Ognioodporność DOMÓW SZKIELETOWYCH część 1

W ogólnie krążącej opinii domy z drewna posiadają bardzo mała odporność ogniową. Z góry jednak trzeba tę opinię zdecydowanie zakwestionować.

FILM: test materiałów izolacyjnych wypełniających ścianę DOMU SZKIELETOWEGO

Podstawowym składnikiem zwiększającym odporność ogniową konstrukcji szkieletowej jest poszycie płytą gipsowo-kartonową.


Gips w takiej płycie zawiera sporą ilość wody związanej krystalicznie, jak również wodę niezwiązaną, w zależności od wilgotności. Pod wpływem wzrastającej temperatury, zostaje odparowana woda niezwiązana, po czym następuje rozpad kryształów, uwolnienie i odparowanie wody krystalicznej. Wszystkie te procesy pochłaniają duże ilości ciepła, chroniąc wnętrze ściany bądź stropu przed gwałtownym wzrostem temperatury. Ochrona ta odbywa się kosztem płyty gipsowej, która traci wytrzymałość mechaniczną, kurczy się, pęka i w końcu odpada od szkieletu. Kurczenie się płyty okazuje się być znaczne, dochodzące do 10 % w przypadku płyty nie zamocowanej. 

W zwyczajnym wykorzystaniu, przy wystarczającej liczbie gwoździ lub wkrętów mocujących do szkieletu, w płycie występują liczne drobne pęknięcia, kompensujące kurczenie się i zapobiegają wczesnemu powstawaniu poważnych szczelin. Istotne jest więc przestrzeganie maksymalnych odległości pomiędzy wkrętami lub gwoździami. Ważna jest również ich penetracja w głąb drewnianych elementów szkieletu. Elementy te, podczas pożaru, ulegają zwęgleniu na sporą głębokość zanim poszycie gipsowe kompletnie odpadnie.

Badania kanadyjskie wykazały, że aby w pełni wykorzystać ochronę zapewnioną za sprawą płyty gipsowej, konieczna jest penetracja 25 do 32 mm w głąb drewna. Z powodu na kurczenie się poszycia gipsowo-kartonowego, zasadniczy jest również rozstaw pomiędzy elementami szkieletu, wyraźnie wyższą odporność ogniową uzyskuje się przy rozstawie 400 mm niż przy rozstawie 600 mm.

Dwa rodzaje płyty wykorzystywane są do poszycia przegród: zwykła i o podwyższonej odporności ogniowej, określana jako Typ X.

Płyta ta ma w sobie dodatkowe komponenty, głownie cięte włókno szklane, które gwarantuje większą stabilność w podwyższonej temperaturze, wyższą odporność na styku z główką gwoździa lub wkrętu i lepszą wytrzymałość na pękanie.

W przegrodach pionowych (ścianach) - im grubsza jest płyta, tym większa jest odporność ogniowa. W przegrodach poziomych (stropach) zależność ta nie jest bezdyskusyjna, ze względu na ciężar i naturalność odpadania osłabionej pożarem płyty. Aby uzyskać zwiększoną odporność ogniową, powinno się powiększyć gęstość elementów mocujących.

Wpływ izolacji cieplno-akustycznej

Wypełnienie szkieletu izolacją ma dość zaskakujący wpływ na odporność ogniową. Zdawać by się mogło, że powiększenie izolacyjności cieplnej przegrody powinno jednoznacznie podwyższyć jej odporność ogniową. Podczas gdy okazuje się, że

powstrzymanie strumienia ciepła przyspiesza wzrost temperatury warstwy bezpośrednio wystawionej na działanie pożaru. Jeżeli tą warstwą jest płyta gipsowo-kartonowa, to jej wyniszczenie jest przyspieszone i środek przegrody jest odsłonięty wcześniej na działanie ognia. Jeśli izolacją jest wata szklana, to zostaje ona stopiona i przestaje odgrywać jakakolwiek rolę (po uprzednim przyspieszeniu zniszczenia poszycia).

