Zalecenia wykonawcze

Popularność płyt gipsowo-kartonowych na polskich budowach rośnie z roku na rok. Równocześnie podlegają zmianie sposoby wykorzystywania tego materiału. Dawniej płyty g-k stanowiły substytut tynku mokrego i były głównie używane jako okładziny ścian wznoszonych metodami tradycyjnymi. Dzisiaj największą grupę stanowią ściany działowe na lekkim szkielecie stalowym, rzadziej drewnianym. Drugą pod względem liczności grupą są sufity podwieszone. Na trzecie miejsce spadły okładziny ścian murowanych z płyt g-k. Czwartą, jeszcze mało liczną grupę, stanowią obudowy ogniochronne elementów nośnych budynków (słupów i podciągów stalowych i żelbetowych oraz czasem drewnianych.

 

Bardzo specyficzne zachowanie się gipsu w procesie podgrzewania jest znane od dawna i wykorzystywane w ochronie przeciwogniowej budynków. Minerał ten jest uwodnionym w procesie krystalizacji siarczanem wapnia, w czasie pożaru pochłania on duże ilości ciepła potrzebnego do odparowania związanej krystalicznie wody. Wysokie ciepło parowania wody angażuje energię cieplną potrzebną do zmiany stanu skupienia, z cieczy w gaz, dzięki czemu temperatura gipsu utrzymuje się w granicach 100 do 110 stopni C. Naturalnie, okres czasu, w którym temperatura gipsu jest utrzymywana w tym zakresie jest zależny od natężenia strumienia dostarczanej energii cieplnej oraz od masy podgrzewanego materiału. W momencie, kiedy nastąpi już dehydratacja wszystkich kryształów, temperatura gipsu, który teraz ma znikomą wytrzymałość mechaniczną, zaczyna znów wzrastać wprost proporcjonalnie do ilości dostarczanego ciepła.

 

W praktyce budowlanej wykonuje się przegrody i osłony ogniowe z różnych specjalnych materiałów, których głównym składnikiem jest gips. Są to najczęściej płyty, ale spotyka się również gipsowe wyprawy tynkarskie. Spośród szerokiego wachlarza budowlanych płyt ogniochronnych płyty gipsowo-kartonowe o podwyższonej odporności na działanie ognia (oznaczane symbolem "GKF" i "GKFI") są materiałem najtańszym. Dzięki temu, oraz coraz powszechniejszej znajomości, systemów suchej zabudowy z wykorzystaniem płyt gipsowo-kartonowych wykonuje się obecnie sporo przegród, które pełnią rolę przegrody o określonej odporności ogniowej. Równocześnie odpowiednio wykonana obudowa z płyty gipsowo-kartonowej pozwala na uzyskanie odporności ogniowej szybów windowych, szachów instalacyjnych czy też elementów nośnych budynku wykonanych z drewna lub ze stali. Odporność ogniowa (pożarowa) jest to zdolność elementu budynku do spełniania określonych wymagań w warunkach odwzorowujących przebieg pożaru.

 

Miarą odporności ogniowej przegrody jest wyrażony w minutach czas liczony od momentu rozpoczęcia działania ognia na przegrodę do chwili osiągnięcia przez nią jednego z trzech kryteriów:

  - nośności ogniowej (R), jest to stan, w którym element budynku w warunkach pożaru przestaje spełniać swoją funkcję, następuje wyczerpanie nośności (gwałtowne zniszczenie) lub przekroczenie dopuszczalnych odkształceń lub przemieszczeń .

  - izolacyjności ogniowej (I) jest to stan, w którym element budynku w warunkach pożaru przestaje spełniać funkcję bezpiecznego oddzielenia pomieszczeń na skutek osiągnięcia na powierzchni nie nagrzewanej zbyt wysokiej temperatury, czyli w momencie kiedy jej temperatura wzrośnie o 140 stopni C.

  - szczelności ogniowej (E). jest to stan, w którym element budynku w warunkach pożaru przestaje spełniać funkcje bezpiecznego oddzielenia pomieszczeń na skutek pojawienia się ognia na powierzchni nie nagrzewanej lub pojawienia się pęknięć przegrody, którymi przedostają się gorące gazy zdolne spowodować zapalenie się materiału łatwopalnego.

