Nowoczesna architektura charakteryzuje się coraz większymi powierzchniami przeszklonymi, ustawionymi zarówno pionowo - fasady zewnętrzne, ściany czy drzwi wewnątrz budynków, jak i ukośnie lub poziomo - świetliki, podłogi szklane.
Uzyskujemy dzięki temu otwarte, jasne pomieszczenia oświetlone światłem naturalnym. Zlokalizowane tam miejsca pracy nie są izolowane od siebie i dzięki kontaktowi wzrokowemu pracownicy czują się częścią dużego zespołu - jednocześnie zapewniona jest odpowiednia izolacyjność akustyczna, co pozwala na pełną koncentrację w pracy.
Zastosowane technologie muszą zapewnić bezpieczeństwo ludziom, jak i ochronę wyposażenia biur łącznie z komputerowymi bazami danych, których utrata często prowadzi do likwidacji firmy. Priorytetem jest oczywiście bezpieczna ewakuacja ludzi w razie pożaru, ale zapobieganie rozprzestrzenianiu się ognia ułatwia jego ugaszenie i chroni majątek.
Budynki muszą spełniać wiele rygorystycznych wymagań, które zwiększają bezpieczeństwo w razie pożaru. Waga problemu zadecydowała więc o prawnym usankcjonowaniu obowiązku ochrony przeciwpożarowej, za pomocą norm i przepisów nakazujących m.in. przeprowadzanie badań reakcji na ogień materiałów budowlanych i konstrukcji.
Klasyfikacja odporności ogniowej
Producenci szkła opracowali różne typy szkła przeznaczone specjalnie do ochrony przeciwpożarowej. Stopień tej ochrony określają odpowiednie klasy odporności. Należy jednak podkreślić, że badania (i udzielane na ich podstawie aprobaty techniczne) dotyczą kompletnych systemów przegród przeszklonych – a więc nie samego szkła, ale całej przegrody z ramami drewnianymi, aluminiowymi lub stalowymi.
|
Klasy odporności ogniowej oznaczone są literami według spełnianych funkcji oraz liczbowo, zgodnie z czasem w minutach, przez który oszklenie spełnia podaną funkcję. Np.: przegrodzie, która jest szczelna i izoluje przez 60 minut nadawana jest klasa EI 60 |
Rodzaje szkła ognioochronnego
Funkcje przeciwpożarowe są uzyskiwane przez samo szkło albo dzięki jednej lub kilku przekładkom ognioochronnym. Ze względu na budowę, szkła ognioochronne możemy podzielić na:
- Monolityczne, które mają postać pojedynczej tafli szkła. Przeważnie są wykonywane ze szkła sodowo-wapniowego wzmacnianego termicznie, mogą też być zbrojone siatką stalową. Szkła zbrojone wytwarzane są metodą walcowania i występują w odmianie polerowanej całkowicie przejrzystej, lub odmianie ornamentowej, półprzejrzystej, dzięki naniesionej na powierzchnię szkła fakturze. Niektórzy producenci do produkcji szkła ognioochronnego wykorzystują szkło borokrzemowe (borosilikatowe), mające większą odporność na temperatury od sodowo-wapniowego. Do 40 minut znormalizowanego pożaru trwa ono „sztywno” w ramie, jest też odporne na działanie wody gaśniczej (np. automatyczne zraszacze). Charakteryzuje się niższą rozszerzalnością termiczną rzędu 3,25•10-6 1/K - w porównaniu do szkła sodowo-wapniowego (9,0•10-6 1/K). Szkła monolityczne odznaczają się odpornością na promieniowanie UV i posiadają cechy pojedynczego szkła bezpiecznego. Zachowują przejrzystość także w pożarze, co ułatwia działanie straży pożarnej.
