Prednosti in pomanjkljivosti lesa kot gradbenega materiala
Les je organski material, razvrščen kot naravni lignocelulozni polimer, ki se že stoletja uporablja kot gradbeni material. Ima mnoge prednosti, kot so obdelovalnost, izvrstne mehanske lastnosti glede na maso, odpornost proti koroziji in estetska privlačnost, ima pa tudi dve osnovni pomanjkljivosti: zahteva stalno vzdrževanje in je gorljiv. Oglejmo si najprej, kako gori ter se odziva na ogenj, v nadaljevanju pa se bomo osredotočili na zmanjševanje vplivov teh lastnosti z zaviralci gorenja, ter najnovejše rešitve za požarno zaščito lesenih konstrukcij.
Kako gori les?
Pri gorenju les razvije zaščitni zunanji sloj, ki ščiti podlago. Ta sloj, ki ga običajno imenujemo oglje, zmanjša dovod kisika in, zahvaljujoč svoji izredno majhni prevodnosti, preprečuje povečanje temperature notranjih plasti ter upočasni proces gorenja sredice lesenih elementov (v povprečju 0,6–1 mm/minuto). Zaradi teh lastnosti lahko leseni element konstrukcije zadržuje ogenj dolgo časa, v splošnem mnogo dlje kot jeklo ali celo beton enakih dimenzij.
Odziv na ogenj in klasifikacija lesa
Po standardu EN 13501-1:2018 je les po odzivu na ogenj običajno razvrščen v razred D, kar pomeni, da je močno gorljiv in lahko pomembno prispeva k razvoju požara v zgradbi.
Kako delujejo sodobni zaviralci gorenja?
Uporaba zaviralcev gorenja lahko znatno prispeva k zmanjšanju tveganja za izbruh in napredovanje požara ter k omejitvi njegovega širjenja na druge elemente. Sodobni sistemi požarne zaščite lahko v veliki meri izboljšajo požarne lastnosti, in sicer na naslednje načine:
- zmanjšanje dovzetnosti za požar,
- podaljšanje časa vžiga,
- zmanjšanje hitrosti širjenja požara in hitrosti gorenja materiala,
- zmanjšanje prostornine dimnih plinov in hitrosti sproščanja toplote med požarom.
Z drugimi besedami, ti sistemi prispevajo k zaviranju razvoja požara in podaljšajo čas za evakuacijo prebivalcev iz stavbe.
Zaviralci gorenja lesa
Po načinu uporabe so požarne snovi in sistemi požarne zaščite razvrščeni v dve kategoriji:
- impregnacijske snovi, ki prodrejo v les, običajno v obliki vodnih raztopin ali v aplikaciji z drugimi topili (npr. tekoči NH3),
- površinsko aktivni premazi, ki na površini lesa tvorijo zaščitno plast, v obliki lakov, barv (pogosto takšnih, ki nabreknejo), folij, vlaken ali tankih požarnih pregrad.
Če se sredstva za prodiranje v les nanašajo z barvanjem ali pršenjem, je njihova učinkovitost običajno nižja od premaznih sredstev.
Nekateri zaščitni materiali lahko zvišajo stopnjo odziva lesa na ogenj na razred B-s1, d0, kar je v skladu z evrorazredom najboljši možni razred za les.
Kaj pomeni požarna odpornost lesa?
Ne glede na uporabljeni sistem za odkrivanje in gašenje požara je treba v splošnem nosilne elemente učinkovito zaščititi pred požarom, če obstaja možnost morebitne okvare. Les je poseben primer, ker mu je vedno treba zmanjšati odziv na ogenj, upočasniti začetek gorenja, povečati požarno odpornost in izboljšati nosilnost v primeru izpostavljenosti požaru.
Natančneje, požarna odpornost označuje čas, v katerem konstrukcijski ali ločevalni element ohrani svoje lastnosti (izolativnost, celovitost in nosilnost, odvisno od funkcije elementa). Leseni nosilni elementi, kot so nosilci in stebri, morajo ogenj za določen čas zadržati, ko pa dosežejo mejna stanja, ne delujejo več tako, kot je načrtovano. Ta čas je izražen v minutah kot R 15, R 30, R 60 itd., kjer R pomeni ohranitev nosilnosti za določen čas, naveden v minutah.