 

Ściany działowe wykonane z płyt g-k, będące równocześnie pionowymi przegrodami ogniowymi wymagają stosunkowo najmniej zmian w porównaniu ze ścianami, od których nie wymaga się ogniochronności. Ściany te stanowi ruszt z cienkościennych profili stalowych (z ocynkowanej blachy stalowej o grubości 0,6 mm) pokryty obustronnie płytami g-k. Ruszt stanowią profile "U" ułożone poziomo zamocowane do podłogi i stropu oraz z profile "C", rozstawione co 60 cm przebiegające pionowo i wsunięte pomiędzy półki profili "U". Profile U i C nie są bezpośrednio ze sobą połączone. Produkowane są profile o wysokości 50; 75 i 100 mm. Tak wykonany ruszt jest pokrywany płytami g-k. Mocowanie płyt do profili odbywa się przy użyciu specjalnych blachowkrętów. Przy dwuwarstwowym kryciu należy płyty tak ustawiać aby styki w pierwszej warstwie były przesunięte o 60 cm w stosunku do styków drugiej warstwy. Spoiny pomiędzy płytami wypełnia się gipsem szpachlowym, w którym zatopiona jest taśma zbrojąca z włókna szklanego albo w postaci fizeliny albo samoprzylepnej siateczki. Przestrzeń pomiędzy płytami g-k z reguły wypełniona jest wełną mineralną mającą za zadanie poprawę izolacyjności akustycznej. W ścianach ogniowych należy stosować  skalną wełnę mineralną.

 

Sufity podwieszane z płyt gipsowo-kartonowych stanowią bardzo skuteczną osłonę ogniową stropu, pod którym są zamocowane. Dotyczy to naturalnie przypadku, kiedy źródło ognia jest zlokalizowane pod sufitem, niemniej mogą być traktowane również jako samodzielna przegroda ogniowa. Sufit samodzielny może, w zależności od miejsca powstania pożaru, chronić instalacje przebiegające w przestrzeni między stropem a sufitem, wtedy, gdy źródło ognia jest w pomieszczeniu pod tym sufitem, albo chronić pomieszczenie, kiedy pożar wybuchnie w przestrzeni między sufitem a stopem.

 

Konstrukcja sufitów podwieszonych stanowiących przegrody ogniowe stropów wykazuje zdecydowanie większe różnice w stosunku do wersji dekoracyjnej, aniżeli rozwiązania ścian działowych. W czasie pożaru sufit zdecydowanie szybciej nagrzewa się niż ściana. Jego warunki pracy w ogniu są dużo gorsze

Jeżeli sufit ma być traktowany jako osłona ogniowa to do mocowania wieszaków w stropie nośnym należy stosować tylko kotwy metalowe z możliwością kompensacji średnicy otwory w betonie, oraz posiadające certyfikat zgodności z aprobatą techniczną. Należy stosować wieszaki z przedłużaczem noniuszowy a nie z elementem rozprężnym i prętem montażowym. Profile przyścienne UD 27/28/27 należy mocować do ścian kołkami metalowymi a nie plastikowymi.

 

Do spoinowania należy używać gipsu szpachlowego a nie gotowej masy szpachlowej i taśmy z włókna szklanego (fizeliny lub siatki) a nie taśmy papierowej.

 

Styki płyt przy kryciu wielowarstwowym muszą być przesunięte względem siebie zarówno wzdłuż jak i w poprzek płyty. g-k

Określając klasę odporności ogniowej sufitu należy zawsze znać konstrukcję stropu, pod którym będzie ten sufit pracował, ponieważ najczęściej oceniana jest odporność ogniowa zestawu sufit-strop a nie sam sufit, oraz najmniejszą odległość płyt g-k od elementów nośnych stropu.

 

Podsumowując powyższe, przy realizacji ścian i sufitów ogniochronnych należy pamiętać o następujących zagadnieniach:

1. Konstrukcje ściany lub sufitu podwieszanego wykonać bezwzględnie z materiałów dopuszczonych do obrotu (na podstawie świadectwa zgodności z normą lub aprobatą techniczną)

2. Obwodowe krawędzie konstrukcji ścian i sufitów muszą być szczelne ogniowo tj. w pokryciu płytami GK wszystkie szczeliny krawędziowe wypełnić masą gipsową.

