Politechnika Warszawska
Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii
Kierunek: Budownictwo
Studia stacjonarne I stopnia

Bezpieczeństwo pożarowe
budynków

Zabezpieczenia ogniochronne.

dr inż. Wiktor Lasota

[e-mail]

Tel. kom. 0 600 46 00 54

Środki ogniochronne.

Na temat konstrukcyjnych zabezpieczeń ogniochronnych powiedziano
w wykładach IX, X i XI. Ten wykład ograniczy się jedynie do środków
ogniochronnych.

Wymaganą klasyfikację materiałów z uwagi na reakcję na ogień, w
zależności od miejsca ich zastosowania w budynku, regulują przepisy.
Przepisy te obejmują nie tylko materiały budowlane, lecz także
wyposażenie wnętrz.

Niektóre materiały i wyroby uzyskują odpowiednią klasę bez
konieczności stosowania specjalnych środków zabezpieczających.
Dotyczy to dużej grupy wykładzin podłogowych, które w procesie
produkcji są dostosowane do wymagań, a także okładzin ściennych.

Przykładowo okładziny z drewna o gęstości powyżej 800 kg/m³ i
grubości nie mniejszej niż 12 mm są trudno zapalne.

Podobnie duża grupa wyrobów z PCV jest trudno zapalna.

Inne wyroby uzyskują odpowiednią klasę na skutek dodania w
procesie produkcji tzw. antypirenów.

Niekiedy zachodzi potrzeba zapewnienia odpowiedniej klasy wyrobom
gotowym, co na ogół dotyczy różnego rodzaju zasłon i materiałów
drewnopochodnych.

Substancje używane do ochrony przed ogniem powinny:

- opóźnić moment zapalenia się materiału,

- zmniejszyć szybkość powierzchniowego rozprzestrzeniania się
płomienia,

- zmniejszyć intensywność palenia się materiałów.

Środkom ogniochronnym stawia się ponadto wymagania dodatkowe,
a mianowicie:

- muszą być nieszkodliwe dla ludzi i zwierząt,

- nie mogą wydzielać toksycznych substancji w normalnych
warunkach eksploatacji,

- podczas rozkładu termicznego w wysokiej temperaturze nie powinny
wydzielać substancji nadmiernie toksycznych,

- nie powinny zmieniać właściwości oraz barwy zaimpregnowanego
materiału,

- nie powinny powodować korozji stali (gwoździe, połączenia).

Najbardziej skutecznie elementy i konstrukcje drewniane zabezpiecza
się przed ogniem, impregnując wyroby te w trakcie procesu
produkcyjnego. Niejednokrotnie jednak zabezpieczenia wymagają
wyroby już gotowe lub nawet wbudowane w obiekt.

W takich przypadkach stosuje się następujące technologie:

- nasycanie drewna specjalnymi roztworami,

- pokrywanie wyrobu farbą lub lakierem,

- pokrywanie wyrobu warstwą materiału niepalnego.

Środki ogniochronne stosowane w celu lepszego zabezpieczenia
wyrobów pod względem reakcji na ogień można pogrupować
następująco:

1. Środki wytwarzające w wysokiej temperaturze gazowe powłoki
ochronne, z gazów niepalnych. Mają działanie inhibitujące palenie, są
zdolne do związania się ze strukturą polimeru i przekształcenia jej w
trudno zapalną. Są to związki amonowe, halogenowe (Br, Cl, F),
siarczany organiczne. W celu zwiększenia efektu halogenowego, łączy
się chlorowce z tlenkiem metalu, np. trójtlenkiem antymonu.

2. Środki hamujące wzrost temperatury cząstek lignocelulozowych,
dzięki pochłanianiu energii na przemiany fazowe, rozkładowi oraz
zdolności przechodzenia w temperaturze płomienia w niepalne formy
ciekłe, odcinające dopływ tlenu. Wytwarzają węglowe warstwy
ochronne oraz piany izolacyjne. Są to związki boru (kwas borowy,
boraks), polifosforany, pochodne fosforowe, kwas wolframowy,
spoiwa mineralne, np. tlenki molibdenu.

3. Środki łączące cechy obu wyżej podanych grup.
Są to fosforany amonu, polifosforany amonu, borany amonu,
połączenia fosforanów z mocznikiem, melaminą, biuretem itp.

