Materiały do zabezpieczeń przeciwpożarowych a rodzaj konstrukcji budynków

Jaka jest różnica w zabezpieczaniu przeciwpożarowym konstrukcji opartych na różnych materiałach, np. stalowych, drewnianych czy żelbetowych? Czym powinno się kierować i jakie materiały wybrać?

P.P.: Mając na celu zabezpieczenie przeciwpożarowe konstrukcji, należy zwrócić uwagę na jej rodzaj. Każda bowiem ma inne właściwości reakcji na ogień.

Zacznijmy od konstrukcji stalowej.

Mówi się, że stal się nie pali, ale jest dobrym przewodnikiem ciepła i pod wpływem nawet niewielkiej temperatury podczas pożaru, rzędu 405–500°C, staje się materiałem plastycznym. Przy zabezpieczeniu konstrukcji stalowych należy więc zwrócić uwagę na to, aby zabezpieczyć stal przed wysoką temperaturą. Konstruktor powinien określić temperaturę krytyczną stali, która wynika z jej rodzaju i obciążenia ogniowego konstrukcji stalowej. Dobór zabezpieczenia ogniochronnego profili stalowych zależy od kilku czynników:

• Klasy odporności R.
• Współczynnika masywności- nie każdy element stalowy może być zabezpieczony, zdarzają się konstrukcje, których współczynnik masywności jest tak wysoki, że muszą zostać przeprojektowane.
• Wizji architekta – np. w projektowanym obiekcie konstrukcja stalowa ma być widoczna i należy zastosować tylko zabezpieczenie farbami.
• Ekonomii – koszt zabezpieczenia.

W przypadku zastosowania płyt ogniochronnych jest wykonywana samonośna okładzina skrzynkowa bez dodatkowej konstrukcji. Jest to metoda bardzo szybka i pozwala uzyskać cienką i jednowarstwową okładzinę.

W obiektach magazynowych, fabrycznych i tam, gdzie estetyka nie ma dużego znaczenia, najczęściej stosuje się metody natryskowe. Są to masy na bazie wermikulitu, gipsu lub cementu portlandzkiego, które tworzą warstwę chroniącą konstrukcję przed wysoką temperaturą.

Przejdźmy do konstrukcji drewnianych.

Drewno jest bardzo dobrym izolatorem ciepła. Paląc się, bardzo długo utrzymuje swoje właściwości statyczne. Opierając się na doświadczeniu i wiedzy, wiemy, że na powierzchni palącego się drewna tworzy się warstwa węgla drzewnego, która dodatkowo staje się izolatorem. Przy dosyć dużych wymiarach belek drewno ma również właściwości samogasnące. Zabezpieczenie konstrukcji drewnianej uzależnione jest od tego, gdzie konstrukcja została zastosowana, do czego jest przeznaczona oraz jaka jest wizja architekta.

Konstrukcje żelbetowe to kombinacja betonu i stali. Tutaj musimy zwrócić szczególną uwagę na grubość otuliny betonu do zbrojenia. W istniejących obiektach przy zmianie obciążenia ogniowego dość często konieczne jest zwiększenie grubości otuliny zbrojenia konstrukcji żelbetowych. Przy doborze systemu należy zwrócić uwagę na rodzaj konstrukcji, klasę odporności ogniowej oraz jakie elementy konstrukcji podlegają zabezpieczeniu (stropy, słupy, belki). Żelbet zawiera w sobie wodę, która przy wysokiej temperaturze bardzo szybko paruje. W przypadku rozległego pożaru z gwałtownym przyrostem temperatury może nastąpić tzn. efekt spallingu, tj. gwałtowne ogrzanie wody zawartej w betonie, która bardzo szybko zamienia się w parę wodną, co powoduje, że beton odpryskuje.

Oddzielnym tematem są przegrody przeciwpożarowe, w tym ognioodporne ściany i sufity. Jakie metody stosuje się obecnie w tym zakresie?

P.P.: Jeżeli chodzi o zabezpieczenie przegród ogniowych ścian i sufitów, wykorzystuje się do tego wszelkiego rodzaju płyty. Istniejące już ściany chroni się poprzez dodatkową ich obudowę, natomiast nowo stawiane ściany wykonuje się jako przegrody ceramiczne lub żelbetowe. Mamy również możliwość ingerencji w izolację termiczną i akustyczną budowanych ścian lekkich z płyt gipsowo-kartonowych zarówno z wypełnieniem wełną, jak i bez niej. W stropach jest dokładnie taka sama sytuacja. Jeżeli mamy już gotowe stropy, możemy zastosować gotową izolację od dołu. Dosyć często spotyka się zalecania o zabezpieczeniu stropu przed ogniem od góry i od dołu. Takie rozwiązania są już na rynku.

Ciekawym rozwiązaniem w zabezpieczeniu ścian wykonanych np. z cegły, których odporność ogniowa jest za mała jest dodatkowy montaż bezpośredni płyt. Obecnie są dostępne rozwiązania (broszura str. 42), które poprzez bezpośredni montaż płyty o bardzo małej grubości (12mm) pozwalają zwiększyć odporność ogniową takiej ściany do (R)EI120.

