Tűzgátló anyagok és a teherhordó faszerkezetek, ill. a faanyag védelme

Hogyan ég a fa?

A faanyag felületén égés közben egy külső védőréteg alakul ki, amely védi az alatta lévő faanyagot. Ez a faszénréteg csökkenti az oxigénellátást és rendkívül alacsony hővezető képességének köszönhetően megakadályozza a belső rétegek hőmérséklet-növekedését, lelassítva a faelemek magjának égési folyamatát (ez átlagosan 1 mm/perc). E jellegzetessége miatt egy faszerkezeti elem hosszú időn át képes a tűznek ellenállni, általában hosszabb ideig az azonos méretű acél, de még akár a vasbeton tartóelemnél is.

Hogyan működnek a korszerű tűzgátló anyagok?

A tűzgátló anyagok használata jelentősen hozzájárulhat a tűzkeletkezés és tűzterjedés kockázata csökkentéséhez, korlátozva, hogy a tűz más elemekre átterjedhessen. A korszerű tűzvédelmi rendszerek jelentősen csökkenthetik a tűz paramétereit az alábbi módon:

• tűzveszélyesség csökkentése
• a gyulladási idő kitolása
• a lángterjedés sebességének és az anyag égési sebességének csökkentése
• a tűz térfogatának és hőleadási sebességének csökkentése a tűz égése közben

Másképpen megfogalmazva ezek a rendszerek hozzájárulnak a tűz keletkezésének meggátolásához és növelik a kiürítésre rendelkezésre álló időt.

Tűzgátló anyagok fához és faanyaghoz

Az alkalmazás módjától függően a tűzgátló anyagokat és rendszereket két kategóriába sorolják:

• impregnáló anyagok, amelyek behatolnak a fába, általában vizes oldat formájában vagy más oldószer alkalmazásával (pl. folyékony NH₃)
• felületaktív bevonatok, amelyek a fafelületen képeznek védőréteget, lakkok, festékek (gyakran hőre habosodó), fóliák, rostanyagok vagy vékony tűzgátló réteg formájában.

Ha a faanyagba hatoló szereket festéssel vagy szórással hordják fel, hatásosságuk általában elmarad a bevonóanyagokétól.

Egyes védőanyagok a faanyag tűzzel szembeni viselkedési osztályát képesek B-s1, d0-ra javítani, ami az Euroclass besorolás szerinti legjobb osztály faanyagok esetében.

Mit jelent a fa tűzállósága?

Általánosságban, függetlenül a tűz észlelésétől és az alkalmazott oltórendszertől, a teherhordó elemet a tűz ellen megfelelően védeni szükséges, ha annak potenciális tönkremenetele várható. A faanyag speciális esetnek számít, mivel a tűzzel szembeni viselkedését mérsékelni, az égés indulását lelassítani, a tűzállóságot növelni, továbbá a tűznek való kitettség során a teherhordó képességét biztosítani mindig szükséges.

Pontosabban megfogalmazva a tűzállóság azt az időtartamot jelenti, amíg egy szerkezeti vagy elválasztó elem megőrzi a tulajdonságait (szigetelő képességét, épségét és teherhordó képességét, az adott elem funkciójától függően). A fából készült teherhordó elemeknek, így a gerendáknak és oszlopoknak adott ideig el kell viselniük a tüzet, amíg a határállapotukat el nem érik, amit követően már nem képesek ellátni a funkciójukat, amelyre eredetileg méretezték őket. Ezt az időt R 15, R 30, R 60 stb. kódolással jelölik, ahol az „R” a teherhordó képesség megtartására vonatkozik, az utána következő szám pedig a percben kifejezett időtartamra.

Hogyan lehet a fa teherhordó képességét meghosszabbítani?

A fa tartószerkezeti elem teherhordó képességét tűz esetén a faanyag égése miatt főleg keresztmetszet-csökkenés következtében veszíti el. A piacon számos rendszer kapható, amelyek bizonyos fokú szigetelést biztosítanak és/vagy késleltetik az elszenesedés kezdetét:

• a faszerkezet burkolása (pl. tűzvédelmi lapokkal),
• nem reaktív szigetelés (pl. ásványgyapot),
• szórt habarcsvédelem illetve vakolat (a felületre felhordva),
• tűzvédelmi bevonat (hővédő borítás vagy hőre habosodó festék).