- Wielowarstwowe, które są zbudowane z dwu lub więcej tafli szkła przedzielonych cienkimi (gr. ok. 1 mm) przekładkami ognioochronnymi, najczęściej z żelu zasadowo-krzemianowego. W przypadku pożaru, w temperaturze ok. +120oC, przekładka „pieni się” - pęcznieje (rozszerza prawie 20-krotnie) i matowieje pochłaniając energię cieplną wytwarzaną przez ogień. Podczas dalszego działania ognia następuje powolny rozkład przekładki i ciepło jest przekazywane do następnej warstwy, która zaczyna reagować. Proces powtarza się przy każdej warstwie, aż szkło i przekładki zostają całkowicie zużyte. Zwykle przekładki żelowe muszą być chronione przed promieniami UV oraz wilgocią, nie mogą być też narażone na działanie zarówno zbyt niskiej jak i zbyt wysokiej temperatury - (większość producentów podaje bardzo mały zakres stabilności od –20 do +40C, chociaż stosowany jest już żel stabilny nawet w +80oC i w –50oC). Należy stosować podkładki mocujące z twardego drewna lub jego odpowiednika o twardości wg skali Shore’a A75 aby nie uszkodzić krawędzi szkła i taśmy aluminiowej zabezpieczającej żel przed działaniem wilgoci. Ze względu na użyty żel szyby należy chronić przed działaniem kwasów i silnych rozpuszczalników (np. do uszczelniania należy używać silikonu neutralnego). Szkło wielowarstwowe zapewnia przejrzystość zbliżoną do tej, jaką ma szkło float tej samej grubości. Przekładki zwiększają jego izolacyjność akustyczną, a także powodują, że staje się szkłem bezpiecznym. Przy jego pękaniu odłamki szyby trzymają się leżącej wewnątrz warstwy żelu – nie powstają więc luźne odpryski o ostrych krawędziach (np. 10-milimetrowe szkło warstwowe jednego z producentów przeszło już pomyślnie badania i zostało zaliczone do szkieł bezpiecznych).
Może też być poddawane dalszej obróbce:
- laminowaniu – występuje wtedy w zestawach o zwiększonej izolacyjności akustycznej albo wzmocnionych szkłem antywłamaniowym lub kuloodpornym (folia PVB ułożona od strony zewnętrznej zabezpiecza też żel przed promieniowaniem UV);
- zespalaniu z wieloma rodzajami szkła: ze szkłem niskoemisyjnym (w celu zwiększenia izolacyjności termicznej - można np. otrzymać U=1,1 W/m2K), refleksyjnym, strukturalnym, pokrytym sitodrukiem, barwionym w masie (należy jednak podkreślić, że szkła charakteryzujące się dużą absorpcyjnością, szczególnie na elewacjach południowych mogą się nagrzewać do wysokich temperatur, co może zagrażać stabilności żelu). Obowiązujące obecnie w Polsce przepisy wymagają, aby szyby zespolone miały certyfikat na znak bezpieczeństwa B
- piaskowaniu (brak przejrzystości można też otrzymać przez naklejenie mlecznej folii lub zespolenie z szybą ornamentową)
- cięciu - niektóre firmy oferują szkło w dowolnych kształtach: prostokątnych, ostrokątnych lub krzywoliniowych.
- Z żelem w grubej warstwie, które składają się z szyb oddzielonych komorami szer. ok. 5 mm wypełnionymi przezroczystym wodnistym żelem, reagującym na temperaturę, co pozwala na absorpcję energii cieplnej emitowanej przez ogień. W czasie pożaru żel pęcznieje , wytwarzając ściankę izolacyjną – stanowiącą nieprzepuszczalny ekran cieplny. Żel ten nie jest wrażliwy na promieniowanie UV i działanie wilgoci, ale jest stabilny w określonym zakresie temperatur (od –15 do + 45oC). Uzyskiwane w ten sposób szkło ognioochronne może być łączone w zestawy przez laminowanie lub zespalanie z różnymi innymi gatunkami szkła (może być stosowane również ze szkłem giętym). Poza przeciwpożarowymi, spełnia ono również dodatkowe wymagania dotyczące: bezpieczeństwa, statyki, kontroli termicznej, odporności na atak, redukcji hałasu itp.
