvo PROMADUR^®:

• visoka zaštita od požara – razred otpornosti do R120 ili više, ovisno o dimenzijama drvenog elementa
• najnovija generacija reaktivnog protupožarnog premaza za drvo (premaz kod kojeg toplina aktivira širenje), koji smanjuje zapaljivost drvene konstrukcije
• povećana otpornost na požar nosive drvene konstrukcije (stupova, greda, stropova i zidova), čak i sa samo jednim PROMADUR^® premazom
• visoka prozirnost (struktura drva vidljiva je nakon nanošenja).

PROMADUR^® se može nanositi na površinu drvenih elemenata pomoću kista ili valjka (valjak kratke dlake) ili nekim sustavom prskanja bez zraka za iznimno velike površine.

PROMADUR® je ekološki prihvatljivi protupožarni premaz za drvo zbog niskog sadržaja hlapljivih organskih spojeva (VOC) i jer ne sadržava formaldehid.

Jednostavnost i lakoća nanošenja te prozirnost čine PROMADUR^® standardom u sustavima pasivne protupožarne zaštite.

Konstrukcijski elementi od punog drva, iverice i šperploča (minimalne debljine 12 mm) zaštićeni sa samo 300 g/m² premaza PROMADUR^® odgovaraju razredu reakcije na požar B-s1, d0.

PROMADUR^® Topcoat (otprilike 80 – 100 g/m²) poboljšava otpornost na vlagu i mehanička svojstva (uključujući otpornost na abraziju).