Usporivači vatre i zaštita nosećih drvenih konstrukcija od požara

Kako drvo gori?

Prilikom sagorevanja drveta formira se spoljašnji zaštitni sloj koji može da štiti unutrašnjost drvenog elementa. Takav sloj, koji se obično naziva ugljenisanim slojem, smanjuje snabdevanje kiseonikom i, zahvaljujući izuzetno niskoj provodnosti, sprečava povećanje temperature unutrašnjih slojeva, usporavajući tako proces sagorevanja jezgra drvenih elemenata (brzina sagorevanja je u proseku 1 mm/min). Zbog ove osobine, noseće i druge drvene konstrukcije mogu dugo da odolevaju požaru, uglavnom mnogo duže nego čelični ili betonski elementi istih dimenzija.

Kako deluju savremeni usporivači vatre?

Upotreba usporivača vatre može osetno da doprinese smanjenju rizika od izbijanja i razvoja požara i ograničenju njegovog širenja na druge elemente. Savremeni sistemi zaštite od požara mogu značajno da umanje parametre požara na sledeće načine:

• smanjenjem osetljivosti na požar
• produženjem vremena paljenja
• smanjenjem brzine širenja vatre i brzine gorenja materijala
• smanjenjem količine i brzine oslobađanja toplote tokom požara

Drugim rečima, ovi sistemi doprinose usporavanju razvoja požara i produžavaju vreme za evakuaciju.

Usporivači vatre za drvo, drvenu građu i noseće drvene konstrukcije

Prema načinu primene, materijali i sistemi za zaštitu drveta od požara klasifikovani su u dve kategorije:

• impregnirajuće supstance koje prodiru u drvo, obično u vidu vodenih rastvora ili u kombinaciji sa drugim rastvaračima (npr. tečni NH₃)
• površinski aktivni premazi, koji formiraju zaštitni sloj na površini drveta, u vidu lakova, premaza (često ekspandirajućih), folija, vlakana ili tankih protivpožarnih barijera

Ukoliko se sredstva koja prodiru u drvo nanose bojenjem ili prskanjem, njihova efikasnost je obično manja od efikasnosti sredstava za premazivanje.

Neki zaštitni materijali mogu da poboljšaju klasu reakcije drveta na požar do klase B - s1, d0, što je najbolja klasa za drvo prema sistemu Euroclass.

Šta znači otpornost drveta na požar?

Uopšteno govoreći, bez obzira na sistem detekcije i gašenja požara koji se koristi, noseću drvenu konstrukciju treba efikasno zaštititi od požara ukoliko se očekuje njeno potencijalno otkazivanje. Drvo je poseban slučaj jer uvek treba smanjiti reakciju na požar, usporiti početak gorenja, povećati otpornost na požar i poboljšati nosivost tokom izloženosti požaru.

Tačnije, otpornost na požar označava vreme tokom kojeg će noseći ili razdvajajući element zadržati svoja svojstva (izolativnost, integritet i nosivost, u zavisnosti od funkcije elementa). Noseće drvene konstrukcije, kao što su grede i stubovi, moraju da izdrže požar određeno vreme dok ne dostignu granična stanja, nakon čega više ne mogu da obavljaju projektovanu funkciju. Ovo vreme se izražava u vidu klasa R15, R30, R60 itd., pri čemu se R odnosi na zadržavanje nosivosti tokom određenog vremena izraženog u minutima.

Kako produžiti otpornost drveta na požar?

Kod drvenih konstrukcija, glavni razlog gubitka nosivosti u požaru jeste smanjenje poprečnog preseka usled sagorevanja drveta. Na tržištu postoji nekoliko sistema koji pružaju određenu izolaciju i/ili odlažu početak ugljenisanja:

• obloga oko drvene konstrukcije (npr. ploče za zaštitu od požara)
• nereaktivna izolacija (npr. mineralna vuna)
• protivpožarni malter (nanošenje na površinu)
• premaz za zaštitu od požara (premaz sa termičkom barijerom i/ili ekspandirajući premaz)

Ova zaštitna rešenja ne menjaju hemijska svojstva nosećeg drvenog elementa, već predstavljaju samo neku vrstu zaštitne obloge, koja može da smanji prenos toplote u štićeni element, usporavajući tako njegovu toplotnu degradaciju, dok u isto vreme odlaže paljenje i usporava proces sagorevanja.

Različiti mehanizmi otpornosti na požar i njihov uticaj na drvene konstrukcije

Mehanizmi doprinosa otpornosti na požar mogu se klasifikovati prema njihovom uticaju na drvo, kao na primer u nastavku:

• usporavanje porasta temperature drveta
• formiranje poroznog zaštitnog sloja
• stvaranje negorive ugljenične obloge ili sloja silikata
• reflektovanje toplotnog zračenja (skrining)
• uspostavljanje fizičke barijere između kiseonika i sloja drveta

Oblaganje drvene konstrukcije pločama za zaštitu od požara

Veoma popularan i efikasan metod zaštite od požara koji pruža prihvatljive estetske karakteristike jeste korišćenje obloga koje se izrađuju od specijalnih ploča za zaštitu od požara. Tu spadaju ploče od kalcijum silikata, gipsane ploče, krečno-cementne ploče ili cementne ploče ojačane staklenim vlaknima i raznim ispunama. Takve obloge mogu da se izrađuju i od ploča od mineralne vune.

Međutim, vreme potrebno za montažu ovakvih konstrukcija relativno je dugo. Obloge obično zahtevaju posebnu noseću konstrukciju, mehanička sredstva za pričvršćivanje (klinove, vijke ili stege) i posebne maltere ili mase za ispunu (za obradu spojeva između ploče) koje su otporne na visoke temperature.