3. Styki wszystkich warstw płyt należy wypełnić gipsową masą szpachlową, a spoiny zewnętrznej warstwy płyt wzmocnić taśmą z włókna szklanego. Przy stosowaniu płyt o krawędzi KPO, oraz specjalnej masy szpachlowej nie stosować taśmy.

4. Każde przejście instalacji przez ścianę lub sufit musi posiadać odporność ogniową nie mniejszą niż przenikana przegroda.

5. W ścianach, długość profili-słupków CW winna być mniejsza o 10 mm niż wynosi odległość pomiędzy stropem i wylewką podłogową.

6. Jako wypełnienie konstrukcji ścian zaleca się stosować wełnę kamienną o gęstości pozornej > 35kg/m3.

7. Wszystkie otwory w powierzchni płyt ściany lub sufitu muszą być odpowiednio zabezpieczone ogniowo (puszki elektryczne, wnęki na lampy, klapy rewizyjne itp.)

8. W sytuacji, kiedy spodziewane ugięcie stropu przekracza 10 mm, należy na styku ściany ze stropem wykonać przegub przesuwny o takiej samej odporności ogniowej jak ściana.

9. Przy ścianach wyższych niż 3 metry należy stosować podpórki pod wełnę, z poziomych odcinków profili UW, co zapobiegnie jej zsuwaniu.

10. W przypadku konieczności montażu drzwi pożarowych każdorazowo należy przeanalizować konstrukcję ich mocowania w ścianie z uwzględnieniem ciężaru skrzydła drzwiowego.

11. Przy realizacji sufitów ogniochronnych rozstaw profili montażowych (dolnych) nie może przekraczać 40 cm a montaż płyt GK wykonać tylko w tzw. układzie porzecznym.( profile są prostopadłe do osi płyt)

12. W sufitach z odpornością ogniową stosować tylko wieszaki noniuszowe z możliwością bocznego mocowania wkrętami do profili CD.

13. W konstrukcji sufitów podwieszanych ruszt z profili CD należy tak montować, aby uwzględnić rozszerzalność cieplną profili podczas wysokich temperatur pożarów,

14. W przypadku konieczności pozostawienia otworów rewizyjnych stosować tylko takie klapy rewizyjne, których odporności ogniowa nie jest mniejsza od odporności ogniowej ściany czy sufitu.

 

Odporność ogniowa

Klasę odporności ogniowej i stopień rozprzestrzeniania ognia ścian działowych należy dostosować do klasy odporności pożarowej budynku. W budynkach klas D i E ściany działowe muszą być wykonane co najmniej jako słabo rozprzestrzeniające ogień (SRO). Brakuje jednak wymagań dotyczących odporności ogniowej tych ścian. W budynkach kategorii zagrożenia ludzi ZL II (budynki lub ich części przeznaczone do użytku ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się np. szpitale) wymagane jest wykonanie ścian działowych jako nierozprzestrzeniających ognia (NRO).

 

W budynkach klas od A do C wymaga się, żeby ściany działowe były klasyfikowane jako nierozprzestrzeniające ognia, ale takie, aby ich klasa odporności ogniowej wynosiła:

- dla budynków klasy C - EI 0,25,

- dla budynków klasy B - EI 0,5,

- dla budynków klasy A - EI 1,0

 

Klasę odporności ogniowej elementów budynków ustala się na podstawie trzech podstawowych kryteriów: izolacyjności (I), szczelności (E) i nośności przegrody (R). Sufity podwieszane muszą spełniać wszystkie te kryteria, czyli muszą mieć klasę REI (określa ona, jak długo elementy nośne spełniające funkcje oddzielające zachowują nośność, szczelność i izolacyjność ogniową), natomiast ściany działowe muszą mieć klasę EI (określa ona, jak długo elementy nienośne zachowują szczelność i izolacyjność ogniową).

 

Ochrona ogniowa w systemach suchej zabudowy

		Płyta g-k podczas badania ognioochronności w Instytucie Techniki Budowlanej (ITB) w Warszawie.