Materiały konstrukcji przegród – przykłady systemów
- Stal – w najbardziej znanych systemach przegród przeciwpożarowych stosowane są profile stalowe o dużej sztywności, dającej możliwość wykonania lekkiej i smukłej konstrukcji o dużych rozpiętościach bez dodatkowych konstrukcji wsporczych. Wychodzi to naprzeciw potrzebom współczesnej architektury, zmierzającej do zminimalizowania konstrukcji nośnej przy maksymalizacji naświetlenia. Niższa rozszerzalność termiczna stali w porównaniu z aluminium wpływa na ograniczenie odkształceń termicznych konstrukcji, natomiast wyższa temperatura topnienia i gorsze przewodzenie ciepła są dodatkową zaletą w stosowaniu stali w przegrodach przeciwpożarowych
JANSEN (przedstawiciel KÖNIG STAHL) – zasadnicze elementy wykonane ze stali zwykłej lub nierdzewnej mogą być skręcane (łatwość montażu) lub spawane (duża sztywność i trwałość połączenia, szczególnie ważna w drzwiach i konstrukcjach słupowo-ryglowych o dużych rozpiętościach).
Wyróżniamy dwa systemy:
- JANSEN ECONOMY (aprobata AT-15-2777/2000), z profili stalowych bez izolacji termicznej, przeznaczony do wykonywania drzwi i ścianek przeciwpożarowych. Klasy odporności E30 i E60, dla przegród stałych również E120. Dostępne są też drzwi dymoszczelne, zachowujące szczelność przez 30 lub 60 minut; uszczelnienie ich progu uzyskuje się dzięki uszczelce gumowej lub automatycznej listwie opadającej
- JANISOL o konstrukcji z profili izolowanych termicznie. Współczynnik przenikania ciepła U=2,0-2,8 W/m2K. Wewnątrz profili umieszczone są wkładki izolacyjne z gipsu. Izolacyjność dodatkowo zwiększają ognioodporne uszczelki pęczniejące.
Odmiana JANISOL 2 (aprobata AT-15-2072/98) oferowana jest w klasach EI 15, EI 30 lub E30 i E60. Dostępne są też drzwi dymoszczelne w klasie EI 30 S60.
Odmiana JANISOL 3 (aprobata AT-15-3419/2001) ścianki i drzwi oferowana są w klasie EI 60, a przegrody stałe dodatkowo EI60/E120. Drzwi mogą być również dymoszczelne – klasa EI 60 S 60. Do zamocowania szkła ognioodpornego służą listwy przyszybowe - szkło nie może bezpośrednio dotykać elementów metalowych więc bezpośrednio przy szybie układana jest uszczelka z włókien ceramicznych
PROMAT – ścianka PROMAGLAS SYSTEMCONSTRUCTION (aprobaty AT-15-4106/2000, AT-15-4107/2000) - zasadnicze elementy wykonane ze profili stalowych ogólnie dostępnych w handlu. Łatwy montaż dzięki możliwości prefabrykacji i skręcania poszczególnych elementów. Dostępne w klasach EI30 i EI60. Jest również ścianka całoszklana, składająca się z tafli szkła ognioochronnego ujętych w profile zamontowane przy podłodze i suficie pomieszczenia. Ścianka może mieć maksymalną wysokość 2,70 m i nieograniczoną długość (składa się z tafli o szerokości 1,20 m przedzielonych fugami wypełnionymi silikonem – może mieć klasę EI30 lub EI60 wg badań austriackich).
