Jak szkło wpływa na bezpieczeństwo pożarowe budynku w szkielecie drewnianym?

Intensywny rozwój budownictwa drewnianego, obserwowany w ostatnich latach w Polsce, jest doskonałym przykładem odpowiedzialności społecznej sektora budowlanego. Domy w szkielecie drewnianym cechuje szereg zalet – od wysokiej wytrzymałości mechanicznej i odporności na działanie ekstremalnych czynników atmosferycznych, przez energooszczędność, doskonałą izolacyjność termiczną i akustyczną, po przyjazność dla środowiska. Jednakże, wartą doprecyzowania kwestią jest odporność pożarowa drewnianych konstrukcji, bowiem powszechna świadomość, że są w stanie zapewnić ochronę przed ogniem, zdecydowanie zwiększa komfort i spokój użytkowników.

W tym celu, w sierpniu 2020 roku przy współpracy Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej oraz Instytutu Techniki Budowlanej, przeprowadzony został eksperyment, który potwierdza, iż technologie oparte na drewnie w połączeniu z wysokiej klasy materiałami budowlanymi są w stanie zadbać i o ten aspekt. Ważną rolę w zabezpieczeniu ogniowym budynku odgrywają okna z odpowiednio dobranymi przeszkleniami.

Jak powszechnie wiadomo, z ogniem nie ma żartów. Płomienie w krótkim czasie potrafią strawić  dorobek całego życia. Szkło to materiał wyjątkowo odporny i potrafi znieść bardzo wysokie temperatury – górną granicą jest 1000°C, czyli temperatura topnienia, jednakże wiele zależy od tego, jakie przeszklenie zostanie wykorzystane w oknach czy drzwiach danej inwestycji oraz jak będzie ono zamontowane. Bardziej wytrzymałe od pojedynczych tafli szkła typu float są zespolenia dwu- i trzykomorowe, w których szkło dłużej zachowuje szczelność. Natomiast najlepsze właściwości przeciwpożarowe wykazuje szkło hartowane ESG oraz laminowane VSG.

Poddanie tafli procesowi hartowania, czyli nagrzania do temperatury ok. 630°C, a następnie schłodzenia strumieniami sprężonego powietrza, zamyka naprężenia rozciągające w części w wewnętrznej szkła oraz ściskające w zewnętrznej. To działanie poprawia jego wytrzymałość oraz odporność na wysoką temperaturę i uszkodzenia mechaniczne. Szyby hartowane pękają termicznie przy gradiencie temperatur ok. 220 K, ale dłużej zachowują swoją integralność w przypadku działania ognia. Jeżeli dojdzie do uszkodzenia tafli, rozsypie się ona na drobne (ok. 0,5 cm2) i nieostre kawałki, które nie zranią użytkownika.

Szkło laminowane VSG powstaje w wyniku połączenia dwóch lub więcej tafli szkła za pomocą specjalnej folii PVB (jednej lub kilku warstw) umieszczonej między nimi. – Szkło laminowane charakteryzuje się wysoką wytrzymałością szczątkową, podwyższoną odpornością na włamanie i stłuczenie. Nie bez powodu więc zwane jest szkłem bezpiecznym – jego sforsowanie jest dość trudne ze względu na dużą nośność szczątkową. Nawet w przypadku ewentualnego rozbicia, kawałki szkła pozostaną przyklejone do folii – mówi Monika Naczeńska, Marketing Manager Saint-Gobain Building Glass. – Bezpieczne szkło laminowane, takie jak STADIP PROTECT czy STADIP PROTECT SILENCE, jest zgodne z obowiązującą w budynkach użyteczności publicznej i mieszkalnych normą PN-EN ISO 12543-2 „Szkło w budownictwie – Szkło laminowane i szkło bezpieczne laminowane – Część druga: Szkło bezpieczne laminowane”. Dlatego z powodzeniem możemy mówić, że wykorzystanie go w budownictwie znacząco podniesie bezpieczeństwo konstrukcji, w tym również pożarowe – zapewnia specjalistka.

Prawdziwym testem dla szkła był zrealizowany w sierpniu 2020 roku eksperyment pozwalający sprawdzić w warunkach polowych, tj. 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.

Scenariusze pożarowe przewidywały pożary o różnej mocy, kontrolowane zarówno przez paliwo, jak i dopływ tlenu, co pozwoliło na uwzględnienie różnych sytuacji spotykanych na co dzień w działaniach gaśniczo-ratowniczych, a więc: niewielki pożar w pomieszczeniu zamkniętym, pożar w pomieszczeniu dobrze wentylowanym czy w pełni rozwinięty pożar w pomieszczeniu, przy założeniu normowych wartości gęstości obciążenia ogniowego odpowiadających budynkom.

Scenariusz pierwszy zakładał symulację pożaru w  małym pomieszczeniu z założeniem, że sam ulegnie zagaszeniu. W przypadku podstawowego szkła typu float, gdy różnica temperatur w dwóch punktach jednej tafli przekroczyła 40 K, nastąpiło pęknięcie termiczne – pojawiły się charakterystyczne rysy, jednak ze względu na jego zespolenie w pakiet dwukomorowy, szkło zachowało swoją szczelność do czasu celowego rozbicia.

Scenariusz drugi zakładał symulację pożaru o większej mocy w średnim pomieszczeniu. W tym przypadku główną rolę odegrało szkło hartowane ESG. Jego większa wytrzymałość sprawiła, że cechy charakterystyczne dla pęknięć termicznych wystąpiły dopiero przy różnicy 220 K.

Ostatni scenariusz zakładał pożar o dużej mocy. Zastosowane zostało szkło laminowane VSG oraz hartowane ESG.

– Same folie PVB są wrażliwe na wysokie temperatury i już przy 70°C może dojść do delaminacji, czyli odklejenia się folii od szyby. Jednakże w przypadku pożaru szkło bezpieczne laminowane jest w stanie zapewnić ochronę przeciwpożarową przy znacznych temperaturach ze względu na dużą nośność szczątkową.

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

Dostarczanie bezpiecznych i wytrzymałych materiałów będących gwarancją najwyższych parametrów izolacyjnych, energetycznych oraz akustycznych, to dziś podstawa nowoczesnego, zrównoważonego budownictwa. Przebieg eksperymentu dowiódł niezwykle istotnej roli szczelności budynku – w jego trakcie konieczne było rozbicie okien, bowiem z powodu braku tlenu ogień we wnętrzu zaczął samoczynnie dogasać. Eksperyment potwierdził też, że z ogniem lepiej radzą sobie szyby hartowane, które wypadły dopiero po wypaleniu się ramy. Wynika to z większej odporności takiego szkła na miejscowe różnice temperatur.