Kako podaljšati nosilnost lesa?
Glavni razlog za izgubo nosilnosti lesenega konstrukcijskega elementa v požaru je zmanjšanje prečnega prereza lesa zaradi gorenja. Na trgu je na voljo več sistemov, ki zagotavljajo določeno izolacijo in/ali upočasnijo začetek procesa oglenenja:
- obloga okoli lesene konstrukcije (npr. požarne plošče),
- nereaktivna izolacija (npr. mineralna volna),
- brizgani omet ali malta (nanos na površino),
- požarni premaz (izolativni in/ali intumescentni premaz).
Te zaščitne rešitve ne spreminjajo kemičnih lastnosti lesenega nosilnega elementa, ampak ustvarijo nekakšno zaščitno prevleko, ki lahko zmanjša prenos toplote v zaščiteni element in s tem zavira njegovo toplotno razgradnjo, hkrati pa povzroči odložitev časa vžiga in upočasni proces gorenja.
Različni mehanizmi požarne odpornosti in njihov učinek na les
Mehanizme požarne odpornosti lahko razvrstimo glede na njihov učinek na les, kot so na primer:
- upočasnitev rasti temperature lesa,
- ustvarjanje plinastih zaščitnih oblog,
- ustvarjanje nevnetljive ogljikove obloge ali silikatne plasti,
- odbijanje toplotnega sevanja (zakrivanje),
- zagotavljanje fizične pregrade med kisikom in leseno plastjo.
Oblaganje lesene konstrukcije z ognjevarnimi ploščami
Zelo priljubljena in učinkovita metoda požarne zaščite, ki daje sprejemljive estetske lastnosti, je uporaba oblog iz posebnih ognjevarnih plošč. Mednje sodijo plošče iz kalcijevega silikata ali mavca ter cementno-apnene ali cementne plošče, ojačene s steklenimi vlakni in z različnimi polnili. Takšne obloge so lahko narejene tudi iz plošč iz mineralne volne.
Vendar pa je čas montaže takšnih oblog razmeroma dolg. Obloge običajno zahtevajo posebno nosilno konstrukcijo, mehanske pritrdilne elemente (zatiči, vijaki ali sponke) ter posebne temperaturno obstojne malte in polnila (za tesnjenje spojev plošč).
Nanos brizganega ometa ali malte
Brizgani omet ali malta se uporabita pri konstrukcijah, kjer estetski vidiki zaključne obdelave niso bistvenega pomena.
Brizgani omet in malto lahko nanesemo z dvema metodama. Prva, tako imenovana »suha metoda«, vključuje združevanje in mešanje pripravljene suhe mase z vodo ali dodatkom tekočega veziva v šobi brizgalne pištole. Ta metoda preprečuje izgubo materiala za brizganje. Druga, »mokra metoda«, vključuje mešanje suhe snovi z vodo, ki se jo nanaša z razpršilno črpalko. Debelina brizgane prevleke je lahko od 10 do 100 mm in se jo nanese v več plasteh. Glavne pomanjkljivosti te tehnologije so:
- groba tekstura površine,
- možnost nastanka madežev na okoliških elementih med nanosom,
- nezadostna odpornost na vremenske razmere.
Intumescentni (reaktivni) premazi
Premazi za zaviranje gorenja ali požarni premazi so barve, laki ali impregnacije, ki lahko zmanjšajo odziv na ogenj in izboljšajo požarno odpornost ter veljajo za zelo učinkovito metodo požarne zaščite lesenih konstrukcij.
V preteklosti so vnetljivost lesa zmanjševali s potopitvijo lesenih elementov v morsko vodo (impregnacija z natrijevim kloridom), nato pa so jih premazali s posebnimi premazi, ki so vsebovali dodatke apnene vode ali krede, ki imata lastnosti zaviranja gorenja. Danes se kot izolacijski premazi najpogosteje uporabljajo sodobnejši sistemi, kot so izolativni premazi. Zlasti intumescentni premazi (znani pod imenom »reaktivni premazi«) so posebni premazi, ki se pri temperaturah okoli 200 °C razširijo in tvorijo večcelični izolacijski sloj, ki lahko zaščiti les pod njim.