Ezek a védelmi megoldások nem változtatják meg a teherhordó faszerkezetek elemeinek kémiai tulajdonságait, de egyfajta védőburkot vonnak köré, ami csökkentheti a hőátadást a védett elembe, meggátolva a termikus bomlást, ugyanakkor késleltetve a gyulladást és lelassítva az égési folyamatot.

A különböző tűzállósági mechanizmusok és a faanyagra gyakorolt hatásuk

A tűzállósági mechanizmusok a faanyagra gyakorolt hatásuk szerint például az alábbiaknak megfelelően osztályozhatók:

• a faanyag hőmérséklet-növekedésének lelassítása,
• gáznemű védőbevonat képzése,
• nem éghető szén- vagy szilikátréteg képzése,
• hősugárzás visszaverése (hőtükrözés),
• fizikai elválasztó réteg kialakítása az oxigén és a faanyag rétege között.

A faszerkezet tűzgátló lapokkal történő burkolása

Rendkívül elterjedt és hatékony tűzvédelmi módszer, amely elfogadható, esztétikus megjelenést biztosít, ha a burkolat speciális tűzgátló lapokból készül. Ezek többek között kalcium-szilikát, gipsz, cement-mész vagy cementkötésű, üvegszálerősítésű, különböző töltőanyagokat tartalmazó lapok. Az ilyen burkolat készülhet ásványgyapot lapokból is.

Az ilyen szerkezetek beépítése azonban viszonylag időigényes. A burkolatot általában speciális tartószerkezetre kell szerelni, mechanikai kötőelemekkel (tartócsapokkal, csavarokkal vagy bilincsekkel) és speciális hőálló habarcsok és töltőanyagok felhasználásával (a lapok hézagolásához).

A szórt habarcsvédelem vagy a habarcs felhordása

A szórt habarcsvédelmet illetve a habarcsot olyan szerkezetekre hordják fel, ahol a kész felület esztétikus megjelenése nem alapvető követelmény. A szórt habarcsvédelem vagy a habarcs kétféleképpen hordható fel. Az első az ún. „száraz módszer”, amely a szárazon elkészített keverék vízzel illetve folyékony kötő adalékanyaggal történő elegyítésével a szórópisztoly fúvókájában alakítható ki. Ezzel a módszerrel elkerülhető a felszórt anyag pocsékolása. A másik módszer, az ún. „nedves módszer”, amely a száraz anyag vízzel történő összekeveréséből áll és egy pumpás szóróegységgel hordják fel. A szórt borítás vastagsága 10–100 m közötti lehet, és több rétegben hordják fel. Az ilyen technológia hátrányai többek között az alábbiak:

• durva felületstruktúra,
• a környező alkatrészek lehetséges szennyezése a felhordás során,
• elégtelen időjárásállóság.

Hőre habosodó (reaktív) bevonatok

A tűzgátló vagy tűzvédelmi bevonatok olyan festékek, lakkok vagy impregnáló anyagok, amelyek mérséklik a tűz hatását, javítják a tűzállóságot, és a faszerkezetek rendkívül hatékony tűzvédelmi megoldásának tartják őket.

Régen a faanyag gyúlékonyságát tengervízbe mártással növelték (nátrium-kloriddal történő impregnálás), majd speciális festékkel vonták be, amely gyulladáskésleltető mésztej illetve kréta adalékanyagot tartalmazott. Jelenleg korszerűbb rendszereket, például hővédő bevonatokat (TBC – Thermal Barrier Coating) alkalmaznak a leggyakrabban szigetelő bevonatként. Különösen a hőre habosodó bevonatok (reaktív bevonatnak is nevezik őket) olyan speciális festékek, amelyek hő hatására, 200°C körüli hőmérsékleten sejtes szigetelőréteget képeznek, ami képes az alatta lévő faanyagot megvédeni.