Płyty gipsowo-kartonowe znane są w Polsce od kilkudziesięciu lat, ale dopiero ostatnia dekada przyniosła bardzo duże zainteresowanie tym sposobem wykańczania wnętrz. Szczególne zalety gipsu pozwalają uważać ten materiał nie tylko przyjazny człowiekowi ale i bezpieczny. Obecnie płyty gipsowo-kartonowe używane są masowo do wznoszenia lekkich ścian działowych, sufitów podwieszanych i okładzin ściennych o wysokiej izolacyjności akustycznej i dużej odporności ogniowej.

 

Zabezpieczenia przeciwpożarowe budynków są jednymi z najistotniejszych przedsięwzięć związanych z bezpieczeństwem użytkowników, ochroną obiektów budowlanych i ich zawartości. Wybór materiałów budowlanych pod względem właściwości przeciwpożarowych w znacznym stopniu eliminuje możliwość stosowania wielu z nich, szczególnie w obiektach związanych z pobytem dużej liczby ludzi lub przechowywaniem wartościowych materiałów i sprzętu.

 

Wraz z rozwojem techniki budowlanej zaczęły powstawać nowe generacje materiałów: nie podtrzymujących ognia, niepalnych - zabezpieczających przed rozprzestrzenianiem się pożaru. Bardzo skuteczne okazało się wykorzystanie znanych i stosowanych od dawna surowców, np. gips - uwodniony siarczan wapnia, minerał zawierający związaną chemicznie wodę.

 

Płyta gipsowo-kartonowa jest kolejnym osiągnięciem na drodze do podwyższania bezpieczeństwa ludzi i materiałów w sytuacjach pożarowych. Własności ognioochronne płyt gipsowo-kartonowych wynikają z zastosowania w nich gipsu, który stanowi ich rdzeń. Gips bowiem jest materiałem niepalnym i znakomicie sprawdza się w zabezpieczeniach ognioochronnych. W swojej strukturze zawiera ok. 20% chemicznie związanej wody, która pod wpływem działania ognia ulega odparowywaniu i tym samym pochłania dużą ilość energii powstającej w trakcie pożaru. W celu zwiększenia odporności płyt gipsowo-kartonowych na działanie ognia zmodyfikowano ich rdzeń gipsowy przez dodanie do niego ciętego włókna szklanego. Uzyskano w ten sposób płyty ognioochronne, które charakteryzują się również większą sztywnością. Płyty te oznaczone symbolem GKF występują najczęściej w dwóch grubościach 12,5 mm i 15 mm i przeznaczone są do wykonywania przegród o wymaganej odporności ogniowej w pomieszczeniach, w których wilgotność względna nie przekracza 70%. Do takich przegród zalicza się ściany działowe, sufity podwieszane, okładziny ścian i poddaszy oraz zabudowy szachtów instalacyjnych i windowych.

 

W przypadku konieczności wykonania powyższych przegród o wymaganej odporności ogniowej w pomieszczeniach, w których wilgotność względna przekracza 70%, lecz jest nie większa niż 85% stosuje się płyty gipsowo-kartonowe ognioochronne impregnowane o symbolu GKFI. Płyty te oprócz podwyższonej wytrzymałości na działanie ognia maja również podwyższoną odporność na działanie wilgoci, ponieważ ich rdzeń jest dodatkowo impregnowany substancją hydrofobową np. parafina, silikony.

 

Odporność ogniowa

Klasę odporności ogniowej i stopień rozprzestrzeniania ognia ścian działowych należy dostosować do klasy odporności pożarowej budynku. W budynkach klas D i E ściany działowe muszą być wykonane co najmniej jako słabo rozprzestrzeniające ogień (SRO). Brakuje jednak wymagań dotyczących odporności ogniowej tych ścian. W budynkach kategorii zagrożenia ludzi ZL II (budynki lub ich części przeznaczone do użytku ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się np. szpitale) wymagane jest wykonanie ścian działowych jako nierozprzestrzeniających ognia (NRO). Do kategorii zagrożenia ludzi ZLIV zaliczone zostały budynki mieszkalne.

