Zagadnienie pożarów w domach z drewna

Wykład John’a Goodricka, amerykańskiego wykładowcy podczas seminarium organizowanego przez Amerykańsko-Polski Instytut Budownictwa w roku 1996.

Pomimo upływu lat, dla nas wciąż aktualny.

 

WZGLĘDY STRUKTURALNE I OPCJE DOTYCZĄCE MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

Chciałbym z Państwem omówić kilka powiązanych ze sobą zagadnień. Na pewno wszyscy Państwo wiedzą, na jak wielką wariantowość pozwala budowanie z drewna. Konstrukcja drewniana pozwala na istnienie ścian pustych od środka. Ściany takie umożliwiają z kolei zakładanie w naszych domach dobrej izolacji cieplnej i bardzo łatwe instalowanie instalacji elektrycznych, ogrzewczych i hydraulicznych. Jesteśmy w stanie pokryć nasze domy różnorakimi produktami – drewnem, cegłą, ozdobnym tynkiem – dostosowując się dzięki nim z łatwością do wielu różnych stylów architektonicznych. Dodatkowe zalety tej technologii polegają na tym, że mamy do dyspozycji dobrze sprawdzone metody i materiały. Mamy dobrze rozwinięty i wysoce elastyczny (wielowariantowy) system budownictwa.

System nasz ma kilka aspektów, które należy zrozumieć jeśli się chce skorzystać z wszystkich jego zalet. Jest to system składający się z materiałów i metod montowania lub składania tych materiałów. System ten ma postać opublikowanych i łatwo dostępnych skodyfikownych przepisów i standardów [norm]. Dokumenty te mają moc prawną, ale spisywane są przez zawodowców z branży budowlanej.

Czuję się w tym momencie zmuszony przerwać tok swojej wypowiedzi, aby przeprosić Państwa za to, jak skomplikowany jest amerykański system polityczny. Mamy [w U.S. A.] pięćdziesiąt stanów oraz tysiące hrabstw [nazywanych przez niektóre osoby powiatami] i miast. Prawo do wprowadzania w życie przepisów budowlanych przysługuje wszystkim stanom, a także wszystkim hrabstwom i miastom. Nie posiada takich uprawnień rząd federalny.

W celu wyeliminowania chaosu, którego byliśmy kiedyś świadkami, zawodowcy z naszej branży, przejęci ówczesnym stanem spraw, stworzyli wiele różnych stowarzyszeń. Organizacje te z biegiem czasu skonsolidowały się i w ten sposób powstały trzy stowarzyszenia kodeksowe, z którymi mamy do czynienia dzisiaj. Te trzy stowarzyszenia utworzyły Amerykańską Radę Oficjalnych Rzeczoznawców Budowlanych (Council of American Building Officials), w skrócie CABO, która ogłosiła Kodeks Przepisów Dotyczących Domów Jednorodzinnych i Dwurodzinnych (One and Two Family Dwelling Code), który obowiązuje obecnie na terenie wielu miast, hrabstw i stanów. Tak samo ważny dla gospodarki narodowej jest zbiór norm i zatwierdzonych metod testowania, dzięki którym nasz rynek jest w stanie zaopatrywać nas w sprawdzone materiały. Dzięki tym normom i metodom testowania oferowane na rynku materiały posiadają niezmiennie wysoki poziom jakości, a ich parametry funkcjonowania są przewidywalne, bo zostały już wcześniej wykazane. Równie ważne są nasze stowarzyszenia zawodowe i branżowe (podobne do Polskiego Stowarzyszenia Budowniczych Domów). Są to organizacje zainteresowane tym, żeby budowane były dobre domy. Nie można tu nie wspomnieć o naszej branży ubezpieczeniowej, która zawsze szuka metod na zmniejszenie swoich zobowiązań finansowych spowodowanych pożarami, zniszczeniami wodnymi lub nieprawidłowymi technikami budowlanymi.