Odmianą tego systemu jest ścianka z taflami z fugami poziomymi (tafle szer. 3,63 m i wys. 1,20 m) również wypełnionymi silikonem. Ścianka może mieć maksymalną wysokość 3,63 m, tafle zamocowane są w ścianach i stalowych profilach pionowych za pomocą ciągłych listew (klasa EI 30 lub EI 60) lub mocowaniem punktowym (klasa EI30).
FORSTER (przedstawiciel REYNAERS) – system FORSTER FUEGO LIGHT (aprobata AT-15-5202/2001) wykorzystuje profile ze stali zwykłej lub nierdzewnej do wykonywania drzwi (jedno- i dwuskrzydłowych) i scianek ogniood- pornych w klasach EI 30 i EI 60. Drzwi moga tez zapewnic dymoszczelnosc w ciagu 30 minut. Dostepny jest system FORSTER THERMIX VARIO do wykonywania fasad słupowo- ryglowych w klasie EI 30
ESCO – system ESCO-WIC (aprobata AT-15-4365/2001) umozliwiajacy wykonanie drzwi i scianek przeciwpozarowych z profili ze stali zwyk- łej lub stali nierdzewnej, kwasoodpornej, w klasach EI 15, EI 30, E 30. System Presto (aprobataAT-15- 5222/2002) pozwala na wykorzystanie profili ze stali zwykłej i nierdzewnej do wykonywania drzwi (jedno- i dwuskrzydłowych) i scianek działowych dymoszczelnych w klasie S60. Szklenie „na sucho” uszczelkami chloroprenowymi.
- Aluminium – profile aluminiowe są często używane do konstrukcji przegród chroniących przed ogniem. Są to systemy, w których elementy łączy się głównie za pomocą skręcania – niektóre z nich mogą być więc montowane na miejscu budowy. Przykręcane są również zawiasy, z możliwością regulacji w trzech kierunkach. Zapewnia to korektę ewentualnych błędów montażowych nawet w czasie eksploatacji
ABS – oferuje dwa systemy zaprojektowane z przeznaczaniem do wykonywania przegród przeciwpożarowych:
- ABS STANDARD (aprobaty AT-15-4129/2000, AT-15-4130/2000) o szerokości profili aluminiowych od 55 do 200 mm (ta ostatnia stosowana jest w drzwiach aby zwiększyć odporność na uszkodzenia mechaniczne). Różną odporność ogniową poszczególnych odmian systemu uzyskuje się dodając wkładki mineralne w komorach i zwiększając głębokość profili. Dostępne są w klasach EI 30 i EI60 (system o klasie odporności EI 120 przeszedł już w Polsce pozytywnie badania ogniowe). Szerokość profili jest zachowywana, aby ujednolicić wygląd w wypadku, gdy w dużych konstrukcjach różne obszary przegród wymagają różnej odporności na ogień – łączenia tych fragmentów są prawie niewidoczne. Cechą charakterystyczną są tzw. nakładki na zasadnicze profile, które zapewniają spełnianie wzorniczych wymagań architektów i możliwość łatwych zmian kolorystyki nawet w czasie eksploatacji (jeden rodzaj nakładki jest zastępowany innym). Nakładki mogą być wykonane z aluminium anodowanego lub lakierowanego (również lakier imitujący drewno) albo ze stali nierdzewnej. System umożliwia bardzo łatwą i tanią rearanżację pomieszczeń np. w przypadku zmiany ich właściciela. Do uszczelniania przestrzeni między szybą a listwą przyszybową służy silikon ognioodporny lub uszczelka z EPDM (z dodatkiem środków obniżających palność – jest przez to mniej elastyczna od zwykłego EPDM, ujawnia się to szczególnie w niższych temperaturach)