Tűz hatására a hőre habosodó borítások fokozatosan karbonizálódnak és külső védőréteget képeznek. A modern technológia lehetővé teszi, hogy a habosodó réteg eredeti vastagságának 50-szeresére vastagodjon, így ennek a megoldásnak a hatékonysága jelentősen javult.

Ennek a szigeteléstípusnak fő előnye az alkalmazás egyszerűsége, a minimális rétegvastagság és az esztétikus megjelenés.

Mik a Promat legújabb tűzvédelmi megoldásai?

A Promat passzív tűzvédelmi rendszerekhez tervezett minőségi termékeket kínál. Mindegyik termék egyedi jellemzőkkel rendelkezik, amelyek különböző projektekhez kínálnak megfelelő megoldásokat.

A Promat a faanyagokhoz használatos hőre habosodó festékek legkorszerűbb technológiájának a tulajdonosa. Köszönhetően a tűzállósági teljesítményének és nagyfokú átlátszóságának, a PROMADUR^® reaktív festék jobban teljesít minden más hasonló anyagnál.

A faelemek tűzállósága vastagságuktól, alakjuktól, anyaguktól (tűlevelű vagy lombos fafajról van-e szó, ill. hogy tömör, rétegragasztott, fűrészelt vagy célforgács állapotban van-e jelen a faanyag), a faanyag sűrűségétől, az oxigén rendelkezésre állásától és a felhordott tűzvédelmi bevonat mennyiségétől és minőségétől függ. E tényezőktől függően a PROMADUR^® akár 120 percre (R 120) növeli a faelemek tűzállósági teljesítményét.

A PROMADUR^® festéket a fafelületek gyúlékonyságának a lehető legalacsonyabb tűzzel szembeni viselkedési osztályúra (korábban tűzvédelmi osztályúra) csökkentésére (az MSZ EN 13501 szabvány szerint B-s1, d0) is használják, ami azt jelenti, hogy a faanyag így a reaktív bevonattal biztosítható legmagasabb fokú tűzvédelemnek megfelelő osztályba kerül.

A PROMADUR^® mechanikai tulajdonságainak (pl. kopásállóságának) javításához és nedvességgel szembeni ellenállásának növeléséhez a védett faelemek tűzállósági teljesítményének csökkentése nélkül az egykomponensű PROMADUR^® fedőfesték hordható fel a felületre.

A PROMADUR^® főbb előnyei az alábbiak:

• nagyfokú tűzvédelem - a faelem méretétől függően akár R 120-nál is magasabb tűzállósági teljesítmény,
• legújabb generációs reaktív tűzgátló festék (hőre aktiválódó, habosodó festék), amely csökkenti a faalkatrészek gyúlékonyságát,
• teherhordó faszerkezetek elemeinek megnövelt tűzállósága (oszlopok, gerendák födémek és falak), akár egyetlen réteg PROMADUR^® bevonattal,
• nagyfokú átlátszóság (a faszerkezet a burok felhordása után látható marad).

A PROMADUR^® a faelemek felületére ecsettel, festőhengerrel (rövid sörtéjű hengerrel) vagy nagyon nagy felületek esetén levegő nélküli szóróberendezéssel hordható fel.

A PROMADUR^® környezetbarát, illékony szerves vegyület-tartalma alacsony, formaldehidet pedig nem tartalmaz.

A felhordás egyszerű és könnyű mivolta és a bevonat átlátszósága a PROMADUR^®-t a passzív tűzvédelmi rendszerek etalonjává teszi.

A tömörfából, forgácslapból, rétegelt lemezből (legalább 12 mm vastagságú) készült szerkezeti elemek védelme mindössze 300 g/m² PROMADUR^® szerrel biztosítható, a B-s1, d0 tűzzel szembeni viselkedési osztályt biztosítva.

A PROMADUR^® fedőfesték (kb. 80 - 100 g/m²) javítja a nedvességgel szembeni ellenállást és a mechanikai jellemzőket (a kopásállóságot is ideértve).