Jeżeli jest to wełna bazaltowa, lub inna o analogicznej temperaturze topnienia, to osłania ona wnętrze konstrukcji, nie chroniąc jednak „czołowych” powierzchni konstrukcji szkieletu.

Tak naprawdę izolacja może zmniejszyć lub zwiększyć odporność ogniową.

Jednakże dokładne oceny możliwe są wyłącznie na podstawie badań danej konstrukcji.

Materiał szkieletu

W północno-amerykańskiej praktyce, materiały szkieletu ograniczone są do drewna grubości 38 mm, profili z galwanizowanej blachy stalowej i dwuteowych belek składanych z elementów drewnianych i drewnopochodnych. Drewno ma zdecydowaną przewagę w porównaniu do ogniowej odporności elementów przenoszących obciążenie. Pomimo że ulega ono nadpaleniu i zwęgleniu, to utrzymuje ono zdolność do przenoszenia obciążeń do czasu aż przekrój nie zostanie znacznie zredukowany.

Nadpalenie i zwęglenie typowych elementów z drewna iglastego odbywa się w tempie 0,5 do 0,8 mm na minutę.

Poszycie drewnopochodne

W Ameryce Północnej stosuje się dwa rodzaje materiałów drewnopochodnych jako poszycie konstrukcji szkieletowych: sklejkę wodoodporną i płytę wiórową o ukierunkowanych włóknach (OSB). Oba te materiały wykazują podobną wytrzymałość mechaniczną i odporność na wilgoć w powszechnym użytkowaniu, mimo że płyta wiórowa budzi swym wyglądem mniej zaufania. Płyta wiórowa ma w sobie o wiele więcej kleju niż sklejka wodoodporna, jak również wosk (dla odporności na wilgoć), co sprawia wyzwolenie sporych ilości dymu przy spalaniu. Jednakże, pod względem odporności ogniowej, materiały te nie różnią się zbytnio od siebie.

W ścianach płyty drewnopochodne instaluje się od strony zewnętrznej (pod siding), jako zewnętrzne ograniczenie dla izolacji.

Montuje się je również jako wzmocnienie (usztywnienie ścian obciążonych siłami ścinającymi). W takich wypadkach mogą te płyty być montowane od wewnątrz i być zakryte płytą gipsowo-kartonową.

W konstrukcjach stropowych stanowią one górną warstwę zespoloną z belkami podłogowymi gwoźdźmi lub wkrętami, coraz częściej z użyciem kleju.

Zespół stropowy, za wyjątkiem niewykończonych piwnic, jest pokryty od spodu płytą gipsowo-kartonową. W pożarze konstrukcja stropu, ograniczająca pomieszczenie od góry, jest w dużym stopniu bardziej wystawiona na działanie ognia niż ta ograniczająca od dołu. Z tego powodu odporność ogniową stropów definiuje się przy ekspozycji od dołu. Oznacza to, że pokrycie płytą gipsowo-kartonową jest i w tym wypadku pierwszoplanową linią obrony przed ogniem.

Grubość słupków szkieletowych wynosi 38 mm, głębokość zaś nie jest sprecyzowana, gdyż nie ma ona fundamentalnego wpływu na odporność ogniową. Obciążenie ścian nośnych odpowiada obciążeniu obliczeniowemu ścian o danej głębokości słupka.

W Czechach został przeprowadzony ciekawy eksperyment z udziałem straży pożarnej. Podpalono jednocześnie dwa budynki jeden był murowany, wykonany w tradycyjnej technologii a drugi dom był wykonany w technologii szkieletowej. Ku ogólnemu zdziwieniu okazało się, że dom murowany spłonął szybciej niż dom drewniany wykonany w technologii szkieletowej.

Link do artykułu

Bądź z nami na bieżąco zapisz się na nasz Newsletter