Innym źródłem temperatury są źle zainstalowane kominki i kominy. Pozwólcie, że zacytuję rozdział dziesiąty kodeksu budowlanego CABO (Amerykańskiej Rady Oficjalnych Rzeczoznawców Budowlanych, ang. Council of American Building Officials) traktujący o instalacji kominków. „Nie wolno umieszczać drewna lub palnego obramowania w odległości mniejszej niż 51 mm od zewnętrznej powierzchni czołowej kominka murowanego oraz w odległości nie mniejszej niż 153 mm od bocznej powierzchni najbliższej obudowy kanału dymowego. Szkielet konstrukcyjny z drewna lub inne palne materiały nie będą umieszczane w odległości mniejszej niż 51 mm od tylnej ściany kominka murowanego. Stolarka lub inne palne materiały nie będą umieszczane w odległości mniejszej niż 153 mm od otworu kominka. Materiały palne w obrębie 305 mm od otworu kominka nie powinny wystawać na więcej niż 3 mm na każde 2,5 mm odległości od takiego otworu.” W odniesieniu do dna paleniska wymaga się od nas co następuje: „Wypusty dna paleniska powinny wychodzić co najmniej 40 cm do przodu oraz co najmniej 20 cm poza każdą stronę otworu kominka. Tam gdzie otwór kominka wynosi 0,55 metra kwadratowego łub więcej, wypusty dna paleniska powinny wychodzić na co najmniej 50 cm z przodu oraz co najmniej 30 cm poza każdą stronę otworu kominka.”

Innym ważnym źródłem temperatury, na które jako budowniczowie możemy wpłynąć, jest kuchnia. Musimy dopilnować, żeby został tam zainstalowany system wentylacyjny, który może być łatwo czyszczony. Musimy zaprojektować unikanie nagromadzania się tłuszczu w systemie kanałów wentylacyjnych. Wewnętrzna ściana każdego kanału wentylacyjnego powinna być gładka, szczególnie w przypadku kanałów od okapu kuchennego oraz suszarki do ubrań. Wszelkie występy w kanale mogą gromadzić paliwo do pożaru.

PhotoScan-1-2     PhotoScan-1-3     PhotoScan-1-4

Zastawki ogniowe wokół komina

Teraz skupmy naszą uwagę na paliwie. Musimy jasno zgodzić się z tym, że drewno jest doskonałym paliwem dla pożaru. Musi być ono chronione. Powszechnym sposobem ochrony drewna przed pożarem jest nałożenie ściennej płyty gipsowej. Kiedy myślimy o ściennej płycie gipsowej przede wszystkim jako o sposobie ochrony przeciwpożarowej, a nie po prostu jako o sposobie pokrycia ścian, to wtedy natychmiast uznajemy, jak ważne jest jej właściwe zamontowanie. Maksymalna odległość pomiędzy gwoździami mocującymi płytę gipsową do szkieletu wynosi 17 cm. Jeśli stosowane są wkręty, odległość pomiędzy wkrętami wynosi 30 cm. Kiedy nałożony został klej na szkielet przed umocowaniem gwoździami łub wkrętami, to wtedy odległość pomiędzy nimi wynosić ma 40 cm. Elementy mocujące rozmieszcza się tak gęsto po to, żeby nie dopuścić do zwalenia się gipsowej płyty ściennej w przypadku pożaru, a tym samym pozostawienia konstrukcji drewnianej bez ochrony. Pożar osłabia gipsową płytę ścienną, ponieważ nie jest ona zaprojektowana tak, aby wytrzymać ciągłą wysoką temperaturę towarzyszącą pożarowi. Co więcej, kiedy na płomienie zostaje skierowana woda, dochodzi do wytworzenia się pary wodnej i ta para oraz ciepło zwiększają ciśnienie wewnątrz budynku, wpychają wilgoć w gipsowe płyty ścienne i powodują ich dalsze osłabienie. W celu zapewnienia dodatkowej ochrony, opracowano ognioodporną płytę ścienną do stosowania w miejscach o krytycznym znaczeniu, jak np. w garażach oraz oddzieleniach pomiędzy mieszkaniami.

Musimy wspomnieć o drewnie impregnowanym środkiem ogniouodporniającym. Jeśli chcemy uzyskać drewno o klasyfikacji drewna impregnowanego środkiem ogniouodporniającym, impregnacja musi sprowadzić wskaźnik rozprzestrzeniania się płomienia do wartości poniżej 25. Wskaźnikiem rozprzestrzeniania się płomienia jest ilość czasu, jaką zabiera płomieniom przejście przez powierzchnię płonącego materiału. Jest to wartość względna. Beton ma wartość 0, dąb czerwony ma 25, a wiele rodzajów drewna ma ponad 150. Jest to skuteczne, ale kosztowne. Kiedy kluczowe elementy konstrukcyjne, takie jak belki lub sklejka, zostały zaimpregnowane przeciwpożarowo, zawsze zażądaj od dostawcy zaświadczenie o charakterystyce wytrzymałości konstrukcyjnej i korzystaj z tych zaleceń. Wszelkie oryginalne badania materiałów dokonywane jest na wyrobach nieimpregnowanych.