- ABS DESIGN - system całoszklanych ścianek przeciwpożarowych z drzwiami wahadłowymi. Ścianki składają się z modułów otrzymanych przez zespolenie szkła niewidocznymi z zewnątrz łącznikami. Drzwi wahadłowe mają ościeżnicę całkowicie schowaną w ścianie i pochwyty zamiast klamek. Ich zastosowanie daje możliwość prowadzenia ewakuacji w obydwu kierunkach. Dostępne są w klasach EI30 i EI60. Drzwi mają dodatkowo gumowe uszczelki dymoszczelne. Ścianki i skrzydła drzwi mają budowę sandwichową symetryczną: zewnętrzne tafle wykonane są ze szkła hartowanego, brzegi tafli zewnętrznych są emaliowane (kolor do wyboru), zasłaniając metalową konstrukcję nośną łączącą wewnętrzne tafle szkła ognioochronnego
SAPA – system SFB 2074/3074 (aprobata AT-15-4345/2002) będący adaptacją tzw. systemu ciepłego – zapewnia bezproblemowe łączenie obydwu systemów nawet na jednej elewacji (gdy jej fragmenty wymagają większej odporności na ogień). Różnice są optycznie niewidoczne i otrzymujemy jednolitą płaszczyznę fasady. Możliwe jest też szerokie wykorzystanie elementów popularnego systemu. Drzwi i ścianki, w zależności od wersji, dostępne są w klasach EI30, E60/EI45, EI60. Zwiększenie odporności na ogień jest możliwe głównie dzięki tzw. klipsom usztywniającym i wkładkom mineralnym wsuwanym w komory profili. Tak jak wielu innych systemach zastosowano uszczelkę pęczniejącą pod wpływem wysokich temperatur. W temp ok. 300oC zwiększa ona objętość nawet dwudziestokrotnie, polepszając izolacyjność przegrody. W drzwiach dodawane są specjalne bolce, które zapobiegają zbytnim ich odkształceniom w czasie pożaru (dodatkowo zwiększają odporność na włamanie), utrzymują drzwi w płaszczyźnie ściany nawet po „przepaleniu się” zawiasów.
Dostępny jest też system SFB 2074/3074 (aprobata AT-15-3496/99) z profilami aluminiowymi bez izolacji termicznej – w klasach E30, E30/EI15, EI30.
- Drewno – które wbrew utartym opiniom bardzo dobrze zachowuje swoje parametry konstrukcyjne w warunkach pożaru
MERCOR – system MCR E30 umożliwia wykonanie ścianek o klasie odporności ogniowej E30. Ramy ścianek wykonane są twardego drewna o przekroju 50x75 mm. Mogą być wykończone okleiną naturalną (dębową, bukową, jesionową, mahoniową) lub malowane lazurami, bejcami lub farbami kryjącymi na dowolny kolor z palety RAL. Do zamontowania szkła wykorzystano specjalne profile mocujące, które osłania się drewnianymi ramkami (najlepiej jak tabelka zmieści się cała na jednej stronie)
Porównanie cech szkieł ognioochronnych (do szklenia wewnętrznego) różnych producentów
Produkt Klasa Struktura Grubość [mm] Ciężar [kg/m2] Transmisja światła Lt [%] Redukcja dźwięku Rw [dB] Izolacyjność termiczna U [W/m2K] Maksymalne wymiary testowane szer/wys [mm] Uwagi dotyczące szkła