Mašinsko nanošenje maltera ili klasično malterisanje

Mašinsko ili ručno malterisanje se primenjuje kod konstrukcija kod kojih estetski aspekti završne obrade nisu od suštinskog značaja.

Malteri se mogu nanositi na dva načina. Prvi, takozvani „suvi metod“, sastoji se od kombinovanja i mešanja gotove suve mase sa vodom ili tečnim vezivnim aditivima u mlaznici pištolja za prskanje. Ovaj metod sprečava gubitak raspršenog materijala. Drugi, takozvani „vlažni metod“, sastoji se od mešanja suve materije sa vodom, a nanošenje se izvodi pomoću pumpe i raspršivača. Debljina obloge može da se kreće u opsegu od 10 do 100 mm, a nanosi se u nekoliko slojeva. U glavne nedostatke takve tehnologije spadaju:

• gruba tekstura površine
• moguće prljanje okolnih elemenata tokom nanošenja
• nedovoljna otpornost na vremenske uslove

Ekspandirajući (reaktivni) premazi

Usporivači vatre ili premazi za zaštitu od požara su boje, lakovi ili impregnacije koje mogu da poboljšaju klasu reakcije na požar i doprinesu otpornosti na požar, a smatraju se veoma efikasnim metodom zaštite nosećih i ostalih drvenih konstrukcija od požara.

U prošlosti je zapaljivost drveta smanjivana potapanjem drvenih elemenata u morsku vodu (impregnacija natrijum hloridom), nakon čega bi usledilo farbanje specijalnim bojama koje sadrže dodatke kreča ili krede, a imaju svojstvo da uspore paljenje. Danas se za izolaciju premazima najčešće koriste savremeniji sistemi, kao što su premazi koji deluju kao toplotna barijera. Konkretno, ekspandirajući (intumescentni) premazi (poznati i pod nazivom ‚reaktivni premazi‘) su specijalne boje koje uvećavaju zapreminu na temperaturama oko 200oC, formirajući višećelijski izolacioni sloj koji može da zaštiti drvo ispod njih.

Kada se izlože vatri, ekspandirajući premazi se postepeno ugljenišu, počev od spoljašnjih slojeva. Savremena tehnologija omogućava ekspandirajućem sloju da poveća svoju prvobitnu debljinu do 50 puta, čime se efikasnost ovog rešenja znatno poboljšava.

Glavne prednosti ove vrste izolacije su jednostavnost nanošenja, minimalna debljina zaštite i završni izgled konstrukcije.

What are the latest fire protection solutions from Promat?

Promat nudi proizvode visokog kvaliteta koji su osmišljeni za sisteme pasivne zaštite od požara. Svaki proizvod ima jedinstvenu specifikaciju koja pruža odgovarajuća rešenja za različite projekte.

Promat poseduje najnoviju tehnologiju za ekspandirajuće premaze za zaštitu drveta. Zahvaljujući performansama otpornosti na požar i velikoj transparentnosti, reaktivni premaz PROMADUR^® nadmašuje sve slične materijale.

Otpornost nosećih i drugih drvenih konstrukcija i elemenata na požar zavisi od njihove debljine, oblika, materijala (tipa drveta, npr. četinarsko ili listopadno drvo, čvrsto, lepljeno, rezano ili usitnjeno drvo), gustine drveta, dostupnosti kiseonika, kao i od količine i kvaliteta nanesenih premaza za zaštitu od požara. U zavisnosti od ovih faktora, PROMADUR^® omogućava povećanje otpornosti na požar drvenih elemenata na 120 minuta (klasa R120) ili više.

PROMADUR^® se takođe koristi za smanjenje stepena zapaljivosti drvenih površina na najnižu moguću klasu (B-s1,d0 prema standardu EN-13501), što znači da pruža najveću moguću klasu zaštite od požara koja je dostupna kod reaktivnih premaza.

Da bi se poboljšala mehanička svojstva PROMADUR^®-a (na primer, otpornost na abrazivno habanje) i povećala otpornost na vlagu, bez smanjenja klase otpornosti na požar zaštićenih drvenih elemenata, može se naneti jednokomponentni premaz PROMADUR^® Topcoat.

U glavne prednosti PROMADUR^®-a spadaju sledeće:

• visok stepen zaštite od požara - klasa otpornosti R120 ili više, u zavisnosti od dimenzija drvenog elementa
• najnovija generacija reaktivnog premaza za zaštitu od požara (termički aktivirana ekspandirajuća boja), koji smanjuje zapaljivost drvenih elemenata
• povećana otpornost na požar nosećih drvenih elemenata (stubova, greda, plafona i zidova), čak i sa jednim slojem PROMADUR^®-a
• visoka transparentnost (struktura drveta je vidljiva nakon nanošenja)

PROMADUR^® se može nanositi na površinu drvenih elemenata četkom ili valjkom (kratkodlaki valjak) ili sistemom bezvazdušnog raspršivanja u slučaju vrlo velikih površina.

PROMADUR^® je ekološki prihvatljiv zbog niskog sadržaja isparljivih organskih jedinjenja (VOC) i zato što ne sadrži formaldehide.

Zbog ovakve lakoće nanošenja i transparentnosti, PROMADUR^® postavlja standard kada su u pitanju sistemi pasivne zaštite od požara.

Konstrukcioni elementi od punog drveta, iverice i šperploče (minimalne debljine 12 mm) zaštićeni sa samo 300 g/m² PROMADUR^®-a svrstavaju se u klasu reakcije na požar B-s1, d0.

PROMADUR^® Topcoat (približno 80-100 g/m²) poboljšava otpornost na vlagu i mehaničke karakteristike (uključujući i otpornost na abrazivno habanje).