Jak rozwiązania Saint-Gobain wpływają na zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego budynków w szkielecie drewnianym?

Zapewnienie bezpieczeństwa pożarowego budynku jest nie tylko jednym z podstawowych warunków, jakie musi on spełnić, to również istotna kwestia dla komfortu użytkowników. Już sama myśl o potencjalnym pożarze domu wpływa na nasze poczucie bezpieczeństwa. Przedstawiamy wnioski po eksperymencie, które zostały zawarte w Opinii Technicznej Instytutu Techniki Budowlanej „Jaką rolę pełnią rozwiązania i produkty firmy Saint-Gobain w zapewnieniu bezpieczeństwa pożarowego budynku?” 

W obecnych czasach większą część życia spędzamy w pomieszczeniach, niezależnie czy jest to dom czy biuro. Dla naszego wewnętrznego komfortu musimy mieć pewność, że są to obiekty zapewniające ochronę przed działaniem ognia. Jak wiemy, pojedyncze materiały nie są w stanie zapewnić pełnej ochrony przeciwpożarowej. Tylko przemyślane, kompleksowe systemy gwarantują skuteczność i bezpieczeństwo w tym zakresie. Saint-Gobain jako światowy lider na rynku budowlanym jest zobowiązany do dbania również o ten aspekt życia. 

W sierpniu 2020 roku zrealizowano eksperyment, który pozwolił sprawdzić w warunkach polowych, tzn. warunkach rzeczywistych, zachowanie wielu rozwiązań Saint-Gobain, które przyczyniają się do poprawy zabezpieczenia ogniowego budynków. Przeprowadzono go na terenie Ośrodka Szkoleniowego Państwowej Straży Pożarnej w Pionkach, w ramach pracy statutowej NZP-124, realizowanej w Instytucie Techniki Budowlanej we współpracy z Państwową Strażą Pożarną. Efektem eksperymentu jest opinia techniczna przygotowana przez ITB.

Wnioski po eksperymencie, które zostały zawarte w Opinii Technicznej Instytutu Techniki Budowlanej „Jaką rolę pełnią rozwiązania i produkty firmy Saint-Gobain w zapewnieniu bezpieczeństwa pożarowego budynku?” są tak interesujące, że warto je omówić w kilku punktach.

Odtworzenie warunków rzeczywistych i normowych w eksperymencie

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.

Spełnienie wymagań podstawowych

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.  

Wełna mineralna szklana i jej rola w zabezpieczeniu konstrukcji

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.

Bezpieczeństwo pożarowe a akustyka

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.

Płyty gipsowe - pierwsza linia ochrony przed ogniem

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.

Szczelność budynku to nie tylko mniejsze straty ciepła oraz prawidłowe zarządzanie wilgocią

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.

Rola drzwi i okien w uzyskaniu bezpieczeństwa budynku

Drzwi i okna pełnią istotną rolę w uzyskaniu bezpiecznego budynku. 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.