Ko so izpostavljeni ognju, intumescentni premazi postopoma zoglenijo, začenši od zunanjih plasti. Sodobna tehnologija omogoča, da raztezajoči se sloj poveča svojo debelino do 50-krat, s čimer se učinkovitost bistveno izboljša.
Glavne prednosti te vrste izolacije so enostavnost nanašanja, minimalna debelina plasti in estetski videz.
Katere so najnovejše Promatove rešitve požarne zaščite?
Promat ponuja visokokakovostne proizvode, ki so zasnovani za sisteme pasivne požarne zaščite. Vsak proizvod ima edinstveno specifikacijo, ki zagotavlja ustrezne rešitve za različne projekte. Promat je lastnik najnovejše tehnologije intumescentnih premazov za les. Zaradi svojih požarnih lastnosti in visoke prosojnosti je reaktivni premaz PROMADUR® boljši od vseh podobnih snovi na trgu.
Požarna odpornost lesenih elementov je odvisna od njihove debeline, oblike, materiala (vrsta lesa, npr. iglavec ali listavec, masivni, lepljeni, žagani les ali iverka), gostote lesa, razpoložljivosti kisika ter količine in kakovosti uporabljenih požarnih premazov. Glede na te dejavnike PROMADUR® poveča razred požarne odpornosti lesenih elementov na 120 minut (R 120) ali več.
PROMADUR® se uporablja tudi za zmanjšanje stopnje vnetljivosti lesenih površin na najnižji možni razred (B, s1 d0, po standardu EN-13501), kar pomeni, da zagotavlja najvišji možni razred požarne zaščite, ki je na voljo za reaktivne premaze.
Za izboljšanje mehanskih lastnosti premaza PROMADUR® (npr. odpornosti proti obrabi) in za povečanje odpornosti na vlago brez znižanja razreda požarne odpornosti zaščitenih lesenih elementov se lahko uporabi enokomponentni premaz PROMADUR® Topcoat.
PROMADUR® je najsodobnejši premaz za zaviranje gorenja, ki se uporablja kot požarna zaščita za lesene konstrukcije.
PROMADUR® se lahko uporablja v vseh vrstah stavb, kot so npr. hoteli, šole, pisarne, javne zgradbe, muzeji in knjižnice.
PROMADUR® lahko znatno poveča požarno odpornost lesenih nosilnih elementov, zahvaljujoč zelo dolgemu času oglenenja (zakasnitvi gorenja) in izredno nizki hitrosti oglenenja (hitrosti karbonizacije).
PROMADUR® ima dolgo obstojnost (preizkus za dobo 33 let po protokolu Arrhenia – 30 °C), ne da bi pri tem izgubil požarne lastnosti ali spremenil barvni odtenek podlage.
® Glavne prednosti premaza PROMADUR® so:
- visoka požarna zaščita – razred odpornosti do R 120 ali več, odvisno od dimenzij lesenega elementa,
- najnovejša generacija reaktivnega ognjevarnega premaza (termično aktivirana ekspanzijska barva), ki zmanjšuje vnetljivost lesenih elementov,
- povečana požarna odpornost lesenih nosilnih elementov (stebrov, nosilcev, stropov in sten) že z enim samim slojem premaza PROMADUR®,
- visoka prosojnost (struktura lesa je vidna po nanosu).
PROMADUR® lahko nanesemo na površino lesenih elementov s čopičem ali valjčkom (valjček s kratkimi vlakni) ali pri zelo velikih površinah s sistemom za brezzračno pršenje.
PROMADUR® je okolju prijazen zaradi nizke vsebnosti hlapnih organskih spojin in ker ne vsebuje formaldehida.
Zaradi enostavnosti nanašanja in prosojnosti pomeni PROMADUR® standard na področju pasivnih požarnih sistemov.
Konstrukcijski elementi iz masivnega lesa, ivernih plošč in vezanega lesa (minimalna debelina 12 mm), zaščiteni zgolj s slojem 300 g/m2 premaza PROMADUR®, ustrezajo razredu odziva na ogenj B-s1, d0.
Premaz PROMADUR® Topcoat (pribl. 80–100 g/m2) poveča odpornost na vlago in izboljša mehanske lastnosti (vključno z odpornostjo proti obrabi).