GLAVERBEL
PYROBELite® 7 E 30 warstwowa 7 17 88 35 5,7 1200/2000
PYROBE® 8 EI 15 warstwowa 8 ~17 ~88 ~35 ~5,7 1200/2000
PYROBEL® 12 EI 30 warstwowa 12 27 86 38 5,4 1200/2300
PYROBEL® 17 EI 30 warstwowa 16 40 84 39 5,2 1400/2700
PYROBEL® 21 EI 60 warstwowa 21 47 83 41 5,2 1200/2300
PYROBEL® 25 EI 60 warstwowa 25 60 82 42 5 1400/2700
PYROBEL® 37 EI 90 warstwowa 37 80 81 43 4,9 1000/2200
PYROBEL® 52 EI 120 warstwowa 52 120 69 46 4,8 1100/2100
VETROTECH SAINT-GOBAIN GLASS
SGG FIVESTAR®E30 E 30 monolityczna 5 12,5 89 28 5,8 1250/1650 hartowane
SGG PYROSWISS®E30 E 30 monolityczna 6-19 89-80 32-39 5,8 2000/4000 hartowane
SGG PYROSWISS®EXTRA E60/E120 E 60/E 120 monolityczna 6 16 90 32 5,8 1360/3300 hartowane borokrzemowe
SGG VETROFLAM® EW 30
SGG SWISSFLAM®LITE EW 60
SGG SWISSFLAM ®EI30 EI 30 warstwowa 16 34 84 41 5,4 1900/3100
SGG SWISSFLAM ®EI60 EI 60 warstwowa 25 52 82 43 5,2 1900/3100
SGG CONTRAFLAM®EI30 EI 30 warstwowa 16 34 85 41 4,8 2100/3300 hartowane
SGG CONTRAFLAM®EI60 EI 60 warstwowa 23 48 83 42 4,4 2200/3500 hartowane
SGGCONTRAFLAM®EI120 EI120 warstwowa hartowane
PILKINGTON
Pilkington PyroshieldTM Clear E 60 monolityczna 6 16,6 77 32 5,7 1980/3300 walcowane zbrojone, polerowane
Pilkington PyroshieldTM Texture E 60 monolityczna 7 16,7 77 32 5,7 1980/3700 walcowane zbrojone, ornamentowe
Pilkington PyroshieldTM Safety Clear E 120 monolityczna 6 16,6 77 32 5,7 1980/3300 walcowane zbrojone, polerowane
Pilkington PyroshieldTM Safety Texture E 120 monolityczna 7 16,7 77 32 5,7 1980/3700 walcowane zbrojone, ornamentowe
Pilkington PyrodurTM 30-100 E 30 warstwowa 7 17 88 33 5,6 1200/2400
Pilkington PyrodurTM 30-103 E 30/EI15 warstwowa 9 21 88 34 5,5 1200/2400
Pilkington PyrodurTM 60-10 E 60/EI15 warstwowa 10 24 88 35 5,5 1200/2000
Pilkington PyrostopTM 30-10 EI 30/E45 warstwowa 15 37 85 38 5,2 1400/2400
Pilkington PyrostopTM 60-101 EI 60 warstwowa 23 53 88 40 5,0 1400/2400
Pilkington PyrostopTM 90-101 EI 90 warstwowa 37 86 85 44 4,4 1400/2300
Pilkington PyrostopTM 120-102 EI 120 zespolona 43 99 85 44 4,3 1050/2000
SCHOTT
PYRAN S E 30-E 120 monolityczna 5,6,8,10,12 11,7;14,1;18,8;23,5;28,2 92-91 30;31;33;34;35 5,8 1600/3000 hartowane, borokrzemowe
PYRANOWA STANDARD EI 30 warstwowa 16,5 ±1,5 36 85 43 1500/2500
PYRANOWA PLUS EI 60/ E120 warstwowa 16,5 ±1,5 36 83 43 1500/2500 tafle zewnętrzne borokrzemowe wewnętrzne wapniowo-sodowe
PROMAT
PROMAGLAS®15 E 30 warstwowa 7 17 88 35 5,7 1400/2300
PROMAGLAS®30 EI 30 warstwowa 17 40 85 40 5,2 1500/2700
PROMAGLAS®60 EI 60 warstwowa 21 47 83 41 5,2 1400/2300
PROMAGLAS®60 EI 60 warstwowa 25 60 82 42 5,0 1400/2300
PROMAGLAS®90 EI 90 warstwowa 37 83 80 44 4,9 1400/2600
PROMAGLAS®90 EI 90 warstwowa 43 100 77 45 4,7 1200/2300
Krzysztof Zieliński
Na podstawie materiałów informacyjnych wymienionych wyżej firm
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 9/2003
