Konsole pasywne – badania ogniowe porównujące systemy zamocowania elewacji wentylowanej

W dniu 12 kwietnia 2019 r. w Zakładzie Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej firma AGS przeprowadziła badania porównawcze systemów zamocowań elewacji wentylowanych. Testy miały na celu sprawdzenie jak w realnych warunkach zachowują się poszczególne rozwiązania dostępne na rynku w aspekcie wymagań określonych w § 225 Warunków Technicznych Jakim Powinny Odpowiadać Budynki i Ich Usytuowanie, który brzmi:

„Elementy okładzin elewacyjnych powinny być mocowane do konstrukcji budynku w sposób uniemożliwiający ich odpadanie w przypadku pożaru w czasie krótszym niż wynikający z wymaganej klasy odporności ogniowej dla ściany zewnętrznej, określonej w § 216 ust. 1, odpowiednio do klasy odporności pożarowej budynku, w którym są one zamocowane”

Konsole pasywne – badania ogniowe porównujące systemy zamocowania elewacji wentylowanej

Testom porównawczym poddano następujące zestawy wyrobów:
• konsole pasywne stalowe systemu AGS w układzie z rusztem stalowym z innowacyjną powłoką antykorozyjną,
• konsole aluminiowe nieizolowane termicznie z rusztem aluminiowym,

• konsole pasywne aluminiowe z rusztem aluminiowym (Jednak jako przekładek termicznych konsol użyto materiału klasy reakcji na ogień B-s3, d0, do testów porównawczych nie przyjęto materiału klasy reakcji na ogień C-s2, d0 ponieważ jest on słabszym rozwiązaniem z punktu widzenia trwałości w pożarze).

Dodatkowo przy projektowaniu fragmentu elewacji wentylowanej do badań przyjęto następujące zasady:

• Zestawy wyrobów w konfiguracjach wymienionych powyżej zostały zamontowane bezpośrednio nad oknem badawczym (w jego centralnej części), tak żeby na połowie obszaru narażonego na oddziaływanie ognia były one umiejscowione w warstwie ocieplenia ze szklanej wełny o gęstości około 20 kg/m3 oraz w drugiej połowie docieplenia w wełnie skalnej o gęstości 48 kg/m3.

Rys. nr 1. Schemat badanach elementów

Legenda:
1. Konsole aluminiowe nieizolowane termicznie z rusztem aluminiowym w wełnie skalnej o gęstości 48 kg/m3.
2. Konsole pasywne aluminiowe z rusztem aluminiowym w wełnie skalnej o gęstości 48 kg/m3.
3. Konsole pasywne stalowe systemu AGS w układzie z rusztem stalowym z innowacyjną powłoką antykorozyjną w wełnie skalnej o gęstości 48 kg/m3.
4. Konsole pasywne stalowe systemu AGS w układzie z rusztem stalowym z innowacyjną powłoką antykorozyjną w wełnie szklanej o gęstości 20 kg/m3.
5. Konsole pasywne aluminiowe z rusztem aluminiowym w wełnie szklanej o gęstości 20 kg/m3.
6. Konsole aluminiowe nieizolowane termicznie z rusztem aluminiowym w wełnie szklanej o gęstości 20 kg/m3.

Fot. nr 1. Przekrój zastosowanych konsol bezpośrednio nad otworem symulującym pas nadprożowo-podokienny

• Założono prawidłową szczelinę wentylacyjną min. 20 mm pomiędzy ocieleniem a okładzinami. Tym samym zarówno część konsol jak również cały przekrój rusztu wystawał poza ocieplenie. Należy podkreślić, że ten aspekt jest wielokrotnie pomijany w testach i raportach z badań, a tym samym systemy konsol i rusztu są schowane w ociepleniu np. o dużej gęstości. Taki układ nie jest zgodny z później faktycznie wykonywanymi elewacjami na budynku i ma bardzo duży wpływ na zachowanie trwałości mocowania w warunkach pożaru.

• Również nie zabezpieczono dodatkowymi płytami ogniowymi elewacji od dołu działania ognia. Podczas budowy elewacji w rzeczywistych warunkach w przypadku zamocowania np. płyt ze spieków kwarcowych lub włókno-cementu przestrzeń wentylacyjna elewacji otwiera się bardzo szybko i ogień penetruje ją powodując szybką destrukcję podkonstrukcji.

• Jako okładzinę dla danego zestawu wyrobów (1, 2, 3, 4, 5, 6 wg rysunku nr 1) przyjęto elementy z betonu GRC gr. 20 mm, z których każdy był zamocowany tylko i wyłącznie dla danego rozwiązania podkonstrukcji.

W wyniku przeprowadzonych badań zaobserwowano:
• od samego początku badania ruszt i konsole aluminiowe (zestaw 1, 2, 5, 6) wytapiały się. W ten sposób następowała destrukcja wynikająca z faktu prawidłowego montażu i braku osłonięcia elementów wełną skalną,

• w piątej minucie na zestawie nr 5 okładzina ukruszyła się, a ruszt od dołu został wytopiony,

• już w szóstej minucie nastąpiło zniszczenie zamocowań 2 i 5 opartych na konsolach aluminiowych pasywnych, przy czym jedno z nich było zamocowane w wełnie skalnej, a drugie w wełnie szklanej,

• w 12 minucie uległo zniszczeniu mocowanie oparte na rozwiązaniu 6 – konsole i ruszt aluminiowy w wełnie szklanej,

• w 25 minucie destrukcji ulega rozwiązanie nr 1 – konsole i ruszt aluminiowy w wełnie szklanej.

Wszystkie okładziny betonowe wraz z mocowaniami AGS zachowały trwałość do końca badania.
Oprócz elementów opisywanych powyżej, podczas tego samego badania, testowano następujące rozwiązania z wykorzystaniem mocowań AGS:

• moduły fotowoltaiczne bezramkowe,
• moduły fotowoltaiczne ramkowe,
• spieki kwarcowe gr 3,5 oraz 5,5 mm,
• płytę włókno–cementową o gr 10 mm,
• okładziny kompozytowe.

Wszystkie w/w elementy zachowały trwałość w zakresie 60 minut w warunkach pożaru.

Jest to odpowiedź na zapisy znajdujące się w raportach z badań i opiniach techniczny w zakresie spełniania wymagań na zgodność z§ 225 Warunków Technicznych systemów aluminiowych, które brzmią następująco:
„ Aby w świetle wymogów § 225 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury rozwiązanie z zastosowaniem aluminiowego rusztu wg opisu technicznego mogło być uznane za bezpieczne, możliwość wypalenia fragmentu rusztu do wysokości około 700 mm powyżej otworu okiennego/bezklasowego przeszklenia w przypadku pożaru trwającego 60 min powinna być uzgodniona z Projektantem”

Poniżej przedstawiono fotografie z przebiegu badań.