Problemem mogą być zabezpieczenia stropów drewnianych w istniejących już obiektach. Przede wszystkim należy zrobić ekspertyzę i uzyskać odstępstwo Komendanta Wojewódzkiego Państwowej Straży Pożarnej, ze względu na to, że elementy nośne w budynkach, czyli ściany i stropy, powinny być wykonane z materiałów niepalnych, a drewno nie jest takim materiałem. W przypadku zabezpieczenia stropów występuje jeszcze problem z prowadzonymi instalacjami pod stropem. Należy pamiętać, że instalacje nie mogą być prowadzone w przestrzeni zabezpieczanej. Rozwiązaniem jest zastosowanie sufitu bezklasowego i poprowadzenie instalacji pomiędzy zabezpieczeniem a sufitem dekoracyjnym.

Obecnie zwiększa się liczba pojazdów elektrycznych, zarówno samochodów, jak i rowerów oraz hulajnóg. Jaki może to mieć wpływ na bezpieczeństwo pożarowe?

P.P.: Zastosowanie ogniw do pojazdów elektrycznych ma bardzo duże znaczenie dla bezpieczeństwa pożarowego. Nie do końca poradziliśmy sobie z istniejącymi zagrożeniami w przypadku pożaru. Jesteśmy przekonani, że zastosowane rozwiązania są bezpieczne, ale niestety pożary takich pojazdów się zdarzają. Ogrzanie tego typu ogniw do temperatury 70°C lub wyższej czy mechaniczne uszkodzenie baterii może doprowadzić do niekontrolowanego samozapłonu, a to automatycznie do trudnego do ugaszenia pożaru. Ugaszenie takiego pojazdu stosowanymi obecnie technikami nie jest takie proste ze względu na wysoką temperaturę płonącego ogniwa. Wymaga to ciągłego obniżania temperatury palącego się urządzenia mobilnego. Pożar takiego ogniwa może trwać nawet kilkanaście godzin i zdarza się jego nawrót nawet po 20 godzinach.

Czy możliwe jest zaprojektowanie zabezpieczeń w budynkach, które skutecznie zapobiegną rozwojowi pożaru pojazdu elektrycznego?

P.P.: Nie można zaprojektować obiektów, w których na 100% nie wybuchnie pożar. Nie ma po prostu takiej możliwości. Dobrze przygotowana dokumentacja projektowa oraz jego wykonanie w dużej mierze może zapobiec powstaniu pożaru a w przypadku jego powstania jego rozwojowi. Nie mamy jednak do końca kontroli nad tym, co może się zdarzyć w obiekcie, w którym żyją i pracują ludzie. Nie da się skutecznie zabezpieczyć obiektu przed powstaniem pożaru, czy rozprzestrzenianiem się pożaru powstałego na skutek zapalenia się pojazdu elektrycznego. Dobrym sposobem na parkingach podziemnych jest stosowanie odpowiednich materiałów dodatkowo zabezpieczających stropy i ściany. Właściwą koncepcją jest budowa w garażach wielostanowiskowych oddzielnych stref dla pojazdów elektrycznych, np. boksów na dwa samochody oddzielonych ścianami odporności ogniowej. Jeżeli zdarzyłby się pożar, to nie rozwinąłby się na wszystkie pozostałe samochody. Ważna jest także kwestia oddymienia takich obiektów. Wydzielający się podczas pożaru dym, gaz i ogień należy skutecznie odprowadzić przez właściwą instalację oddymiającą.

W jaki sposób zabezpieczyć już istniejące budynki przed konsekwencjami pożaru pojazdu elektrycznego?

P.P.: Nie słyszałem o tym, aby pojawiły się dodatkowe przepisy dotyczące parkowania samochodów elektrycznych, np. takich jak w przypadku pojazdów z instalacją LPG, które nie mogą wjeżdżać na parkingi podziemne. W przypadku samochodów elektrycznych nie ma takiego zakazu.

Co można zrobić? Tak, jak już wcześniej wspominałem, stosować wydzielenie stref tylko dla pojazdów elektrycznych. Takie strefy, podzielone na mniejsze sekcje, obustronnie oddzielone płytami odpornymi na wysoką temperaturę, ze stropem zabezpieczonym natryskiem lub płytami, mogą ograniczyć rozwój pożaru na całą powierzchnię. Powinno się także stosować instalację sygnalizacji pożaru.

A jak widzi Pan możliwość dostosowania remontowanych obiektów, również tych zabytkowych, do obecnie obowiązujących przepisów dotyczących zabezpieczeń przeciwpożarowych?

P.P.: To jest zawsze kompromis między projektantem, inwestorem, wykonawcą a konserwatorem zabytków, czyli tym, co chciałby pokazać i zostawić konserwator zabytków, jaką wizję ma architekt, a tym, co mówią przepisy przeciwpożarowe. Ten kompromis osiąga się dzięki odpowiedniej ekspertyzie.

W obiektach zabytkowych, ze względu na ich wiek, sposób budowania i użyte technologie, bardzo często spotyka się konstrukcje drewniane. O problemach z tym związanych już wspominałem. Kompromisem jest w takiej sytuacji zastosowanie tryskaczy, montaż sygnalizacji pożaru oraz stosowanie impregnatów, lakierów do ochrony drewna. Tam, gdzie jest możliwe, stosuje się zabudowę konstrukcji drewnianych płytami, czyli tzw. obudowę skrzynkową.

W obiektach zabytkowych, jeżeli nie można zastosować zabezpieczeń ognioodpornych, stosuje się instalacje wczesnego wykrycia ognia, dymu, wysokiej temperatury połączonej z jednostkami ratowniczo-gaśniczymi, aby w przypadku wykrycia pożaru czy dymu mogły szybko zareagować i ograniczyć skutki jego rozwoju.

Rozmawiał: Tomasz Łukaszewski