Bezpieczeństwo pożarowe budynków w szkielecie drewnianym

W eksperymencie pożarowym, w kolejnych jego etapach udało się uzyskać temperatury zbliżone - a w wielu miejscach nawet przewyższające - temperatury normowe, tj. odpowiednie dla krzywej standardowej przytoczonej w warunkach technicznych, która odpowiada w pełni rozwiniętemu pożarowi wewnętrznemu, czy do krzywej zewnętrznej, charakterystycznej dla pożarów zewnętrznych. Oznacza to, że działające na konstrukcję obciążenie ogniowe było miarodajne i odpowiadało realnym pożarom, z jakimi mamy do czynienia w przypadku normalnie użytkowanych budynków.

Wymagania z zakresu bezpieczeństwa pożarowego to tylko jedno z 7 wymagań podstawowych, jakie powinny spełniać budynki. Na przykład w lekkiej konstrukcji drewnianej największym problemem w przypadku izolacyjności akustycznej jest fakt, że zmiana jednego elementu w przegrodzie - korekta jego grubości lub gęstości - skutkuje zmianą izolacyjności całej przegrody. Dochodzi do tego jeszcze ogromny wpływ zastosowanych rozwiązań połączeń poszczególnych przegród budynku i precyzja ich wykonania. Jak się okazuje, dokładnie te same cechy - jakie są istotne przy ocenie odporności ogniowej przegrody - mają zastosowanie przy ocenie izolacyjności akustycznej przegrody.

Płyta gipsowo-kartonowa zabezpiecza elementy, które chcemy chronić, jednocześnie stanowiąc masę istotną z punktu widzenia akustycznego. Wełna mineralna zwiększa szczelność oraz izolacyjność akustyczną przegrody, a także - szczelnie otulając elementy konstrukcji – ze względu na swoją niepalność ogranicza możliwość destrukcji termicznej drewnianego szkieletu. 

Izolacyjność wełny mineralnej szklanej daje zaskakujące rezultaty, co zostało to potwierdzone podczas eksperyment pożarowego. Pomimo panującej na parterze temperatury ponad 1000°C, w pomieszczeniu powyżej - dzięki niepalności oraz doskonałej izolacyjności wełny mineralnej szklanej - temperatura przez cały przebieg pożaru nie przekroczyła 23°C. Warto podkreślić, że eksperyment trwał godzinę. Bardzo ważną kwestią jest również wykorzystanie niepalnej wełny mineralnej w budowie przegród. Teoretycznie w bezpieczeństwie pożarowym bardziej wszechstronnym materiałem jest wełna mineralna skalna. 

Eksperyment pokazał jednak, że kiedy okładziny (płyty gipsowe) są izolatorami i nie dopuszczają do istotnego wzrostu temperatur w przegrodzie, lepiej sprawdzi się wełna mineralna szklana. Jej zaletą jest lepsza izolacyjność w niższych temperaturach w porównaniu z wełną skalną oraz korzystniejsza wartość współczynnika przewodzenia ciepła (lambda), co powoduje, że w przegrodzie powstaje „poduszka”, skutecznie ograniczająca wzrost temperatury i w konsekwencji destrukcję przegrody.

W zakresie akustyki i bezpieczeństwa pożarowego mamy jeszcze jedno podobieństwo. W obydwu przypadkach jakość wykonania przegród, ich szczelność, prawidłowe rozwiązanie detali połączeń, odpowiednie zabezpieczenie elementów instalacji np. puszek elektrycznych, istotnie wpływają na ostateczne parametry przegrody.

Analiza wyników eksperymentu pożarowego wykazała, że kluczową rolę w zapewnieniu odporności ogniowej przegród odgrywał układ otulenia niepalną wełną mineralną oraz szczelne osłonięcie płytami gipsowo-kartonowymi lub gipsowo-włóknowymi - mocowanymi przy użyciu stalowych łączników mechanicznych - które w zasadzie pełniły funkcję izolacji ogniochronnej. Taki układ zapewniał optymalną współpracę w warunkach pożarowych.

Odpowiednia szczelność budynków sprawia, że w wielu przypadkach pożarów w pomieszczeniach z zamkniętymi oknami i drzwiami ogień samoczynnie zgaśnie. Jest to o tyle istotne, że dzięki temu nie dopuszcza się do rozwoju pożaru i przeniesienia go na inne części budynku, jak również są umożliwione niezbędne warunki do prowadzenia ewakuacji i ewentualnej akcji ratowniczo-gaśniczej.

W przypadku okien istotne znaczenie dla ich trwałości podczas pożaru ma rodzaj materiału, z którego wykonane są ramy oraz rodzaj przeszklenia. Samo szkło jest odporne nawet na bardzo wysokie temperatury i teoretycznie limitem jest tu temperatura jego topnienia, czyli ponad 1000°C. Większe niebezpieczeństwo stanowią wysokie różnice temperatur występujące w obrębie jednej tafli w tym samym czasie. Pod wpływem temperatury nagrzana część zwiększa swoją objętość, co skutkuje pojawieniem się wysokich naprężeń wewnątrz szklanej tafli. W przypadku podstawowego szkła typu float różnica temperatur pomiędzy dwoma punktami jednej tafli, która przekracza 40 K, może doprowadzić do pęknięcia termicznego. Jednak ze względu na zespolenie w pakiet dwukomorowy szkło zachowuje dłużej swoją szczelność.

Pełna Opinia Techniczna ITB, dostępna jest na stronie: https://www.saint-gobain.pl/multicomfort/dom-bezpieczny-pozarowo-raporty

Zachęcamy również do śledzenia kolejnych odcinków cyklu dokumentalnego „Dom Bezpieczny Pożarowo” na kanale Youtube Saint-Gobain w Polsce.