4. Środki izolujące, a w tym:

- środki aktywizowane termicznie, które pod wpływem ciepła
pęcznieją, tworząc grubą, zwęgloną warstwę ochronną,

- powłoki barierowe, zawierające włókna mineralne, szkło
granulowane, kaolin lub inne materiały nieorganiczne, obniżające
strumień ciepła dopływający do powierzchni ochronnej.

Wszystkie te środki chronią przed spalaniem płomieniowym, głównie
drewno i materiały drewnopochodne poddane oddziaływaniom
termicznym o niewielkiej intensywności, odpowiadającym
początkowej fazie pożaru, tj. poziomom chwilowym, małych źródeł
ognia bądź pojedynczych płonących przedmiotów.

Środki te nie zapobiegają destrukcji drewna i materiałów
drewnopochodnych, jeżeli oddziaływania termiczne odpowiadają
rozwiniętej fazie pożaru, co więcej, niektóre środki zawierające np.
związki fosforowe, mogą je nawet przyspieszać.

Odrębną grupę stanowią izolacje z takich materiałów, jak płyty lub
natryski z wełny skalnej, płyty z wełny szklanej, płyty gipsowo-
kartonowe, wapienno-piaskowe itp.

Z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe są one stosowane aby
zwiększyć nośność konstrukcji w sytuacji pożarowej, ale jednocześnie
powodują ograniczenie strumienia ciepła docierającego do palnej
powierzchni, spełniając podobną rolę jak wcześniej wymienione
środki.

Drewno i materiały drewnopochodne oraz inne wyroby
lignocelulozowe zabezpiecza się przez nasycenie lub powlekanie.

Nasycenie polega na nanoszeniu impregnatu pędzlem, metodami
natrysku, kąpieli lub ciśnieniowo-próżniową. Materiały zabezpieczone
pędzlem lub natryskowo powinny wchłonąć 150-200 g suchej masy
na 1 m² powierzchni. Taki efekt uzyskuje się po wykonaniu 3-5
zabiegów w odstępach kilkugodzinnych.

Metody kąpieli oraz ciśnieniowo-próżniowe są stosowane do
zabezpieczenia elementów i konstrukcji gotowych, ale jeszcze nie
wbudowanych. Wystarczające zabezpieczenie zapewnia wchłoniecie
co najmniej 17 kg suchego preparatu na 1 m³ nasycanego drewna.

Nasycane tkaniny będą skutecznie zabezpieczone przed działaniem
ognia, gdy wchłoną (zależnie od rodzaju oraz gramatury) od 5 do
15% suchego preparatu lub co najmniej 50 g środka na 1 m² tkaniny.

Farby oraz inne powłoki ogniochronne nanosi się pędzlem lub metodą
natrysku.

O skuteczności powlekania decyduje głównie grubość nałożonej
warstwy.

Wieloletnie próby i doświadczenie praktyczne wykazały, że
odpowiednie zabezpieczenie prze ogniem wymaga nałożenia na
powierzchnię drewna niżej podanych środków ogniochronnych,
zależnie od ich rodzaju. I tak w przypadku:

- powłok uniwersalnych (wapno, glina) 800-1500 g/m²,

- farb na bazie szkła wodnego i wypełniaczy mineralnych 500-800
g/m²,

- farb na bazie fosforanu amonowego 250-400 g/m²,

- farb olejnych 300-500 g/m²,

- powłok z żywic syntetycznych 200-300 g/m².

Powierzchnie materiału należy odpowiednio przygotować przed
rozpoczęciem zabezpieczania. Powinny one być:

- czyste i suche (z drewna należy usunąć łyko i korę oraz różne oleje,
smary itp.),

- wolne od innych powłok (nałożoną poprzednio farbę lub inne
preparaty należy usunąć mechanicznie albo zmyć).

Zaleca się ponadto wykonanie próbnych impregnacji na wycinkach
zabezpieczanych materiałów, celem sprawdzenia czy preparat
ogniochronny nie wywoła negatywnych skutków ubocznych (np.
zmiany barwy drewna).

W przypadku gdy nie jest konieczne zachowanie faktury i wyglądu
drewna, można stosować rozwiązania polegające na pokryciu
powierzchni drewna warstwą materiału niepalnego (natryskowe masy
ogniochronne, tynki na siatce, okładziny z płyt gipsowo-kartonowych
lub z wełny mineralnej).

Przy zastosowaniu tynków i okładzin zewnętrznych należy zwrócić
uwagę na fakt, że mogą one powodować kondensację pary wodnej na
powierzchni drewna, co sprzyja degradacji biologicznej tego
materiału.