Wymaganą klasę odporności pożarowej dla budynku, zaliczonego do jednej kategorii ZL, określa poniższa tabela:

 

 

W budynkach klas od A do C wymaga się, żeby ściany działowe były klasyfikowane jako nierozprzestrzeniające ognia, ale takie, aby ich klasa odporności ogniowej wynosiła:

- dla budynków klasy C - EI 15,

- dla budynków klasy B - EI 30,

- dla budynków klasy A - EI 60.

 

Elementy budynku, odpowiednio do jego klasy odporności pożarowej, powinny w zakresie klasy odporności ogniowej spełniać co najmniej wymagania określone w poniższej tabeli:

 

Według PN-B-02851-1: 1997 odporność ogniowa jest to zdolność elementu budynku do spełniania określonych wymagań w znormalizowanych warunkach fizycznych, odwzorowujących porównawczy przebieg pożaru; miarą odporności ogniowej jest, wyrażony w minutach czas od początku badania do chwili osiągnięcia przez element próbny jednego z trzech stanów granicznych: nośności przegrody (R), szczelności (E) i izolacyjności (I).

 

Nośność ogniowa (R)  jest to zdolność elementu próbnego nośnego elementu konstrukcji do utrzymania obciążenia badawczego bez przekraczania określonych kryteriów pod względem wielkości i prędkości przemieszczenia.

Szczelność ogniowa (E) jest to zdolność elementu próbnego oddzielającego elementu konstrukcji budowlanej do zapobieżenia przejściu płomieni i gorących gazów oraz do zapobieżenia pojawienia się płomieni na powierzchni nie nagrzewanej.

Izolacyjność ogniowa  (I) jest to zdolność elementu próbnego oddzielającego elementu konstrukcji budowlanej, poddanego oddziaływaniu ognia z jednej strony, do ograniczenia przyrostu temperatury nie nagrzewanej powierzchni poniżej określonych poziomów.

Sufity podwieszane muszą spełniać wszystkie te kryteria, czyli muszą mieć klasę REI (określa ona, jak długo elementy nośne spełniające funkcje oddzielające zachowują nośność, szczelność i izolacyjność ogniową), natomiast ściany działowe muszą mieć klasę EI (określa ona, jak długo elementy nienośne zachowują szczelność i izolacyjność ogniową).

 

Szczelność przegrody ma wpływ na izolacyjność ogniową i akustyczną przegrody. Uzyskuje się ją poprzez dokładne szpachlowanie złącz między płytami oraz szczelin na obwodzie ściany, a także uszczelnienie wszelkich przejść instalacyjnych. Na połączeniach obwodowych ściany stosuje się także uszczelnienia z taśm z polietylenu spienionego.

 

Wszystkie ściany działowe o wymaganej odporności ogniowej musza być wykonywane zgodnie z wymaganiami zawartymi w klasyfikacjach ogniowych wydanych przez Zakład Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej. W klasyfikacjach tych zawarte są szczegółowe informacja dot. rodzaju zastosowanych materiałów oraz sposobu i montażu.

 

Poza funkcją użytkową (podział przestrzeni na mniejsze wnętrza) ściany działowe muszą spełniać wymagania ochrony przeciwpożarowej zawarte w warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Rozporządzenie w Dz.U. 75/2002 poz. 690).

 

Systemy zabezpieczeń przeciwpożarowych powinny polegać na optymalizacji, a nie na maksymalizacji stosowanych środków. Optymalizacja ta musi wynikać z uwzględnienia wielkości i rodzaju rzeczywistych zagrożeń, jak też typu zabezpieczanych elementów i oczekiwanych efektów. Pod uwagę należy również wziąć czynnik finansowy. Niepalne płyty gipsowo-kartonowe są materiałem, którego zastosowanie jest jedną ze skutecznych metod realizacji tych założeń.

 

Szczegółowe zalecenia dotyczące sposobów wykorzystania systemów suchej zabudowy w montażu ścian z kwalifikowaną odpornością ogniową zawarte są w wydanej przez Polskie Stowarzyszenia Gipsu publikacji pt: Systemy suchej zabudowy - zabezpieczenia pożarowe, Warszawa 2002, ISBN 83-918315-0-7 (format A4, 36 stron ze szczegółowymi rysunkami i tabelami).

---