Wspomniałem już, że musimy unikać nadmiernego ciepła oraz że musimy chronić paliwo przed tym ciepłem. Tlen, to inna sprawa – jest wszędzie i nie znam żadnego sposobu na to, aby trzymać tlen poza budynkiem i z dala od ewentualnego pożaru. Chciałbym tu wspomnieć o mało znanym fakcie. Wewnątrz drewna nie ma tlenu, który mógłby podsycać ogień. Łatwo jest zapalić mały kawałek drewna, ale im większy jest ten kawał drewna, tym trudniej jest go spalić.

Z tego też powodu w pożarze duża drewniana belka, albo z litego drewna albo spreparowana z drewna, zachowuje się lepiej niż belka stalowa. Belka stalowa traci swoją wytrzymałość w temperaturze około 315 stopni Celsjusza, podczas gdy belka drewniana dalej spełnia swoją funkcję. Zwęglenie lub opalenie kilku milimetrów belki drewnianej zapewnia izolację przeciwko dalszemu uszkodzeniu.

Wszyscy wiemy o tym, że ciepło unosi się. Nie chcemy, żeby dochodziło do rozprzestrzeniania się pożaru w ukrytych wnękach. Ukryte wnęki to te, które są zamknięte. Przykładowo przestrzeń pod schodami po zamocowaniu dowolnego pokrycia lub też wyjątkowo wysokie ściany, które zostały pokryte. Jak już pożar się zaczął, to te zamknięte przestrzenie zachowują się w dość podobny sposób jak komin od kominka. Chcemy budować nasze domy pamiętając o tym, szczególnie kiedy instalujemy schody. Do schodów przywiązuje się tak wielką wagę z dwóch bardzo prostych powodów. Sypialnie zazwyczaj znajdują się na wyższej kondygnacji domu. Jeśli ludzie śpią, nie zauważą pożaru natychmiast, a jak go już zauważą, to schody mogą być spalone w stopniu uniemożliwiającym bezpieczną ucieczkę. Po drugie strażacy będą chcieli skorzystać ze schodów, aby wejść na górę do sypialni w poszukiwaniu będących wciąż w domu osób, szczególnie małych i przestraszonych dzieci, aby wyprowadzić lub wynieść je bezpiecznie na zewnątrz. Istnieją dwa łatwe sposoby uchronienia klatki schodowej przed pożarem. Po pierwsze należy podzielić długą ukrytą przestrzeń pomiędzy konstrukcją schodów a ich pokryciem na kilka części tak, aby nie mogły one funkcjonować jak naturalny komin. Nazywamy to przegrodą ogniową. Po drugie należy zamocować dodatkową warstwę płyty gipsowej. Po trzecie nie należy używać przestrzeni pod schodami do przechowywania niebezpiecznych materiałów.

Przegrody ogniowe są niezwykle ważną częścią każdego budynku. Służą one nie do gaszenia lub powstrzymania pożaru, lecz do niedopuszczania do rozprzestrzeniania się płomieni z jednego miejsca lub’ elementu konstrukcyjnego budynku na następny. Jest to bardzo proste i logiczne. Chciałbym odwołać się do wspomnianego już kodeksu CABO i przedstawić pewne ilustracje dla lepszego wytłumaczenia, gdzie i jak przegrody ogniowe mogą zostać tworzone.

PhotoScan2-1

Zastawki ogniowe w konstrukcji budynku – konstrukcji platformowej i konstrukcji balonowej

 

602.7 WYMAGANA PRZEGRODA OGNIOWA

Przegrody ogniowe będą tworzone w celu odcięcia wszelkich ukrytych otworów powodujących ciąg (zarówno pionowych, jak i poziomych) oraz w celu stworzenia skutecznej bariery ogniowej pomiędzy kondygnacjami oraz pomiędzy kondygnacją szczytową a przestrzenią dachu. Przegrody ogniowe będą tworzone w konstrukcjach ze szkieletem drewnianym w następujących miejscach.

  1. W ukrytych przestrzeniach ścian szkieletowych i działowych, włączając w to przestrzenie wsparte, na poziomie sufitu i podłogi.
  2. We wszystkich połączeniach pomiędzy pionowymi i poziomymi przestrzeniami ukrytymi jak np. w podsufitkach, sufitach opuszczanych, sufitach wklęsłych.
  3. W ukrytych przestrzeniach pomiędzy belkami policzkowymi schodów na górze i dole ich biegu.
  4. Przy otworach wokół wlotów, kanałów wentylacyjnych, kominów i kominków na poziomie sufitu i podłogi przy zastosowaniu materiałów niepalnych.

602.7.1 Materiały

Za wyjątkiem punktu 4 powyżej, przegrody ogniowe powinny składać się z dwucalowej (51 mm) tarcicy nominalnej lub dwóch warstw jednocalowej (25 mm) tarcicy nominalnej z rozbitym połączeniem zakładkowym, lub z pojedynczej warstwy drewnianej płyty konstrukcyjnej o grubości 23/32 cala (18 mm) z fugami wzmocnionymi przez drewniane płyty konstrukcyjne o grubości 23/32 cała (18 mm), albo z pojedynczej warstwy 3/4 calowej (19 mm) płyty wiórowej z fugami wzmocnionymi przez 3/4 calową (19 mm) płytę wiórową, 1/2 calową (12 mm) płytę gipsową lub 1/4 calową (6 mm) płytę pilśniową z domieszką cementu.

602.7.1 Niepowlekane włókno szklane

Niepowlekane kulki z włókna szklanego stosowane jako przegroda ogniowa powinny wypełniać cały przekrój wnęki ściennej do minimalnej wysokości 16 cali (40 cm) mierząc w pionie. W przypadku napotkania na rury, przewody lub podobne przeszkody, izolacja powinna ściśle uszczelniać wokoło takiej przeszkody.
PhotoScan-1-1

Zastawki ogniowe w miejscu przejścia instalacji przez konstrukcję

602.7.1.2 Spójność przegrody ogniowej

Spójność (całkowitość) wszystkich przegród ogniowych powinna zostać utrzymana.

W dodatku do powyższych wymogów wielu budowniczych oferujących domy wysokiej jakości tworzy blokady pomiędzy słupkami w każdej ścianie mającej powyżej 250 cm wysokości. Powód jest taki, że blokady takie nie dopuszczają do tego, żeby puste przestrzenie wewnątrz ścian działały jak komin w wypadku pożaru. Blokady tego typu mogą zostać tworzone na poziomie 250 cm lub tam, gdzie skutecznie dzielą one przestrzeń na odcinki o wysokości poniżej 250 cm oraz tam, gdzie blokada może służyć jako podłoże dla zewnętrznego poszycia lub wewnętrznych gipsowych płyt ściennych.

Celem przegród.ogniowych lub ognioodpornych gipsowych płyt ściennych nie jest całkowite powstrzymanie pożaru. Ich celem jest spowolnienie rozprzestrzeniania się płomieni oraz zapewnienie ochrony konstrukcji budowlanej po to, aby podczas pożaru konstrukcja ta nie zawaliła się pod wpływem obciążenia, na które projekt domu pozwalał. Ilość czasu jaką ma zapewnić wbudowana ochrona przeciwpożarowa jest różna w zależności od miejsca w obrębie budynku oraz w zależności od rodzaju budynku. Właściwy projekt zapewnia dostateczną ilość czasu, aby odkryć pożar, wezwać strażaków, ewakuować budynek oraz zdusić pożar zanim się on rozprzestrzeni.

Jeszcze jedna rzecz, którą my jako budowniczowie możemy zrobić dla podniesienia bezpieczeństwa przeciwpożarowego konstrukcji drewnianych to dopilnowanie, aby wszystkie sypialnie miały dostatecznie duże okna, przez które strażacy będą mogli wejść w rynsztunku pożarowym.

Żadna ze spraw, o których wspomniałem nie jest droga, a w istocie niektóre wymagają jedynie od nas, abyśmy pomyśleli zanim coś zbudujemy. Całe zagadnienie pożarów w budynkach drewnianych może stać się bardzo szczegółowe i złożone w odniesieniu do domów większych niż domy jednorodzinne i bliźniaki. Nie mam przygotowania, żeby o tym mówić i jeśli dojdzie do pytań na temat ochrony przeciwpożarowej w większych budynkach, to zalecałbym gorąco, abyście skontaktowali się ze specjalistą z tej dziedziny.

Opublikowano – sierpień 2016 r.

 

You may also like...

1 Response

  1. Paulina napisał(a):

    Bardzo ciekawy i wartościowy artykuł. Dowiedziałam się dzięki niemu wielu ciekawyvh rzeczy.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *