Praca zbiorowa BEZPIECZEŃSTWO -...

Praca zbiorowa

BEZPIECZEŃSTWO

ISBN 978-83-64795-22-0

Źródło zdjęć: wroclaw.fotopolska.eu

księgarnia internetowa

www.polcen.com.pl Warszawa 2017

POŻAROWE BUDYNKÓW

Bezpieczeństwopożarowebudynków

praca zbiorowa pod redakcją

mgr inż. Marii Dreger

Warszawa 2017

© Copyright byOficyna Wydawnicza POLCEN i Stowarzyszenie na rzecz Bezpieczeñstwa Po¿arowegoNIzOWarszawa 2017

Praca zbiorowa pod redakcj¹mgr in¿. Marii Dreger

Autorzyprof. dr hab. in¿. Marian Abramowicz, prof. dr hab. in¿. Antoni Biegus, dr in¿. DorotaBrzeziñska, mgr in¿. Maria Dreger, dr hab. in¿. Miros³aw Kosiorek, mgr in¿. RobertKuczkowski, st. bryg. dr hab. Marzena Pó³ka, dr in¿. Dariusz Ratajczak, dr in¿. MarekStojek, prof. dr hab. in¿. Piotr Szczechowiak, kpt. mgr in¿. Marcin Wyrzykowski

Redaktor naczelnyin¿. Ryszard Sobolewski

Redaktor jêzykowyAleksandra [email protected]

Sekretarz redakcjiAneta [email protected]

Projekt ok³adkiARTKOM Tomasz Dr¹¿ek

Zdjêcia na ok³adce•ród³o: wroclaw.fotopolska.eu

Sk³ad i ³amanieW³odzimierz Dudziñski

Wszelkie prawa zastrze¿one, za prawa autorskie niniejszej publikacji odpowiadamgr in¿. M. Dreger

ISBN 978-83-64795-22-0 wydanie elektroniczne dostêpne on-line

WydawcaPOLCEN Sp. z o.o.ul. Nowogrodzka 31, lok. 33300-511 Warszawatel. 22 622 29 62, 601 885 039 fax 22 122 15 32www.polcen.com.pl(ksiêgarnia internetowa)

Gdy wzmaga się zagrożenie,

tam również rośnie w siłę to,

co przed nim ratuje

Friedrich Holderlin

Spis treści

OOdd WWyyddaawwccyy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

SSłłoowwoo wwssttęęppnnee,, prof. dr hab. inż. Marian Abramowicz . . . . . . . . . . . . . . . 9

WWpprroowwaaddzzeenniiee,, mgr inż. Maria Dreger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

SSttaannyy kkrryyttyycczznnee bbeezzppiieecczzeeńńssttwwaa ppoożżaarroowweeggoo,, dr hab. inż. Mirosław

Kosiorek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

TTookkssyycczznnoośśćć śśrrooddoowwiisskkaa ppoożżaarroowweeggoo,, st. bryg. dr hab. Marzena Półka

prof. SGSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

OOddddzziiaałłyywwaanniiaa nnaa kkoonnssttrruukkccjjee ww wwaarruunnkkaacchh ppoożżaarruu ((wwgg PPNN--EENN 11999911--11--22)),, prof. dr hab. inż. Antoni Biegus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

BBiieerrnnee zzaabbeezzppiieecczzeenniiaa pprrzzeecciiwwppoożżaarroowwee bbuuddyynnkkóóww,, mgr inż. Maria Dreger . . 49

WWeennttyyllaaccjjaa ppoożżaarroowwaa –– wwyybbrraannee zzaaggaaddnniieenniiaa,, dr inż. Dorota Brzezińska . . 63

TTeecchhnniicczznnee śśrrooddkkii zzaabbeezzppiieecczzeenniiaa pprrzzeecciiwwppoożżaarroowweeggoo ww bbuuddyynnkkaacchh,, dr inż. Marek Stojek, prof. dr hab. inż. Edward Szczechowiak . . . . . . . . . . 83

SSyymmbboollee ii oozznnaacczzeenniiaa ww pprrzzeeppiissaacchh ddoottyycczząąccyycchh bbeezzppiieecczzeeńńssttwwaa ppoożżaarroowweeggoo bbuuddyynnkkóóww wwgg zzhhaarrmmoonniizzoowwaannyycchh nnoorrmm PPNN--EENN,, kpt. mgr inż. Marcin Wyrzykowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

ZZaassaaddyy oocceennyy rryyzzyykkaa ww uubbeezzppiieecczzeenniiuu pprrzzeecciiwwppoożżaarroowwyymm oobbiieekkttóóww,, mgr inż. Robert Kuczkowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

CCoo ddaalleejj zz pprrzzeeppiissaammii bbeezzppiieecczzeeńńssttwwaa ppoożżaarroowweeggoo,, dr inż. Dariusz Ratajczak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

5

In¿. Ryszard Sobolewski

Od wydawcy

Oficyna Wydawnicza POLCEN z przyjemnością oddaje do rąk Państwa nową,nniieezzwwyykkllee wwaażżnnąą publikację pt. Bezpieczeństwo pożarowe budynków, dostępnąbezpłatnie on-line, będącą zbiorem wybranych artykułów pod redakcją mgr inż.Marii Dreger, przygotowanych przez znakomitych specjalistów, ekspertów cieszą-cych się uznaniem i szacunkiem na rynku wydawniczym.

Chcemy stworzyć fundamentalną bazę podstawowych zagadnień praktycznychzwiązanych z tematyką przeciwpożarową, która stanie się łatwo dostępnym porad-nikiem dla wszystkich zainteresowanych, tj. uczestników procesu projektowo-budo-wlanego, inwestorów i użytkowników budynków, a szczególnie osób pełniących sa-modzielne funkcje techniczne w budownictwie.

BBeezzppiieecczzeeńńssttwwoo ppoożżaarroowwee jjeesstt wwaarrttoośścciiąą sszzcczzeeggóóllnniiee wwaażżnnąą,, kkttóórraa ww wwyynniikkuu rróóżż--nnyycchh ddzziiaałłaańń,, ookkoolliicczznnoośśccii jjeesstt nniieesstteettyy nnaarruusszzaannaa.. AArrtt.. 55 PPrraawwaa bbuuddoowwllaanneeggoo wwyy--mmiieenniiaa bbeezzppiieecczzeeńńssttwwoo ppoożżaarroowwee jjuużż nnaa ddrruuggiimm mmiieejjssccuu jjaakkoo kkrryytteerriiuumm nniieezzbbęęddnneeddoo ssppeełłnniieenniiaa ppooddssttaawwoowwyycchh wwyymmaaggaańń ddoottyycczząąccyycchh bbeezzppiieecczzeeńńssttwwaa oobbiieekkttóóww bbuu--ddoowwllaannyycchh.. OObbeeccnniiee zzaarrzząąddzzaanniiee bbeezzppiieecczzeeńńssttwweemm ppoożżaarroowwyymm nnoowwoocczzeessnnyycchh bbuu--

ddyynnkkóóww ttoo zzaaaawwaannssoowwaannee zzaaddaanniiee iinnżżyynniieerrsskkiiee wwyymmaaggaajjąąccee wwcciiąążż wwiięękksszzeejj wwiieeddzzyy

ii wwyyżżsszzyycchh kkwwaalliiffiikkaaccjjii (cyt. za prof. Abramowiczem). Przykładem zaniedbań ochrony przeciwpożarowej może być pożar londyńskiego bu-

dynku Grenfell Tower, którego skutkiem było 80 ofiar śmiertelnych. Jest to tylko jedenz bieżących przykładów na to, jak zagrożenie pożarem jest niebezpieczne i niespodzie-wane, jak wielkie tragedie ludzi i szkody może wyrządzić oraz jak ważne jest respekto-wanie przepisów dotyczących bezpieczeństwa pożarowego przez projektantów, wyko-nawców i użytkowników budynków. Brak stosownych zabezpieczeń pożarowych wyni-kających z obecnych przepisów bezsprzecznie może doprowadzić do wyżej wymienio-nego zdarzenia. Być może wiele budynków w Polsce (zaliczanych do tzw. starego bu-downictwa) jest narażonych na podobną sytuację. Zachęcamy zatem do zapoznaniasię m.in. z podstawowymi przepisami dotyczącymi bezpieczeństwa pożarowego, któreodnoszą się do właściwości materiałów, wyrobów, elementów budowlanych. Ich zna-jomość jest konieczna do sprawdzenia, czy dany budynek będzie spełniał niezbędne,wymagane kryteria bezpieczeństwa.

Przeciętnie spędzamy ok. 80% czasu naszego życia w budynkach o różnym prze-znaczeniu, niech zatem poruszane zagadnienia wpłyną na naszą wrażliwość i świa-domość, że wspólne dążenie do dbania o bezpieczeństwo i eliminowania wszelkichzagrożeń pożarowych budynków jest wymogiem podstawowym.

7

Mamy nadzieję, że opracowanie to przyczyni się do refleksyjnego spojrzenia nazjawisko pożaru i respektowania przepisów bezpieczeństwa pożarowego, a takżebędzie stanowić znaczącą podstawę do pogłębiania wiedzy, zwłaszcza dotyczącejdziałań prewencyjnych.

UUWWAAGGAAOOffiiccyynnaa WWyyddaawwnniicczzaa PPOOLLCCEENN uupprrzzeejjmmiiee iinnffoorrmmuujjee,, żżee jjeesstt rróówwnniieeżż ww pprrzzyyggoottoo--

wwaanniiuu wwyyddaanniiee ww ffoorrmmiiee ddrruukkoowwaanneejj ((ppaappiieerroowweejj)) kkssiiąążżkkii pptt.. „„BBeezzppiieecczzeeńńssttwwoo ppoo--żżaarroowwee bbuuddyynnkkóóww””,, ppoosszzeerrzzoonnee oo::

–– kkoommeennttaarrzz zzmmiiaann,, kkttóórree bbęęddąą wwpprroowwaaddzzoonnee pprrzzeezz mmiinniisstteerrssttwwoo,, oorraazz kkoommeenn--ttaarrzz zz kkssiiąążżkkii pptt.. WWaarruunnkkii tteecchhnniicczznnee ddllaa bbuuddyynnkkóóww ii iicchh uussyyttuuoowwaanniiaa,, DDzziiaałł VVIIpptt.. BBeezzppiieecczzeeńńssttwwoo ppoożżaarroowwee,, aa ttaakkżżee ppyyttaanniiaa ii tteessttyy zz ooddppoowwiieeddzziiaammii ddllaa oossóóbbpprrzzyyggoottoowwuujjąąccyycchh ssiięę ddoo eeggzzaammiinnuu nnaa uupprraawwnniieenniiaa bbuuddoowwllaannee..

Z życzeniami pożytecznej lekturyRyszard Sobolewski – redaktor naczelny

8

Prof. dr hab. in¿. Marian Abramowicz

Słowo wstępne

Współcześnie pojęcie bezpieczeństwa pożarowego jest rozumiane szerzej niżdawna „ochrona przeciwpożarowa”, która kojarzyła się z doraźnymi działaniami,mającymi na celu ograniczenie ryzyka pożarowego w istniejącym już bądź zapro-jektowanym obiekcie. Wybór możliwych do zastosowania środków i ich skutecznośćbyły ograniczone, a bazowały głównie na wynikającym z wcześniejszych doświad-czeń systemie nakazów i zakazów. Obecnie zarządzanie bezpieczeństwem pożaro-wym nowoczesnych budynków to zaawansowane zadanie inżynierskie, wymagają-ce wciąż większej wiedzy i wyższych kwalifikacji.

Przez pojęcie bezpieczeństwa pożarowego budynków rozumie się cały zakres wza-jemnie powiązanych przedsięwzięć, mających na celu ochronę życia, zdrowia, mieniaoraz środowiska przed pożarem dzięki wykorzystaniu rozwiązań budowlanych i syste-mów, instalacji, urządzeń służących zapobieganiu powstania i rozprzestrzeniania siępożaru. Tak definiują to polskie przepisy i podobnie ujmują to regulacje europejskie,w tym obowiązujące w Polsce Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE)Nr 305/2011 ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wy-robów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG.

Pośród siedmiu podstawowych wymagań dotyczących obiektów budowlanych,bezpieczeństwo pożarowe jest drugim w kolejności, tuż za nośnością i statecznościąkonstrukcji, co wskazuje na jego rangę i znaczenie. Nic dziwnego, ponieważ pożarjako jedno z możliwych oddziaływań na konstrukcję o charakterze wyjątkowym,bezpośrednio wpływa również na nośność i stateczność konstrukcji, fundamental-nych pośród innych wymagań.

Ogólnie sformułowane w przepisach europejskich cele, odnoszące się do obiektówbudowlanych, pozostawiają państwom członkowskim pełną swobodę decyzji w zakre-sie poziomu i sposobu formułowania wymagań. W Polsce szczegółowe wymaganiaznajdują się w przepisach techniczno-budowlanych, w tym w Rozporządzeniu MinistraInfrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim po-

winny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690 z póź-niejszymi zmianami).

Nie jest możliwe we współczesnym świecie być specjalistą branży budowlanejbez podstawowej choćby znajomości zagadnień bezpieczeństwa pożarowego.

Ma to szczególne znaczenie przy wznoszeniu innowacyjnych, niepowtarzalnychobiektów, bo o ile w typowych budynkach dla zapewnienia dostatecznego poziomu

9

bezpieczeństwa może wystarczyć stosowanie standardowych, prostych środków za-bezpieczających, o tyle w przypadku skomplikowanych przestrzennie, funkcjonalniei materiałowo obiektów konieczna jest świadomość, wiedza i umiejętność posługi-wania się najnowocześniejszymi inżynierskimi narzędziami.

Prowadzone w wielu krajach badania wpływu temperatury na materiały (wyrobybudowlane) i elementy konstrukcyjne dały wiedzę, która została nazwana inżynieriąbezpieczeństwa pożarowego. Wiedza pozwoliła na opracowanie proceduralnej kon-cepcji umożliwiającej stosowanie metod inżynierskich. Daje to podstawy do nowocze-snego podejścia do określenia bardziej racjonalnego projektowania budowli (przykładartykuł prof. Biegusa).

Równolegle z badaniami Normalizacyjne Komisje Europejskie opracowały pakietnorm projektowania konstrukcji. Wersje robocze nazywane były Eurokodami, w koń-cowym etapie zostały uznane jako normy EN (w Polsce PN/EN).

W każdym tomie dla odpowiedniego tworzywa konstrukcyjnego istnieje oddzielnaczęść (druga) przeznaczona do projektowania konstrukcji z uwagi na pożar.

Inżynieria bezpieczeństwa pożarowego oraz odpowiednie części Eurokodów stwo-rzyły warunki do nowoczesnego podejścia określenia bezpieczeństwa pożarowegoobiektu.

Wszystkim specjalistom branży budowlanej, zwłaszcza jeśli do tej pory uważali bez-pieczeństwo pożarowe za wyłączną domenę rzeczoznawców ppoż., i studentom kie-runków związanych z budownictwem polecam tę książkę jako dobre źródło podsta-wowej wiedzy i informacji. Dzięki odpowiedniemu doborowi najlepszych Autorów, te-matów i skondensowanej treści może zarówno stanowić pomoc w codziennej pracydla tych, którzy z bezpieczeństwem pożarowym mają jedynie sporadyczny kontakt, jaki zainspirować innych do związania swojej dalszej kariery z młodą, ale niezwykle dy-namicznie rozwijającą się dziedziną inżynierii bezpieczeństwa pożarowego.

Bezpieczeństwo pożarowe budynków

10

Mgr in¿. Maria Dreger

Wprowadzenie

Mimo że mówi się o bezpieczeństwie pożarowym budynków w istocie dotyczyono ludzi, mienia, w tym istniejącego majątku i potencjalnych zysków, a także śro-dowiska. Są to więc zarówno wartości materialne, które da się stosunkowo łatwoprzeliczyć na pieniądze, jak i trudniejsze do oszacowania, nieraz bezcenne dobraniematerialne, zdrowie, życie, zabytki kultury materialnej, których utraconych w po-żarze nie da się przywrócić do istnienia i których strata może być najbardziejdotkliwa.

Jeśli ponadto uwzględnić fakt, że współcześnie ponad 80% czasu ludzie spędza-ją w budynkach, a pożary w ponad 90% są skutkiem działalności człowieka, prze-oczeń, zaniedbań, błędów lub lekkomyślności, wówczas stanie się oczywiste, żebezpieczeństwo pożarowe obiektów budowlanych, obok bezpieczeństwa ich kon-strukcji, musi znaleźć się w centrum zainteresowania projektantów, konstruktorówi wykonawców.

By bezpiecznie wznosić i eksploatować budynki o skomplikowanych rozwiąza-niach funkcjonalnych, wprowadzających coraz śmielsze wizje architektoniczne, na-szpikowanych nowymi technologiami, wykonanych z wyrobów o właściwościachużytkowych zróżnicowanych w warunkach normalnych i pożarowych, nie wystarczypowierzyć zagadnienia bezpieczeństwa pożarowego wyłącznie specjalistom odochrony przeciwpożarowej i strażakom. Tylko świadomość ryzyka i ścisła współpra-ca wszystkich zaangażowanych w proces tworzenia, a później utrzymania budyn-ków, może przynieść pożądany efekt zapewnienia oczekiwanego społecznie pozio-mu bezpieczeństwa przy ekonomicznie uzasadnionych i akceptowalnych kosztach.

Rozumienie istoty zjawisk i rozwiązań ułatwi codzienną pracę, a uzupełnioneo poprawne operowanie definicjami pomoże skuteczniej i efektywniej udoskonalićwspółpracę między specjalistami różnych branż budowlanych i ekspertów z dziedzi-ny bezpieczeństwa pożarowego.

W tej sytuacji niezbędne jest upowszechnianie podstawowych informacji związa-nych z bezpieczeństwem pożarowym, w pierwszej kolejności pośród architektów i in-żynierów, już zaangażowanych w proces inwestycyjny, a także, co bardzo ważne,wśród przyszłych specjalistów, studentów wszystkich kierunków związanych z budow-nictwem, od architektów przez konstruktorów, technologów po instalatorów.

Tej potrzebie wychodzi naprzeciw książka, stanowiąca wspólną inicjatywę Sto-warzyszenia na rzecz Bezpieczeństwa Pożarowego NIzO i Wydawnictwa Polcen,

11

która powstała po konsultacjach z Autorytetami w branży. Zawiera zestaw wybra-nych publikacji autorstwa najlepszych polskich specjalistów, reprezentujących róż-ne ośrodki naukowe i środowiska związane z bezpieczeństwem pożarowym, któraw maksymalnie skondensowanej formie przedstawia szerokie spektrum zagadnieńdotyczących bezpieczeństwa pożarowego budynków. Dobór artykułów umożliwiakompleksowe, choć oczywiście tylko pobieżne, poznanie obszarów związanych z te-matem, poczynając od samego zjawiska pożaru i jego oddziaływań, zagrożeń i ry-zyk, poprzez różnorodne sposoby i możliwości ich ograniczania dzięki odpowiedniodobranym pasywnym i czynnym technikom wskazuje na ich wzajemne zależności.Również zwraca uwagę na inne, niż tylko formalno-prawne, podejście do zagad-nień bezpieczeństwa pożarowego, polegające na indywidualnej ocenie ryzyka dlakażdego konkretnego obiektu, reprezentowane przez firmy ubezpieczeniowe, któ-rych rola w określaniu i egzekwowaniu standardów bezpieczeństwa pożarowegosystematycznie wzrasta.

Książka stanowi zwarty materiał przydatny wszystkim uczestnikom procesuinwestycyjnego i przygotowującym się do pełnienia samodzielnych funkcji technicz-nych w budownictwie. Może być wykorzystana w zajęciach programowych dlastudentów uczelni technicznych na kierunkach związanych z architekturą i budow-nictwem.


12

STRESZCZENIE

SUMMARY

Stany krytyczne bezpieczeñstwa po¿arowego

Autor przedstawia podstawowe pojêcia zwi¹zane z po¿arem i oddzia³ywa-niem po¿aru na konstrukcjê budynku i œrodowisko wewnêtrzne. Wyjaœnia,na czym polegaj¹ ró¿ne podejœcia do formu³owania przepisów bezpieczeñ-stwa po¿arowego w formie nakazowej, jak w aktualnych WT, b¹dŸ nowo-czeœniejszej, funkcjonalnej. W dalszej czêœci skupia siê na tym drugim, po-legaj¹cym na okreœleniu, przez jaki czas nie mog¹ zostaæ przekroczone sta-ny krytyczne konstrukcji i œrodowiska, wyra¿one przez mierzalne ich w³aœci-woœci u¿ytkowe. To daje podstawy do projektowania i optymalizacji rozwi¹-zañ z wykorzystaniem narzêdzi in¿ynierii bezpieczeñstwa po¿arowego. Au-tor wskazuje najistotniejsze czynniki, wp³ywaj¹ce na osi¹gniêcie stanu kry-tycznego przez konstrukcjê i œrodowisko, w zale¿noœci od przeznaczenia,uk³adu funkcjonalnego i struktury obiektu budowlanego.

* * *

Critical states of the structure and the environment due to firesafety

Author presents the basic concepts related to fire and the impact of fire onthe building structure and the internal environment. It explains the differentapproaches to the formulation of fire regulations as descriptive one, as it isdone in the current Polish WT or in a more modern, performance-basedway. It focuses on performance-based approach, which means determiningthe time required that critical conditions for the construction and theenvironment cannot be reached in certain areas of building. This is the basisfor the design and optimization using tools fire safety engineering. Theauthor indicates the most important factors influencing the structure and theenvironment in case of fire, different types of buildings.

Dr hab. in¿. Miros³aw KosiorekSzko³a G³ówna S³u¿by Po¿arniczej

Stany krytycznebezpieczeństwa pożarowego

Pożar jest to niekontrolowany w czasie rozkład termiczny materiałów palnych.Podstawowym procesem fizykochemicznym zachodzącym podczas pożaru jestprzebiegająca z dużą szybkością reakcja utlenienia, której towarzyszy wydzielanieznacznej ilości ciepła. Oddziaływania pożaru na budynek mają charakter oddziały-wań wyjątkowych.

W odróżnieniu od innych zjawisk wywołujących oddziaływania wyjątkowe [1],pożar charakteryzuje się następującymi dwiema cechami:

– w przeważającej liczbie przypadków (poza wyładowaniami atmosferycznymii wtórnymi skutkami, np. trzęsień ziemi) jest spowodowany zawsze działalno-ścią ludzką,

– jego oddziaływania nie mają charakteru bezpośrednich oddziaływań mecha-nicznych, lecz powoduje zmianę środowiska budynku i jego otoczenia, a od-działywania mechaniczne na konstrukcję mają charakter wtórny.

W wyniku pożaru następują zmiany: – warunków termicznych, – ciśnienia, – składu chemicznego atmosfery (zmniejszenie zawartości tlenu i toksyczność

produktów spalania), – zakresu widzialności (zadymienie). Czynniki te oddziałują na użytkowników i konstrukcję budynku, a także na jego

otoczenie. W pewnych przypadkach, np. pożarów rafinerii lub dużych składów che-micznych, pożar może być przyczyną silnego skażenia środowiska.

W odróżnieniu od spalania kontrolowanego, np. w piecu lub w kominku, któ-re określa się słowem „ogień”, pożar jest zjawiskiem przebiegającym żywiołowo,przy czym stan środowiska zmienia się w czasie i jest zróżnicowany w poszczegól-nych pomieszczeniach i częściach budynku. Stan ten zależy od szeregu czynni-ków i zdolności konstrukcji do przenoszenia obciążeń w warunkach silnych od-działywań termicznych, właściwości przegród budowlanych, rozwiązań prze-strzennych, rodzaju i ilości składowanych materiałów palnych, rodzaju i rozmiesz-czenia palnych materiałów budowlanych, a także od instalacji umieszczonych

15

w budynku i służących do tłumienia ognia (instalacje gaśnicze) i ograniczającychrozprzestrzenianie się dymu (wentylacja pożarowa).

Skutki pożaru w dużym stopniu zależą od szybkości reakcji użytkowników na za-grożenie oraz od czasu, jaki upłynie do chwili podjęcia zewnętrznej akcji gaśniczo--ratowniczej, a także od sposobu organizacji tej akcji zarówno przez osoby znajdu-jące się wewnątrz budynku, jak i przez ekipy zewnętrzne. Można zatem przyjąć, żeistotne znaczenie ma tu szybkość dostarczania i umiejętność wykorzystania infor-macji, które zapewniają systemy alarmowe wykrywające dym i wzrost temperatury,systemy łączności ze strażą pożarną oraz wewnętrzne systemy wizualno-akustyczneumożliwiające monitorowanie przebiegu pożaru i informowanie użytkownikówo stanie zagrożenia, kierowanie akcją ewakuacyjną.

Poziom bezpieczeństwa pożarowego określa wiele różnorodnych czynników tech-nicznych, organizacyjnych, kulturowych, socjologicznych i psychomotorycznych. Zale-ży on nie tylko od rozwiązań przestrzennych i konstrukcyjnych budynku, lecz także odsposobu i rodzaju użytych materiałów, jakości instalacji elektrycznych i ogrzewczych,umiejętności posługiwania się urządzeniami i materiałami, przezorności i kulturytechnicznej użytkowników, reakcji użytkowników i grup na sytuacje zagrożenia, orga-nizacji, wyszkolenia i wyposażenia służb ratowniczych, możliwości dotarcia do budyn-ku objętego pożarem. Wszystkich tych czynników nie da się ująć w formie parame-trycznej, pozwalającej na ocenę poziomu bezpieczeństwa pożarowego.

Pojęcie bezpieczeństwa pożarowego jest związane ściśle z charakterem przepi-sów obowiązujących w tym zakresie, przy czym można rozróżnić dwa krańcowo róż-ne sposoby ich formułowania [2]:

1) w postaci nakazów i zakazów odnoszących się do pewnych konwencjonalnychcharakterystyk,

2) w postaci wymagań użytkowych. W pierwszym przypadku przepisy mają w dużym stopniu charakter formal-

noprawny, a miarą bezpieczeństwa pożarowego jest zgodność wykonania budynkuz podanymi w nich wymaganiami. Miara ta jako koniunkcja wymagań o różnejistotności może przyjmować wyłącznie dwie wartości:

0 – jeżeli nie są spełnione którekolwiek z wymagań zawartych w przepisach,to bezpieczeństwo pożarowe w budynku nie jest zapewnione,

l – jeżeli są spełnione wszystkie wymagania zawarte w przepisach, to budy-nek jest bezpieczny.

W drugim przypadku miarą bezpieczeństwa pożarowego jest czas do osiągnię-cia stanów krytycznych:

– konstrukcji, – środowiska w pomieszczeniu i poszczególnych częściach budynku. Określone w dokumentach Unii Europejskiej [3] bezpieczeństwo pożarowe (wy-

maganie podstawowe nr 2) i znajdujące się w polskich przepisach wymaganiaszczegółowe nie są rozłączne, np. możliwość opuszczenia budynku jest związanazarówno z nośnością konstrukcji, rozprzestrzenianiem się ognia i dymu wewnątrzobiektu, jak i z bezpieczeństwem ekip ratowniczych. Wynika to stąd, że elementybudynku i wyroby mogą spełniać podczas pożaru kilka funkcji.

Dokumenty UE dotyczą wyrobów przeznaczonych do zastosowania w obiektachbudowlanych, a więc zarówno w budynkach, jak i budowlach inżynierskich.


16

Poziom bezpieczeństwa pożarowego regulują przepisy krajowe. Unia Europejskanie ingeruje w te przepisy i wbrew używanym niekiedy sformułowaniom „przepisyUnii Europejskiej”, przepisów takich nie ma. Są natomiast wymagania poszczegól-nych towarzystw ubezpieczeniowych, obecnie również polskich ubezpieczycieli, sie-ci handlowych lub hotelowych, międzynarodowych koncernów lub polskich firm,które w swoich obiektach, niezależnie od ich lokalizacji, chcą mieć zachowaneokreślone standardy. Nie mogą one wpływać na obniżenie wymagań wynikającychz polskich przepisów, często je przewyższają.

Oddzia³ywanie po¿aruPodczas pożaru budynek powinien spełniać pewne funkcje lub, inaczej mówiąc,

mieć pewne właściwości użytkowe, które umożliwiają ewakuację i ograniczą roz-miary strat materialnych. Te wymagania użytkowe sformułowano w punkcie 1.

Implikują one wymagania bardziej szczegółowe, dotyczące poszczególnych ele-mentów, jak i wyodrębnionych części budynku.

Nadrzędnym wymaganiem jest zapewnienie w określonym czasie nośności kon-strukcji budynku, co sprowadza się do ograniczenia wzrostu temperatury konstruk-cji. Tę funkcję użytkową zapewnia się przez ograniczenie wzrostu temperatury po-żaru bądź przez ograniczenie wzrostu temperatury konstrukcji lub przez stosowanieobu tych metod jednocześnie.

Ograniczenie wzrostu temperatury pożaru osiąga się za pomocą wewnętrznychinstalacji gaśniczych lub w wyniku zewnętrznej akcji gaszenia pożarowego, co po-woduje obniżenie poziomu oddziaływań termicznych.

Ograniczenie wzrostu temperatury konstrukcji, przy danym poziomie oddziały-wań, osiąga się przez ograniczenie dopływu ciepła lub przez odprowadzenie ciepła(chłodzenie).

Ograniczenie dopływu strumienia ciepła uzyskuje się przez izolowanie elemen-tów konstrukcji lub stosowanie substancji pochłaniających ciepło (przemiany fazo-we i procesy chemiczne).

Chłodzenie konstrukcji uzyskuje się za pomocą specjalnych instalacji wodnych(metoda ta stosowana jest rzadko i wyłącznie do chłodzenia zamkniętych profili sta-lowych) lub wykorzystując substancje wydzielające wodę w procesie ogrzewania.

W zależności od ogólnego planu budynków, z uwagi na ich bezpieczeństwo po-żarowe, możemy wyodrębnić następujące rodzaje budynków:

pierwszy – budynki, lub części budynków, zawierające wiele stosunkowo niewiel-kich pomieszczeń, z których wychodzi się na korytarz, a następnie na zewnątrzbudynku lub na klatkę schodową (rys. 1). Budynkami takimi są hotele, szkoły,szpitale i częściowo tradycyjne budynki administracyjno-biurowe; drugi – budynki z dużymi, otwartymi przestrzeniami wewnętrznymi, takimi jak:atria, antresole, przez które mogą się rozprzestrzeniać produkty pożaru (rys. 2);trzeci – budynki zawierające wielkoprzestrzenne pomieszczenia handlowe,wystawowe lub biurowe.

Stany krytyczne bezpieczeństwa pożarowego

17


18

Rys. 1. Obszary chronione w budynkach o typowym rozwi¹zaniu A – korytarz ewakuacyjny, B – klatka schodowa, C – winda dla ekip gaœniczo-ratowniczych, D – s¹-siad

Rys. 2. Przyk³ady rozwi¹zañ przestrzeni wewnêtrznych

W budynkach pierwszego rodzaju o strukturze pomieszczenie – korytarz – klatkaschodowa można wyodrębnić podczas pożaru następujące obszary funkcjonalne:

– pomieszczenia objęte pożarem, które można traktować jako punktowe źródłoognia,

– obszary chronione, na których nie powinien wystąpić stan graniczny, w czasiepotrzebnym do ewakuacji (korytarze, klatki schodowe),

– obszary bezpieczne, tj. obszary, w których nie powinien być osiągnięty stangraniczny bezpieczeństwa pożarowego przez cały okres trwania pożaru. Do ob-szarów takich zalicza się np. sale intensywnej terapii, sale operacyjne, częścibudynków wysokościowych, do których planuje się ewakuację etapową.

W pierwszym przypadku ograniczenie rozprzestrzeniania się ognia i dymu moż-na osiągnąć przez:

– dobór materiałów w pomieszczeniu w taki sposób, aby ich udział w rozwojupożaru był możliwie mały, czyli przez stosowanie materiałów o odpowiedniejklasyfikacji z uwagi na ich reakcję na ogień,

– zastosowanie w budynku takiej konstrukcji przegród budowlanych i zamknięćotworów, aby stanowiły one skuteczną barierę dla ognia, a także przez zasto-sowanie środków ograniczających rozprzestrzenianie ognia przez duże po-wierzchnie elewacji, dachów, a także instalacje jak specjalne przepusty kablo-we, klapy odcinające w przewodach wentylacyjnych itd.

W ramach inżynierii bezpieczeństwa pożarowego opracowywane są narzędziasłużące do racjonalnego projektowania budynków z uwzględnieniem instalacji. Me-tody te oparte są na zakładanych scenariuszach pożarowych. Dotyczą one budyn-ków o skomplikowanych rozwiązaniach przestrzenno-architektonicznych, dużychprzestrzeni handlowych.

Coraz wyraźniej zarysowuje się granica pomiędzy budynkami o tradycyjnych roz-wiązaniach: pomieszczenie – korytarz – klatka schodowa, dla których można sfor-mułować stosunkowo proste przepisy a grupą budynków o różnych rozwiązaniachprzestrzeni wewnętrznych (rys. 2), dla których przepisów w formie zakazów i naka-zów nie da się określić w sposób racjonalny.

Jako zasadę dotyczącą ograniczenia rozprzestrzeniania się ognia i dymu w bu-dynku przyjmuje się ochronę sąsiada i ochronę przed rozprzestrzenianiem się poża-ru między kondygnacjami. Dlatego też ściany między mieszkaniami, pokojami ho-telowymi, segmentami domów jednorodzinnych nie powinny ulec przedwcześniezniszczeniu. Z tego powodu stawia się także wymagania dotyczące odległości mię-dzy budynkami.

Aby zapobiec rozprzestrzenianiu się pożaru między kondygnacjami budynku,stawia się wymagania dotyczące ścian zewnętrznych, klatek schodowych, szybówwindowych i instalacyjnych.

W drugim przypadku zwykle część budynku jest rozwiązana podobnie, tzn. wy-dzielone są biura, pokoje hotelowe lub sklepy, z których prowadzą wyjścia na kory-tarze ewakuacyjne prowadzące na zewnątrz lub do klatek schodowych, natomiastprzestrzennie kondygnacje są połączone schodami i otworami o dużych powierzch-niach, znajdujących się w kolejnych stropach. Przestrzenie te przebiegające przezdwie, trzy lub wszystkie kondygnacje budynku nazywane są potocznie patiami lubatriami, chociaż rozwiązania te odbiegają od swoich pierwowzorów.


19

Sformułowane poprzednio zasady ogólne są realizowane w tym przypadku przezukierunkowanie przepływu dymu (rys. 3).

W dużych przestrzeniach handlowych podstawowym rozwiązaniemumożliwiającym ewakuację jest utrzymanie odpowiedniej wysokości o niewielkimnasyceniu dymem i lokalizację obszaru objętego ogniem i zadymionego. Uzyskujesię to przez system wentylacji pożarowej i kurtyn dymowych.

Pożar powoduje gwałtowną zmianę środowiska w budynku lub w jego części(rys. 4). Środowisko to oddziałuje na użytkowników, wyposażenie i konstrukcjębudynku.

Stan bezpieczeństwa pożarowego w danej chwili t = tp jest określony przez: – stan konstrukcji, – stan środowiska.


20

Rys. 3. Zasada zapewnienia ewakuacji z du¿ych przestrzeni handlowych1 – kurtyna dymowa

Rys. 4. Oddzia³ywania po¿aru

PO¯AR

GWA£TOWNA ZMIANA ŒRODOWISKA

ODPOWIED• BUDYNKU

ROZK£ADPRZESTRZENNY STANU

ŒRODOWISKAKONSTRUKCJA CZAS

Dla tego rodzaju budynków wystarczające są stosunkowo proste przepisy w for-mie wymagań dotyczących odporności ogniowej, szczelności i długości dróg ewa-kuacyjnych, oddymiania i wyrobów, które mogą być stosowane na drogach ewaku-acyjnych lub elementach, po których ogień może łatwo się rozprzestrzenić na dużeodległości (elewacje, wielkopowierzchniowe dachy, instalacje).

W budynkach o skomplikowanej strukturze należy sformułować wymaganiafunkcjonalne dotyczące nieprzekraczania w określonym czasie stanu krytycznegośrodowiska.

Rozpatrując oddziaływania pożaru, należy wyodrębnić: – oddziaływania na użytkowników:

– termiczne, przez promieniowanie i konwekcję, – fizjologiczne i związane z ograniczeniem widzialności,

– oddziaływania na konstrukcję: – termiczne, przez promieniowanie i konwekcję i w mniejszym stopniu w wyni-

ku przewodzenia, – mechaniczne, w wyniku wzrostu ciśnienia, – chemiczne (korozyjne produkty spalania i późniejszych reakcji), – wynikające ze zmiany składu atmosfery.

Czynniki oddziałujące na użytkowników mają charakter bezpośrednio fizjologiczny– wynikający ze wzrostu temperatury środowiska, promieniowania cieplnego i obec-ności drażniących lub toksycznych produktów spalania, psychologiczny – związanyz nagłym stanem zagrożenia oraz pośredni – spowodowany osłabieniem percepcji(ograniczenie widoczności wskutek zmian właściwości optycznych środowiska).

Podstawowym warunkiem uzyskania pożądanego poziomu bezpieczeństwa po-żarowego jest zapewnienie w określonym czasie t = tkr nośności konstrukcji.

Czas tkr może być określony w różny sposób wynikający ze sposobu użytkowaniabudynku. Może to być np. czas niezbędny do ewakuacji użytkowników czy rozpo-częcia akcji gaśniczo-ratowniczej. W przypadku np. budynków wysokościowych lubszpitali, z których całkowita ewakuacja nie jest możliwa, czas ten może obejmowaćcały okres trwania pożaru.

Wymaganie zapewnienia nośności konstrukcji budynku w ciągu określonegoczasu t = tkr można wyrazić wzorem:

gdzie:Efi,d – efekt oddziaływań w sytuacji pożarowej (uogólnione siły

wewnętrzne),Rfi,d,t – nośność konstrukcji w funkcji czasu określona np. przez

graniczne wartości uogólnionych sił wewnętrznych.Z uwagi na oddziaływanie środowiska pożaru na użytkowników i możliwości

ewakuacji w poszczególnych częściach budynków oznaczonych przez uogólnionewspółrzędne κ nie powinien być przekroczony w ciągu określonego czasu t <_ tκ, kr

stan krytyczny środowiska.


21

Efi,d ≤ Rfi,d,t dla t ≤ tkr

(1)

Zwykle κ oznacza obszary dyskretne w budynku, jak np. pomieszczenie, w któ-rym wybuchł pożar, korytarz, klatkę schodową, można je oznaczać κi.

Czas tkr, i jest różny dla poszczególnych obszarów κi, gdyż zwykle użytkownicyopuszczają najpierw pomieszczenie, w którym wybuchł pożar i pomieszczenie bez-pośrednio zagrożone, następnie korytarzem docierają do klatki schodowej. Jeżeliodpowiednio oznaczy się okresy czasu potrzebne do opuszczenia pomieszczenia(te1), korytarza (te2) i klatki schodowej (te3), to dla poszczególnych obszarów κi po-winny być spełnione nierówności:

Oznacza to, że czas do osiągnięcia stanu krytycznego środowiska w danym ob-szarze powinien być dłuższy od czasu ewakuacji z danego obszaru.

Z uwagi na oddziaływanie na użytkowników i charakterystyki optyczne dymu,przy których jest możliwa ewakuacja, istotne są następujące parametry środowiska:temperatura, strumień ciepła, stężenie produktów toksycznych i drażniących, spa-dek zawartości tlenu, zasięg widoczności.

Jeżeli przez Φ b i, j (t) oznaczymy zbiór wartości bezpiecznych wielkości określają-cych stan środowiska a przez Φ i, j (t) zbiór wartości określających stan środowiska,to wartości Φ i, j (t) powinny należeć do zbioru Φ b

i, j (t):

dla t <_ tκi, kr dla każdego obszaru i oraz j wielkości, przy czym warunek (1)powinien być spełniony dla t >_ max t κi,kr.

Wartości krytyczne z uwagi na poszczególne parametry podano w tabeli 1.


22

tκ1,kr ≥ te1

tκ2,kr ≥ te1 + te2

tκ3,kr ≥ te1 + te2 + te3t (2)

Φ i,j(t) ⊂ Φi,j (3)

PPaarraammeettrrTemperatura środowiskaPromieniowanie cieplneZawartość tlenuStężenie dymu (widzialność, toksyczność)

WWaarrttoośśćć kkrryyttyycczznnaaθ ≈ 60°C

Wkr ≈ (2÷2,5) kW/m2

O2 ≈ (10÷15)%Np. 1:1000

Tabela 1. Wartoœci krytyczne

Z uwagi na ewakuację i bezpieczeństwo ekip ratowniczych istota problemu po-lega na niedopuszczeniu do osiągnięcia w określonych obszarach fazy rozwiniętejpożaru (rys. 5) lub aby przedłużyć czas trwania dwóch pierwszych faz przy jedno-czesnym nieprzekroczeniu na określonej wysokości stanu granicznego środowiska.

PodsumowanieObecnie obszar bezpieczeństwa pożarowego w znaczącej części podlega decy-

zjom biurokratycznym. Tworząca się inżynieria bezpieczeństwa pożarowego umożliwia projektowanie

budynków z uwagi na cele funkcjonalne. Pozwala to na racjonalne projektowanieobiektów z uwagi na postawione cele, tj., że w określonym czasie budynek powinienspełniać podczas pożaru wymagania funkcjonalne. Wymagania te można określićprzez stan krytyczny nośności konstrukcji i stan krytyczny środowiska.

LLiitteerraattuurraa[1] Kosiorek M., Oddziaływanie pożaru na budynek, XIX Konferencja Naukowo-

-Techniczna Awarie budowlane, maj 1999. Tom 1: Referaty problemowe.

[2] Współczesne rozwiązania budynków a bezpieczeństwo pożarowe, XLIX Konfe-rencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN i Komitetu NaukiPZITB, Krynica 2003, Problemy Naukowo-Badawcze Budownictwa. Warszawa– Krynica, 14-19 września 2003. Tom 1: Budynki użyteczności publicznej.


23

Rys. 5. Poziomy oddzia³ywañ termicznychθ – temperatura, t – czas, θgn – temperatura wed³ug zale¿noœci standardowej, θg – temperaturaw pomieszczeniu

[3] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) Nr 305/2011 z dnia9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania doobrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG,opublikowane w dzienniku urzędowym Unii Europejskiej 4.04.2011.


24

STRESZCZENIE

SUMMARY

Toksycznoœæ œrodowiska po¿arowego

Autorka przedstawia nieczêsto podejmowany temat toksycznoœci, towarzy-sz¹cej po¿arom. Tymczasem dostêpne w innych krajach statystyki wskazu-j¹ na zwiêkszaj¹ce siê zagro¿enie ¿ycia i zdrowia ludzi w warunkach po¿a-ru w³aœnie toksycznymi produktami spalania i dymem, a nie oddzia³ywaniemp³omieni i wysokiej temperatury. Zwi¹zane jest to ze zmianami materia³owy-mi w wyposa¿eniu wnêtrz i w samych elementach budowlanych, ich wype³-nieniach i wykoñczeniu. Autorka przedstawia mechanizm powstawania tok-sycznych substancji lotnych w ró¿nych warunkach i fazach po¿aru, a tak¿esposób ich oddzia³ywania na organizm ludzki. W nawi¹zaniu do przepisówi dostêpnych norm podaje charakterystyki i podstawy klasyfikacji materia³ówi wyrobów budowlanych ze wzglêdu na toksycznoœæ ich produktów spalania.

* * *

Toxicity of fire environment

The author presents a rarely discussed problem of toxicity associated withfires. Meanwhile, in other countries, statistics show a growing threat tohuman life and health in case of fire coming from toxic products ofcombustion and smoke, and do not from the fire and high temperatures. Thisis due to major changes in the materials inside buildings and in structuralelements. The author presents the mechanism of formation of toxic volatilesubstances in different conditions and at different stages of fire developmentand their impact on the human body. Shows the characteristics of thebuilding materials and classification of products due to the toxicity of theirfire effluents, according to regulations and standards.

St. bryg. dr hab. Marzena Pó³ka prof. SGSPSzko³a G³ówna S³u¿by Po¿arniczej

Toksycznośćśrodowiska pożarowego

Toksyczność produktów rozkładu termicznego w środowisku pożarowym jestprzyczyną większości wypadków śmiertelnych. Powszechne stosowanie materiałówsyntetycznych do konstrukcji, wystroju i wyposażenia wnętrz zazwyczaj jeszcze bar-dziej zwiększa szybkość tworzenia się zagrożeń toksycznych w pomieszczeniu pod-czas pożaru [1-4]. Niebezpieczeństwo dla życia związane z toksycznością środowi-ska pożarowego związane jest głównie z szybkością ubytku masy paliwa w czasie[kg/s], ilością produktów rozkładu termicznego i spalania rozpraszanych w jednost-ce objętości, np. pomieszczenia [kg/m3], wydajności tworzenia w warunkach poża-rowych, substancji toksycznych i dymu z danych materiałów objętych pożarem (np.ilość kilogramów CO powstałych z kilograma materiału spalanego) czy też z rodza-jem i potencjałem toksyczności produktów spalania (np. stężenie i wielkość dawkiekspozycyjnej wywołującej określony efekt toksyczny) [1].

W Polsce komendy powiatowe i miejskie Państwowej Straży Pożarnej za pomo-cą oprogramowania zwanego systemem SWD obejmują zakresem funkcjonalnymi informacyjnym wszystkie obszary działalności PSP ze szczególnym uwzględnie-niem zadań realizowanych przez Wydziały Operacyjne. Podstawowym zadaniemsystemu SWD jest wspomaganie służby dyżurnej w obsłudze zgłoszeń i zdarzeń, ko-ordynacji działań ratowniczych oraz sporządzaniu dokumentacji z przeprowadzo-nych akcji. Oznacza to konsekwentnie, że po ukończonej akcji ratowniczej odpo-wiednie jednostki mają obowiązek m.in. wpisania prawdopodobnej przyczyny po-wstania pożaru, liczby osób poszkodowanych, rodzaju substancji, z którą bezpo-średnio związane było zdarzenie, jeśli oczywiście jednoznacznie można to stwierdzićna miejscu pożaru/zdarzenia. Obecnie przez jednostki PSP nie są prowadzone ana-lizy przyczyn zgonów po zdarzeniu, jak i nie jest w sposób statystyczny, szczegóło-wy śledzony los poszkodowanych po zdarzeniu. W Wielkiej Brytanii dane liczbowedo statystyk pożarowych są zbierane po każdej akcji; wypełniane są standardoweformularze przez wskazanych strażaków, jak również sprawdzany i notowany jest losposzkodowanych po zdarzeniu w instytucjach medycznych [2]. Statystyki te mogąbyć przyjęte do reprezentowania większości krajów północnoeuropejskich. Diagram(rys. 1) ukazuje przyczyny śmierci w pożarach w Wielkiej Brytanii. W wielu przypad-kach nie było możliwe jednoznaczne wskazanie przyczyny śmierci ze względu na to,

27

że ofiara była bardzo spalona lub też miała wysoki poziom karboksyhemoglobinywe krwi. Osoba znajdująca się w pożarze może spotkać się z następującymi skut-kami:

nadwyrężenie wzroku, ból i trudności w oddychaniu z powodu inhalacji dymemoraz toksynami, podrażnione oczy i drogi oddechowe. Poparzenie płuc; uśpienie od inhalacji narkotycznymi gazami, powodujące drgawki i utratęświadomości;ból spowodowany ekspozycją cieplną, prowadzący do spalenia skóry i dróg od-dechowych, upadek, a w końcu i śmierć.

Zakładając, że wśród ofiar, które ucierpiały z powodu nieokreślonych przyczyn,większość stanowi działanie toksycznych gazów i dymu, można więc stwierdzić, żetoksyczność produktów spalania jest odpowiedzialna za ponad 50% ofiar śmiertel-nych pożarów w Wielkiej Brytanii.

Chociaż większość ofiar śmiertelnych w czasie pożaru spowodowana jest toksycz-nym oddziaływaniem produktów spalania na człowieka, to jednak znaczna częśćprowadzonych badań skupia się na zmniejszaniu palności materiałów oraz szybko-ści rozwoju pożarów. Rosnące zapotrzebowanie na środki opóźniające spalaniemateriałów syntetycznych polimerowych często doprowadza do zwiększenia ilościi jakości wydzielanych substancji toksycznych i drażniących. Należy rozważyć stosu-nek między korzyściami płynącymi z zastosowania antypirenów zmniejszających


28

Nieo kreœlon e

Inne

Gazy po¿arowe oraz dym

P³omienie

P³omienie, gazy po ¿arowe o raz dym

Rys. 1. Przyczyny ofiar œmiertelnych w czasie po¿arów w Wielkiej Brytanii [2]

palność materiałów a niebezpieczeństwem, jakie ze sobą niosą pod względem tok-syczności produktów rozkładu termicznego i spalania.

Mimo że każdy z pożarów można uznać za niepowtarzalny, to przebieg procesuspalania i wydajność toksycznych produktów rozkładu termicznego zależy od kilkuczynników. Do najważniejszych z nich należy skład chemiczny i forma materiałów,temperatura materiałów i otoczenia oraz stężenie tlenu w pomieszczeniu (lubw otoczeniu).

Fazy oraz typy przebiegu po¿aruPożar można scharakteryzować przez poszczególne fazy oraz typy przebiegu. Na

rysunku 2 ukazano przykład pożaru przechodzącego wszystkie główne fazy.W początkowej fazie rozwoju pożaru materiały palne bardzo często ulegają spala-niu bezpłomieniowemu. Proces spalania bezpłomieniowego w pewnych przypad-kach może mieć charakter żarzenia. Po dokładnie niezdefiniowanym okresie możenastąpić zapłon produktów rozkładu termicznego, w wyniku którego proces spala-nia bezpłomieniowego zamienia się w spalanie płomieniowe. Podczas początkowe-go okresu spalania płomieniowego, kiedy ogień jest mały w porównaniu z wielko-ścią pomieszczenia, pożar jest zazwyczaj dobrze wentylowany, dzięki dużej ilościpowietrza podtrzymującego spalanie. Proces ten często prowadzi do szybkiego roz-woju pożaru w pomieszczeniu aż do momentu, kiedy rozwój pożaru jest ograniczo-ny albo przez szybkość dostarczania paliwa (pożar z kontrolowanym paliwem) lubprzez szybkość dostarczania powietrza (pożar z kontrolowaną wentylacją). Na tym

Toksyczność środowiska pożarowego

29

Rys. 2. Wyidealizowana krzywa rozwoju po¿aru [6]

okres indukcji

dob

rze

wen

tylo

wan

e sp

alan

ie p

³om

ieni

owe

gaœniêcie po¿aru

zap³on produktów rozk ³adu termicznego

po¿ar kontrolow any przez w entylacjê

po¿ar kontrolow any iloœc i¹ i sk³adem paliwa

Tem

pera

tura

gór

nej w

arst

wy

dym

u (p

o¿ar

u)

Czas trwania po¿aru

etapie pożar osiąga stan prawie ustabilizowany i pozostaje w tej formie aż do mo-mentu, kiedy paliwo albo dostępne powietrze zostanie zużyte. Następnie ogieńw pomieszczeniu słabnie lub ewentualnie gaśnie. W zależności od warunków (ze-wnętrznych i wewnętrznych) każdy pożar może pozostać na jednym z tych etapówprzez określony czas. Proces ten może wiązać się z konkretnym typem pożaru; bez-płomieniowym (tlącym się) słabo lub dobrze wentylowanym, rozwijającym się, kon-trolowanym przez ilość paliwa lub wydajność wentylacji [5, 6].

Pożary przebiegające w pełnej skali (jak na przykład pożary w budynkach) za-zwyczaj są kontrolowane przez wentylację. W ograniczonej wentylacji (ubogiejw tlen) tworzące się toksyczne produkty spalania są przeważnie bardziej toksyczneniż te, które powstają w warunkach dobrej wentylacji (z kontrolowanym paliwem).Ilość i rodzaj powstających substancji toksycznych podczas spalania większości ma-teriałów istotnie zależy od warunków rozwoju pożaru.

Podczas spalania bezpłomieniowego ilość powstających substancji toksycznychjest znacznie większa, natomiast szybkość spalania i rozwoju pożaru są wolniejsze.Spalanie bezpłomieniowe uważa się za etap pożaru stwarzający największe zagro-żenie toksyczne. Do głównych produktów rozkładu termicznego i spalania odpowie-dzialnych za wypadki śmiertelne lub obezwładnienia należą:

narkotyczne (usypiające) – CO, CO2, HCN i ubytek stężenia O2 w warunkachpożarowych (z małymi ilościami tlenków azotu), drażniące – nieorganiczne kwaśne gazy – HCl, SOx, NOx, kwasy fosforowe, or-

ganiczne związki drażniące i cząstki dymu. Najczęstszą przyczyną zatruć spowodowanych produktami rozkładu termicznego

i spalania w budynkach w pożarach (lub na skutek wadliwej instalacji wentylacyj-nej) jest inhalacja tlenkiem węgla.

Etapy spalaniaPoniżej (tab. 1) przedstawiono charakterystykę poszczególnych etapów spalania

w pożarze wraz z charakterystyką toksycznych produktów spalania. Niebezpiecznestężenia najważniejszych gazów toksycznych powstających podczas pożaru w zależ-ności od warunków wentylacji pokazano w tabeli 2. Niebezpieczne skutki oddziały-wania drażniących kwaśnych gazów (HF, HBr, HCl, SO2) oraz drażniących sub-stancji organicznych (akroleiny, formaldehyd i inne substancje organiczne drażnią-ce) pokazują się natychmiast, w zależności od stężenia ekspozycji. Duszące i nar-kotyczne efekty działania tlenku węgla i cyjanowodoru oraz śmiertelne urazy płuc,spowodowane podrażnieniem, ujawniają się nawet po długim czasie od momentuwystawienia na działanie tych substancji.

Szacunki wartości stężeń decydujących o natychmiastowym obezwładnieniuosób, w czasie 30 minut ekspozycji na poszczególne gazy, zostały zaprezentowaneprzez podanie wartości LC50 (LC50 jest to wartość stężenia wybranej toksyny powo-dującej śmiertelność 50% osobników, np. szczurów lub myszy). Ilość powstającychgazów toksycznych oraz produktów rozkładu zawierających azot zależy od propor-cji składników wchodzących w skład spalanego materiału oraz wydajności spalania(współczynnika stopnia przereagowania). Generalnie wartość stopnia przereago-


30

wania materiału palnego w produkty spalania jest duża dla kwaśnych gazów zawie-rających atom halogenu.

Większość produktów rozkładu termicznego zawierających atom azotu w wyso-kich temperaturach występuje w postaci N2, ale przy dobrze wentylowanych warun-kach spalania znaczna część uwalniana jest jako tlenki azotu (głównie NO),a w warunkach spalania o zmniejszonej ilości tlenu jako HCN.

Ilości wydzielanego tlenku węgla są bardzo niskie w warunkach dobrej wentyla-cji (przy braku halogenów), ale znacznie wzrastają w warunkach słabej wentylacji.Akroleina i formaldehyd są tworzone głównie z materiałów celulozowych w warun-kach rozkładu bezpłomieniowego, ale produkty rozkładu przy słabej wentylacji za-wierają również inne drażniące substancje organiczne [6].

Obecnie w Polsce do badania toksyczności produktów rozkładu termicznegoi spalania stosuje się metodę badawczą opartą na PN-88/B-02855. Badane mate-


31

Tabela 1. Klasyfikacja etapów po¿aru na podstawie ISO 19706

EEttaapp ppoożżaarruu

SSppaallaanniiee bbeezzppłłoommiieenniioowwee

1a. Samopodtrzymują-ce tlenie

1b. Rozkład termicznyw warunkach utlenia-jących od zewnętrzne-go strumienia ciepła

1c. Beztlenowa piroli-za od zewnętrznegostrumienia ciepła

2. Dobrze wentylowa-ne spalanie płomie-niowe

3a. Słaba wentylacja,pożar w pomieszcze-niu3b. Spalanie po roz-gorzeniu w pomiesz-czeniu

0-30

50-150

300-600

350-650

50-500

>600

15-20

<15

5-10

<5

>1

>1

0,2-0,4

0,1-0,4

70-80

70-90

SSłłaabboo wweennttyylloowwaannee ssppaallaanniiee ppłłoommiieenniioowwee

0 do 60 350-650 50-500 ~20 0-20 <1 <0,05 >95

DDoobbrrzzee wweennttyylloowwaannee ssppaallaanniiee ppłłoommiieenniioowwee

–

– 300-600

100-500 0 0 –

20 20 –

– 450-800 25-85 20 0-20 – 0,1-1 50-90

Ciepło[kWm-2]

Maksymalnatemp. [°C]

paliwo

wew-nątrzpo-

miesz-czenia

dym

na zew-nątrzpo-

miesz-czenia

Tlen [%]Współ-czynnikrówno-ważni-kowy Ο/

Vco/Vco2

Wydaj-ność

spala-nia [%]

riały budowlane są spalane w trzech temperaturach – 450, 550, 750°C – co odpo-wiada ekspozycjom cieplnym występującym na początku, w fazie przedrozgorzenio-wej i porozgorzeniowej w pożarze. Własności toksyczne produktów rozkładu i spa-lania materiałów na podstawie [7] klasyfikuje się do odpowiednich grup wedługkryteriów zamieszczonych w tabeli 3.

Zgodnie z wymaganiami § 258.1. [8] w strefach pożarowych ZL I, ZL II, ZL IIIi ZL V stosowanie do wykończenia wnętrz materiałów i wyrobów łatwo zapalnych,których produkty rozkładu termicznego są bardzo toksyczne lub intensywnie dymią-ce, jest zabronione.

Również zgodnie z § 261 [8] w pomieszczeniach przeznaczonych do jednocze-snego przebywania ponad 200 osób dorosłych lub 100 dzieci, w których miejscado siedzenia są ustawione w rzędach, powinny mieć: fotele i inne siedzenia trudno zapalne oraz niewydzielające produktów rozkładu

i spalania, określonych jako bardzo toksyczne, zgodnie z Polską Normą dotyczącą

badań wydzielania produktów toksycznych; określenie trudno zapalny przypisuje się

fotelom i innym siedzeniom, które nie ulegają postępującemu tleniu i spalaniu pło-

mieniowemu w warunkach określonych Polską Normą dotyczącą badania zapalno-

ści mebli tapicerowanych (…).

* wartości stężeń podane w nawiasach dotyczą skutku toksyny w postaci śmierciw ekspozycji 30 min


32

Tabela 2. G³ówne stê¿enia sk³adników gazów po¿arowych dra¿ni¹cych i dusz¹cych decyduj¹ceo obezw³adnieniu i skutkach œmiertelnych w 30-minutowej ekspozycji (zgodnie z ISO 13571 i ISO13344)

Tabela 3. Kryteria klasyfikacji w³asnoœci toksycznych produktów rozk³adu i spalania [7]

WWyyddaajjnnoośśccii pprroodduukkttóówwnniieezzaalleeżżnnee oodd wwaarruunnkkóóww

ppoożżaarruu

HF 500 (2900 ppm)*

HBr 1000 (3800 ppm)

HCl 1000 (3800 ppm)

WWyyddaajjnnoośśccii pprroodduukkttóówwmmaalleejjąąccee pprrzzyy zzmmnniieejjsszzaanniiuu

ssttooppnniiaa wweennttyyllaaccjjii

CO2 ~7%, ~10% zastępuje O2

i powoduje wzrost szybkościoddychania

SO2 150 (1400ppm)

NO2 170 (250 ppm)

WWyyddaajjnnoośśccii pprroodduukkttóówwwwzzrraassttaajjąąccee pprrzzyy zzmmnniieejjsszzaanniiuu

wweennttyyllaaccjjii

WWLLCC5500SSMM

<_15

>15<_40

>40

WWłłaassnnoośśccii ttookkssyycczznnee pprroodduukkttóóww rroozzkkłłaadduuii ssppaallaanniiaa mmaatteerriiaałłóóww

Bardzo toksyczne

Toksyczne

Umiarkowanie toksyczne

CO 1170 (5700 ppm)

Akroleiny 30 (150ppm)Formaldehyd 250 (750 ppm)

Aromatyczne, aldehydy, ketonyetc.

HCN 82 (160 ppm)

Podsumowanie Toksyczność produktów rozkładu termicznego w środowisku pożarowym jest

przyczyną większości wypadków śmiertelnych, gdyż zastosowanie nieodpowiednichmateriałów na drogach ewakuacji, jak i w mieszkaniach stwarza szczególne zagro-żenie dla osób mogących przebywać w budynku i mających opuścić budynek nawypadek pożaru.

Należy tu zwrócić uwagę na fakt, że produkty rozkładu termicznego i spalanianp. bezwonny tlenek węgla mogą być wydzielane nie tylko w czasie pożaru, lecztakże tam, gdzie spalanie jest zamierzone jako sposób na wytwarzanie ciepłai ogrzewanie domów. I że środki ostrożności muszą być adekwatne do (śmiertelne-go) zagrożenia. Nic nie zastąpi tzw. zdrowego rozsądku przy stosowaniu urządzeńgrzewczych zgodnie z instrukcją producenta nakazującego zachowanie bezpiecznejodległości od wszelkich materiałów palnych. Przytoczone na wstępie statystyki wy-padków śmiertelnych w pożarach również powinny skłonić użytkowników budynkówdo zastosowania w miejscach szczególnie narażonych na obecność produktów spa-lania, głównie tlenku węgla, czujników, które zaalarmują o nadchodzącym zagro-żeniu. Również wskazuje to jednoznacznie na potrzebę gromadzenia w Polsceszczegółowych informacji o losie poszkodowanych wskutek pożarów, przyczynachich zgonu i uwzględniania tych danych w statystykach popożarowych, co mogłybypomóc później w działaniach prewencyjnych.

LLiitteerraattuurraa[1] Brandys J., Toksykologia wybrane zagadnienia, Wydawnictwo Uniwersytetu

Jagiellońskiego, Kraków 1999 r.[2] Communities and Local Government, Fire Statistics, UK, London 2006 r.[3] Piotrowski J., Podstawy toksykologii, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne,

Warszawa 2006 r.[4] Pitts W.M., Progress Energy Combustion Sci. 21, 1995 r.[5] Praca zbiorowa, 4th edition SFPE Handbook of Fire Protection Engineering,

National Fire Protection Association, 2015 r.[6] Stec A., Hull R., Fire Toxicity, Whoodhead Publishing, 2010 r.[7] PN-88/B-02855:1988 Metoda badania wydzielania toksycznych produktów

rozkładu i spalania materiałów (wycofana z PKN w 2015 r. – alezamieszczona w rozporządzeniu ministra infrastruktury).

[8] Rozporządzenie ministra infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie

warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich

usytuowanie (Dz.U. nr 75, poz. 690 z późn. zm.) [ZAP 2]*.


33

* Liczby w nawiasie kwadratowym oznaczają numer kodu wynikającego ze Zbioru AktówPrawnych (ZAP) związanych z budownictwem, odrębne wymiennokartkowe wydawnictwoPOLCEN, aktualizowane kwartalnie.

STRESZCZENIE

SUMMARY

Oddzia³ywania na konstrukcje w warunkach po¿aru (wed³ug PN-EN 1991-1-2)

Autor omawia oddzia³ywania po¿arowe, które trzeba uwzglêdniæ w projekto-waniu konstrukcji budowlanych, by zapewniæ im wymagan¹ odpornoœæogniow¹. Wychodz¹c od kryteriów noœnoœci, izolacyjnoœci i szczelnoœciogniowej, opisuj¹cych tê w³aœciwoœæ u¿ytkow¹, podaje ogólne zasady usta-lania oddzia³ywañ i kolejne etapy projektowania konstrukcji, pos³uguj¹c siêzapisami normy PN-EN 1991-1-2. Ta norma jest jedn¹ z serii, tzw. Euroko-dów, które zgodnie z polskimi przepisami techniczno-budowlanymi mog¹byæ wykorzystywane w projektowaniu i s¹ przywo³ane w Za³¹czniku nr 1 doRozporz¹dzenia w sprawie WT. Autor wskazuje na ró¿nice w projektowaniukonstrukcji metod¹ tradycyjn¹ z bazuj¹cymi na in¿ynierii bezpieczeñstwapo¿arowego, przedstawiaj¹c przy tym w skrócie wszystkie dostêpne normyz tego zakresu.

* * *

Actions on structures exposed to fire (according to PN-EN 1991-1-2)

The author discusses actions on structures exposed to fire, which must betaken into account in the design of building structures in order to providethem with the required fire resistance. Starting from fire resistance criteria:stability, insulation and integrity, he gives general rules specifyinginteractions and subsequent stages of designing the structure, using theprovisions of the standard PN-EN 1991-1-2. This standard is one ofEurocodes series, and according to Polish law, it can be used in design asit is listed in Annex 1 of the WT Regulation. The author points out to thedifferences between traditional way of the designing and the method basedon fire safety engineering, according to PN-EN standards available.

Prof. dr hab. in¿. Antoni Biegus

Fragment z ksi¹¿ki z serii VADEMECUM PROJEKTANTA tom 1. pt. Podstawyprojektowania konstrukcji budowlanych wydawnictwa POLCEN (www.polcen.com.pl).

Oddziaływania na konstrukcje w warunkach pożaru(według PN-EN 1991-1-2)

W ocenie niezawodności konstrukcji, analizując stan graniczny nośności, należybadać nie tylko kryteria bezpieczeństwa związane z wytrzymałością w trakcie „nor-malnej” eksploatacji, lecz także kryteria odporności ogniowej (w sytuacji wyjątko-wej). Bezpieczeństwo pożarowe jest więc podstawowym wymaganiem, które musispełniać obiekt budowlany. Ponadto, zgodnie z PN-EN 1990, stany graniczne no-śności (stany poprzedzające katastrofę, które dla uproszczenia uważane są za sa-mą katastrofę) odnoszą się do bezpieczeństwa ludzi i/lub bezpieczeństwa konstruk-cji, a w niektórych okolicznościach dotyczą także ochrony zawartości budowli (któ-rej wartość może być bardzo duża).

Ognioodporność jest wyrażana jako czas tfi, d, w którym element obiektu budow-lanego (nośny lub/i osłonowy) może wytrzymać działanie ognia, nie tracąc swojejokreślonej funkcji (elementu nośnego lub/i elementu oddzielającego). Klasyfikujesię ją za pomocą następujących kryteriów właściwości:

nnoośśnnoośśccii RR (fire resistance), która jest wytrzymałością elementu nośnego nadziałanie ognia podczas trwania pożaru, bez utraty stateczności konstrukcyj-nej; iizzoollaaccyyjjnnoośśccii II (fire isolation), która jest zdolnością elementu oddzielającegopoddanego działaniu ognia z jednej strony, do ograniczenia wzrostu tempera-tury powierzchni nieosłoniętych poniżej określonych wartości granicznych wy-noszących 140°C (średnio) i 180°C (maksymalnie), w celu zapobieżenia zapło-nowi na powierzchniach przyległych; sszzcczzeellnnoośśccii EE (fire etacheite), która jest zdolnością elementu oddzielającego,poddanego działaniu ognia z jednej strony, do ograniczenia powstania szcze-lin o znacznych rozmiarach, w celu zapobieżenia przenikania gorącego gazui rozprzestrzeniania ognia na przyległe pomieszczenia.

Odporność ogniową elementów konstrukcyjnych tfi,d mierzy się czasem wyrażo-nym w minutach, który upływa od powstania pożaru do momentu osiągnięcia jed-

35

nego z podanych stanów granicznych. Dlatego w przepisach przeciwpożarowych,zależnie od klasy użytkowej budynku, wymagania odporności ogniowej tfi, d, reqjego elementów wynoszą: 15 min (R 15), 30 min (R 30), 60 min (R 60), 120 min(R 120) lub 240 min (R 240)1. Powinna ona być zawsze co najmniej równa odpo-wiednim wartościom obliczeniowego czasu ekspozycji pożarowej, odpowiadającejwymaganemu okresowi utrzymania nośności tfi, d, req, który jest określony przezkrajowe przepisy przeciwpożarowe.

Zestaw takich wymagań, jednoznacznie określonych dla wszystkich części ustro-ju nośnego i jego wypełnienia, charakteryzuje klasę odporności pożarowej przypi-saną całemu budynkowi. Wymagania dotyczące odporności ogniowej budynkówpodano w [1].

Oceniając odporność ogniową konstrukcji, bada się stan graniczny jej nośnościogniowej, który polega na zniszczeniu materiału lub przekroczeniu dopuszczalnychwartości odkształceń. Najważniejszą częścią tej analizy jest więc określenie punktugranicznego, którego nie mogą przekroczyć elementy konstrukcji, gdyż prowadzi todo nieodwracalnych konsekwencji dotyczących bezpieczeństwa budowli.

Konstrukcje staloweNajbardziej wrażliwe na oddziaływania wysokiej temperatury występującej w wa-

runkach pożaru są konstrukcje stalowe. Stal jest materiałem konstrukcyjnym, któ-rego właściwości ulegają bardzo dużym zmianom w warunkach oddziaływania po-żaru. Niezabezpieczone ognioochronnie kształtowniki stalowe już po 10-15 min na-grzewania w warunkach pożaru standardowego osiągają temperaturę około700°C. W tej temperaturze następuje zmniejszenie wytrzymałości stali do około23% jej wytrzymałości w temperaturze normalnej, a także redukcja wartości modu-łu sprężystości podłużnej o 83% w stosunku do tego parametru w temperaturzenormalnej, co w konsekwencji prowadzi do wyczerpania nośności konstrukcji (awa-rii lub katastrofy).

Zmianę granicy plastyczności i współczynnika sprężystości podłużnej stali w pod-wyższonej temperaturze zilustrowano na rys. 1. Analizując ten rysunek, należy zwró-cić uwagę, że granica plastyczności stali w temperaturze 400°C zmniejsza sięo około 33%. Nośność elementu stalowego pod obciążeniem normowym zostajewówczas całkowicie wyczerpana. Współczynnik sprężystości podłużnej w tej tempe-raturze zmniejsza się o około 20%, powodując zmniejszenie sztywności EI elemen-tów zginanych i ściskanych, co prowadzi do zwiększenia ich ugięć lub redukcji no-śności krytycznej niestateczności ogólnej i miejscowej.

W zależności od ilości i rodzaju palących się materiałów w pomieszczeniu orazintensywności odpływu spalin i właściwości termoizolacyjnych przegród, temperatu-ra spalin podczas pożaru w obiekcie może wynosić od 800 do 1600°C. Czas na-grzewania się nieosłoniętych elementów stalowych do temperatury krytycznej (wy-noszącej od 500 do 800°C), w której tracą one prawie całkowicie swoją nośność


36

1 W polskich przepisach zakłada się scenariusz pożarowy wg krzywej standardowej, co oznacza,że klasa odporności ogniowej R xx nie jest równa funkcji nośnej przez xx min w przypadku innegopożaru.

(gdy obciążenie konstrukcji jest równe normatywnemu), wynosi od kilku do kilkuna-stu minut.

Projektowanie z uwagi na warunki po¿aroweW PN-EN 1991-1-2 podano ogólne zasady ustalania oddziaływań w warunkach

pożaru. Projektowanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe obejmuje nastę-pujące etapy:

– wybór właściwych scenariuszy pożarowych; – ustalenie odpowiadających im pożarów obliczeniowych; – obliczenia przebiegu temperatury w elementach konstrukcyjnych; – obliczenia mechanicznego zachowania się konstrukcji poddanej oddziaływa-

niu wysokiej temperatury w trakcie pożaru. Zastosowane modele pożarów obliczeniowych zależą od przyjętych scenariuszy

pożarowych. Scenariusz pożarowy powinien uwzględniać zachowanie się całej kon-strukcji, jej podzespołu lub elementu w warunkach pożaru, a także model zmianytemperatury wewnątrz obiektu. W jego identyfikacji należy więc brać pod uwagęczynniki wpływające na przebieg pożaru, jak na przykład rodzaj materiałów wypeł-niających, izolujących, czy też wyposażenie obiektu.

W obliczeniach konstrukcji w warunkach pożaru należy analizować modele od-

Oddziaływania na konstrukcje w warunkach pożaru

37

Rys. 1. W³aœciwoœci mechaniczne stali w podwy¿szonej temperaturze

wsp

ó³cz

ynni

k sp

rê¿y

stoœ

ci M

Pa

noszące się do jednej strefy pożarowej (jednego pomieszczenia wydzielonegoogniowo).

Na rys. 2 przedstawiono przykład scenariuszy pożarowych hali. W tej pięciona-wowej hali zastosowano 2 ściany przeciwpożarowe, wydzielając w ten sposób3 strefy pożarowe (rys. 2a). W analizowanym przypadku należy rozpatrzeć 3 scena-riusze wystąpienia pożaru: w strefie 1 (rys. 2b), w strefie 2 (rys. 2c) oraz w strefie3 (rys. 2d).

Stosowane w analizie modele pożarów obliczeniowych zależą od przyjętych sce-nariuszy pożarowych (od możliwości rozgorzenia pożaru). W PN-EN 1991-1-2 po-dano modele:

pożaru lokalnego, gdy rozgorzenie jest mało prawdopodobne i w którym przyj-muje się nierównomierny rozkład temperatury w funkcji czasu (metodę obli-czania oddziaływań termicznych podano w Załączniku C w PN-EN 1991-1-2); pożaru strefowego, w którym przyjmowany jest równomierny rozkład tempera-tury w funkcji czasu (metodę obliczania temperatury gazu podano w Załączni-ku A i B w PN-EN 1991-1-2 – odpowiednio dla elementów wewnętrznych i ze-wnętrznych strefy pożarowej); zaawansowane modele pożaru, w których


38

Rys. 2. Scenariusze po¿arowe hali piêcionawowej z 3 strefami po¿arowymi

uwzględniane są fizyczne właściwości gazu, a także wymiana masy i energiipodczas procesu spalania (metody obliczania oddziaływań termicznych w jed-nostrefowych scenariuszach pożaru, pożarze dwustrefowym i w modelach nu-merycznych, uwzględniających przebieg zjawisk w czasoprzestrzeni, opisanow Załączniku D w PN-EN 1991-1-2, a metodę określenia wartości obliczenio-wej gęstości obciążenia ogniowego i szybkości wydzielania ciepła podanow Załączniku E w PN-EN 1991-1-2); Załącznik F w PN-EN 1991-1-2 dotyczyokreślania równoważnego czasu oddziaływania pożaru, a Załącznik G w PN-EN 1991-1-2 – zasad przyjmowania współczynników konfiguracji.

Oddzia³ywanie termiczne po¿aru na konstrukcjêPożar jest niekontrolowanym, samoistnym procesem spalania materiałów orga-

nicznych, jak również nieorganicznych. Jest to bardzo złożone zjawisko, które obej-muje różne rodzaje reakcji chemicznych. W trakcie pożaru uwalniana jest energiacieplna w postaci płomieni i dymu w strefie ogniowej budynku. Temperatura gazuθg w tej strefie gwałtownie wzrasta. Zgodnie z EN 1991-1-2 do celów projektowa-nia z uwagi na warunki pożarowe oddziaływanie pożaru jest przedstawione w po-staci funkcji wzrostu temperatury w czasie, tj. krzywych temperatura – czas (θg – t).

W analizie konstrukcji oddziaływanie termiczne określa strumień ciepła netto napowierzchnię elementu, będący sumą strumieni konwekcyjnego h

.net, c i radiacyjne-

go h.net, r.

Zaleca się, aby konwekcyjny strumień ciepła netto ustalać na podstawie zależ-ności:

h.net, c = αc (θg-θm) (1)

w której:

αc – współczynnik przejmowania ciepła przez konwekcję [W/ (m2·K)], θg – temperatura gazu w otoczeniu elementu poddanego działaniu pożaru

[°C],θm – temperatura powierzchni elementu [°C].

Radiacyjny strumień ciepła netto przypadający na jednostkę powierzchni ele-mentu określa się ze wzoru:

h.net, r. = φεmεfσ[(θr + 273)4 – (θm + 273)4] (2)

w którym: φ – współczynnik konfiguracji, εm – emisyjność powierzchni elementu, εf – emisyjność ognia, σ – stała Stefana Boltzmanna, σ = 5,67·10-8 W/(m2·K4),


39

θr – efektywna temperatura promieniowania środowiska pożaru [°C], θm – temperatura powierzchni elementu [°C].

W PN-EN 1991-1-2 podano zasady określania parametrów we wzorach (1) i (2). Temperaturę gazu θg podczas spalania przyjmuje się na podstawie: nominal-

nych krzywych temperatura – czas (θm – t) lub parametrycznych krzywych tempera-tura – czas (θm – t).

Wśród krzywych nominalnych temperatura – czas (przyjęto, że temperatura jestfunkcją niemalejącą czasu jak w przypadku pożaru rozwiniętego) rozróżnia się krzy-wą standardową, krzywą pożaru zewnętrznego oraz krzywą węglowodorową(rys. 3).

W PN-EN 1991-1-2 nominalne krzywe zależności temperatura gazu spalinowe-go – czas (θg – t) określają zależności:

pożar standardowy (według ISO 834-1995 [51])

θg = 20 + 3451og10 (8t + l) (3)

pożar zewnętrzny (pożar mniej gwałtowny od pożaru standardowego, związa-ny z wydostawaniem się ognia na zewnątrz budynku i oddziałujący na elewa-cje budynków)


40

Rys. 3. Krzywe po¿aru standardowego, wêglowodorowego, zewnêtrznego oraz parametrycznegowed³ug PN-EN 1991-1-2

krzywa po¿aru zewnêtrznego

θg = 660 (1 – 0,687e-032t – 0,313e-3,8t) + 20 (4)

pożar węglowodorowy paliw (w zbiornikach paliw, wieżach wiertniczych paliwitp.; pożar przebiegający zwykle z większą intensywnością)

θg =1080 (1 – 0,325e-167t – 0,675e-2,5t) +20 (5)

w których: θg – temperatura gazu w strefie pożarowej [°C], t – czas [min].

Z analizy rys. 3 oraz wzorów (3), (5) wynika, że temperatura gazu spalinowegoθg jest jedynie funkcją czasu i rośnie monofonicznie (nie ma fazy stygnięcia).

W wyznaczaniu parametrycznej krzywej temperatura – czas (θg – t) (por. rys. 3) bie-rze się pod uwagę warunki wentylacji w rozpatrywanej przestrzeni, właściwości termicz-ne granicy strefy pożarowej, a także obciążenie ogniowe, tj. sumę energii termicznychuwalnianych w przestrzeni przy spalaniu wszystkich materiałów palnych (znajdującychsię w obiekcie i wbudowanych w elementy budowlane). Pożar o modelu parametrycz-nym obejmuje fazy nagrzewania, chłodzenia oraz zaniku, co dokładniej odwzorowujewłaściwości pożaru naturalnego. Dlatego krzywa parametryczna lepiej modeluje rze-czywiste zmiany temperatury w przestrzeniach objętych pożarem niż krzywa standardo-wa. W Załączniku A normy PN-EN 1991-1-2 określono parametryczną krzywą tempe-ratura – czas (θg – t) stref pożarowych o powierzchni 500 m2.

Na rys. 4 przedstawiono ogólne zachowanie elementu konstrukcyjnego podwpływem pożaru standardowego oraz występujących oddziaływań zewnętrznych.Na skutek szybkiego wzrostu temperatury gazu θg uwolniona podczas pożaru ener-gia cieplna (tj. oddziaływanie termiczne) przekazuje się na powierzchnię elementukonstrukcyjnego, ogrzewając go. W rezultacie temperatura stalowego elementuθa, t wzrasta (por. rys. 2), a w wyniku degradacji wytrzymałości materiału (por. rys.1) jego nośność Rfi, d, t zmniejsza się. W wyniku pożaru zwiększa się więc tempera-tura elementu stalowego θa, t, a jego nośność Rfi, dt zmniejsza się.

Ocena bezpieczeñstwa konstrukcjiZgodnie z postanowieniami PN-EN 1993-1-2 konstrukcję należy projektować

tak, aby zapewnić jej nośność Rfi, d, t (lub ograniczone odkształcenia) przez pewienczas tfi, d, req, w którym jest ona narażona na działanie wysokiej temperatury wystę-pującej w trakcie pożaru. W ocenie bezpieczeństwa konstrukcji w warunkach poża-ru wyróżnia się metodę oceny czasu ognioodporności, metodę temperatury krytycz-nej i metodę nośności.


41

2 Zgodnie z polskimi przepisami (WT) podstawą do określania wymagań i zgodności z nimi jestkrzywa standardowa i zgodnie z nią określa się odporność ogniową elementów budowlanych napodstawie badań.

Temperatura krytyczna elementu θa, cr (przy danym poziomie jego obciążeniai poddanemu równomiernemu rozkładowi oddziaływania temperatury) jest to tem-peratura, przy której przyjmuje się, że ulega on zniszczeniu. Ognioodporność ele-mentu jest zapewniona, jeżeli:

– czas ognioodporności tfi, d jest większy od wymaganego czasu odpornościogniowej tfi, d, req (por. rys. 2); jest to kryterium w dziedzinie czasu;

– temperatura stali θa, t nie przekracza jej temperatury krytycznej θa, cr (por.rys. 2); jest to kryterium metody temperatury krytycznej;

– nośność elementu Rfi, d, t jest większa niż efekty oddziaływań Efi, d, t (por. rys. 2);jest to kryterium metody nośności.

Efekty oddziaływań w konstrukcji to siły wewnętrzne (moment zginający, siła po-dłużna, siła poprzeczna itp.) od obciążeń i oddziaływań. W konstrukcji poddanej róż-nym obciążeniom i oddziaływaniom (np. ciężaru własnego, śniegu, wiatru, obciążeńużytkowych itp.) element konstrukcji jest wytężony obliczeniowymi wartościami efektuoddziaływań Ed. Przy tych samych oddziaływaniach, lecz dodatkowo w sytuacji poża-rowej w czasie t, efekty oddziaływań ulegają zmianie, oznaczono je Efi, d, t.

Warunek niezawodności w sytuacji wyjątkowej pożaru, tj. ocenę odpornościogniowej konstrukcji sprawdza się ze wzoru:

Efi, d, t <_ Rfi, d, t (6)

w którym: Efi, d, t – obliczeniowy efekt oddziaływań (Mfi, Ed, Nfi, Ed, Vfi, Ed) w sytuacji poża-

rowej po czasie t, wyznaczony zgodnie z PN-EN 1991-1-2;


42

Rys. 4. Zachowanie stalowego elementu konstrukcyjnego w sytuacji po¿arowej

Rfi, d, t – obliczeniowa nośność elementu (Mfi, Rd, Nfi, Rd, Vfi, Ed) części lub cało-ści konstrukcji po czasie t.

W czasie pożaru oddziaływanie temperatury na konstrukcję jest traktowane jakowyjątkowa sytuacja projektowa. Oznacza to, że w ustaleniu wyjątkowej kombinacjioddziaływań w trakcie pożaru rozpatruje się te oddziaływania, które są uwzględnia-ne w kombinacjach podstawowych i to tylko takie, które są możliwe do zaistnieniapodczas pożaru. Nie uwzględnia się łącznego występowania w wyjątkowej kombi-nacji pożarowej innego oddziaływania o charakterze wyjątkowym, oprócz oddziały-wań związanych z zaistnieniem pożaru. Reprezentatywna wartość oddziaływaniazmiennego Q1 może być uwzględniona jako wartość prawie stała (ze współczynni-kiem Ψ2, i) lub alternatywnie jako wartość częsta (ze współczynnikiem Ψ1,1). Stoso-wanie wartości prawie stałej lub wartości częstej może być określone w ZałącznikuKrajowym w PN-EN 1990. Zaleca się stosowanie wartości prawie stałej Ψ2, i.

Wartości obliczeniowe efektu oddziaływań w warunkach pożaru, według PN-EN 1991-1-2, z uwzględnieniem termicznych efektów rozszerzalności deforma-cji, wyznacza się ze wzoru:

towarzyszące oddziaływania zmienne

(7)

oddziaływania stałe wiodące oddziaływanie zmienne

w którym:

Gk, j – wartość charakterystyczna oddziaływania stałego j, Qk, 1 – wartość charakterystyczna wiodącego oddziaływania zmiennego, Qk, i – wartości charakterystyczne towarzyszących oddziaływań zmiennych, Ψ1,1 – współczynnik dla wartości częstej wiodącego oddziaływania zmiennego, Ψ2, i – współczynnik dla wartości prawie stałych towarzyszących oddziaływań

zmiennych.

W uproszczonej analizie, obejmującej nieizolowane i izolowane elementy kon-strukcji, skutki oddziaływań w warunkach pożaru można określić (pomijając siły we-wnętrzne wywołane wymuszonymi lub ograniczonymi wydłużeniami, lub deforma-cjami elementów) na podstawie wyników ustalonych w projektowaniu w tempera-turze normalnej, według wzoru:

(8)

w którym: Ed – wartość obliczeniowa odpowiednich skutków oddziaływań według kombi-

nacji podstawowej w PN-EN 1990, uzyskanych z analizy konstrukcji w tem-peraturze normalnej;


43

∑ ∑≥ >

++=1 1

,,21,2111,,, "")lub(""j i

ikikjktdfi QQGE ψψψ

dfidfitdfi EEE η== ,,,

ηfi – współczynnik redukcyjny (rozumiany jako poziom obciążenia w projektowa-niu na warunki pożarowe), przyjmowany w kombinacji podstawowej w przy-padku trwałych lub przejściowych sytuacji obliczeniowych ze wzorów:

*, (9)

, (10)

. (11)

Wykresy współczynnika redukcyjnego ηfi w funkcji stosunku dominującychobciążeń zmiennych do obciążeń stałych Qk,1/Gk i przy różnych wartościachwspółczynnika kombinacyjnego Ψ0 = Ψ1,1 przedstawiono na rys. 5.


44

(2.16) z siê korzystagdy ,

1,1,

1,

kQkG

kfikfi QG

QGγγ

ψη

++

=

(2.24) z siê korzystagdy ,

1,1,01,

1,

kQkG

kfikfi QG

QGψγγ

ψη

++

=

(2.25)zsiê korzystagdy ,

1,1,

1,

kQkG

kfikfi QG

QGγξγ

ψη

++

=

* Wzory 2.16, 2.25, 2.25 patrz: VADEMECUM PROJEKTANTA rozdz. 2. Zasady projektowaniakonstrukcji budowlanych.

Rys. 5. Wykresy wspó³czynnika redukcyjnego obci¹¿eñ ηfi w warunkach po¿arowych

PodsumowanieBudynki na warunki pożarowe można projektować metodą tradycyjną lub meto-

dą opartą na sprawdzeniu właściwości użytkowych konstrukcji w warunkach poża-ru w czasie wymaganym przepisami (wówczas zastosowanie mają zasady inżynieriipożarowej).

Tradycyjna metoda projektowania konstrukcji stalowych w warunkach pożaruogranicza się do wyboru środków ognioizolujących, odpowiadających czasom,określonym w przepisach i nie wykonuje się wówczas żadnych obliczeń jej wytęże-nia. Takie projektowanie jest w wielu przypadkach zbyt zachowawcze, gdyż stoso-wanie izolacji ogniochronnej nie zawsze okazuje się niezbędne. Postęp wiedzyw dziedzinie inżynierii pożarowej, dostępne programy komputerowe i uproszczonesposoby oceny bezpieczeństwa konstrukcji w warunkach pożaru umożliwiają częstoodstąpienie od stosowania izolacji ogniochronnej, której koszt może czasem wyno-sić nawet 40% kosztu konstrukcji.

Obliczenia termiczno-statyczno-wytrzymałościowe odporności ogniowej kon-strukcji (według zasad inżynierii pożarowej) umożliwiają sprawdzenie zachowaniasię w warunkach pożaru całej konstrukcji (analiza przestrzenna ustroju nośnego –model 3D), jej podzespołów (badanie np. powtarzalnego układu poprzecznego, ra-my – model 2D) lub elementów (rozpatruje się belkę, słup – model 1D), przyjmu-jąc nierównomierny albo równomierny rozkład temperatury w przekrojach bądź naich długości. Można badać wytężenie elementów wydzielonych z konstrukcji lub teżich współdziałanie w warunkach oddziaływania pożaru.

Stosunkowo prosta i łatwa w zastosowaniu jest analiza elementu (model 1D),zwłaszcza z uproszczonymi metodami obliczeniowymi (według PN-EN 1992-1-2,PN-EN 1996-1-2 i PN-EN 1999-1-2). Analiza całej konstrukcji (model 3D) lub jejpodzespołów (model 2D) uwzględnia łącznie co najmniej kilka elementów konstruk-cyjnych, tak aby bezpośrednio badać wpływ interakcji między nimi. W takich anali-zach można dokładnie ustalić przeniesienie obciążenia z podgrzanych (osłabionych)części wewnątrz strefy pożarowej na bardziej wytrzymałe części chłodne poza tą stre-fą. Z tego względu analiza globalna umożliwia znacznie lepsze zrozumienie ogólne-go zachowania konstrukcji w pożarze, uzyskuje się bowiem realistyczną analizę ter-miczno-statyczno-wytrzymałościową. Wyniki tej analizy są uzyskiwane zazwyczajw postaci odkształceń konstrukcji podczas całego okresu trwania pożaru.

Obliczeniowe nośności elementu Rfi, d, t wyznacza się zgodnie z postanowieniamiPN-EN 1992-1-2 (Konstrukcje betonowe w warunkach pożaru), PN-EN 1993-1-2(Konstrukcje stalowe w warunkach pożaru), PN-EN 1994-1-2 (Konstrukcje zespo-lone w warunkach pożaru), PN-EN 1995-1-2 (Konstrukcje drewniane w warunkachpożaru), PN-EN 1996-1-2 (Konstrukcje murowe w warunkach pożaru) i PN-EN 1999-1-2 (Konstrukcje aluminiowe w warunkach pożaru). W tych nor-mach zaproponowano proste modele i procedury wyznaczania nośności obliczenio-wych Rfi, d, t, które są kompatybilne z odpowiednimi Eurokodami dotyczącymi pro-jektowania w normalnych warunkach, tj. PN-EN 1992-1-1, PN-EN 1993-1-1, PN-EN 1994-1-1, PN-EN 1995-1-1, PN-EN 1996-1-1 i PN-EN 1999-1-1.


45

LLiitteerraattuurraa[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie

warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowa-

nie (Dz.U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690 z późn. zm.) [ZAP 2]*.


46


STRESZCZENIE

SUMMARY

Bierne zabezpieczenia przeciwpo¿arowe budynków

Autorka przedstawi³a zakres, jaki obejmuje bierna ochrona przeciwpo¿aro-wa budynków i wp³yw rozwi¹zañ architektoniczno-budowlanych na ryzykopo¿arowe i zapewnienie wymaganego poziomu bezpieczeñstwa. W szcze-gólnoœci opisa³a w³aœciwoœci u¿ytkowe odpornoœci ogniowej i reakcji naogieñ elementów, wyrobów i materia³ów budowlanych jak zdefiniowane, ba-dane i wyra¿ane za pomoc¹ klasyfikacji, jakimi pos³uguj¹ siê aktualniewszystkie kraje Unii Europejskiej. Podstawowe definicje, standardowe wa-runki badañ, g³ówne zasady klasyfikowania rozwi¹zañ budowlanych i ocze-kiwane zachowania, jakich mo¿na na tej podstawie oczekiwaæ – mog¹ u³a-twiæ najlepszy dobór, a póŸniej wspó³dzia³anie, œrodków biernej i czynnejochrony przeciwpo¿arowej.

* * *

Passive fire protection of buildings

Author presents the scope of the passive fire protection of buildings andinfluence of entire building envelope and installations on fire risk andassurance of the required level of safety. Describes performance of buildingelements, products and material in respect of their fire resistance andreaction to fire properties, in the way they are defined, tested and expressedby classifications used in all EU member states. Basic definitions, standardtests conditions, main rules of classifications and expected behavior behindthem - can facilitate the best choice and further cooperation betweenpassive and active fire protection means.

Mgr in¿. Maria Dreger

Bierne zabezpieczeniaprzeciwpożarowe budynków

Przegrody budowlane i instalacjeZdarza się, że za bierną ochronę przeciwpożarową budynku uważane są jedynie

specjalne zabezpieczenia elementów budowlanych, mające na celu zwiększenie ichodporności ogniowej, wymaganej z uwagi na podział obiektu na strefy pożarowei zapewnienie warunków ewakuacji. Tymczasem do biernej ochrony przeciwpoża-rowej zalicza się całość rozwiązań budowlanych, w tym wszystkie elementy, którychpodstawowe funkcje nie są, a czasem tylko pozornie nie są, związane z bezpieczeń-stwem pożarowym. Te elementy budynku realizują wizję architektoniczną, określa-ją kształt, wygląd i podziały, wynikające z przeznaczenia, a także służą zapewnie-niu komfortu użytkowania. W praktyce są to wszystkie przegrody budowlane z wy-kończeniem oraz instalacje użytkowe:

– konstrukcja nośna i jej poszczególne części, w tym słupy, belki, dźwigary, pły-ty, biegi schodów, spoczniki, wszelkie przegrody, które mogą pełnić funkcjenośne lub tylko oddzielające bądź obie naraz, np. ściany, stropy, sufity pod-wieszone, podłogi podniesione, dachy, przekrycia. Przegrody budowlane mo-gą być zarówno pełne, jak i przeszklone. Mogą mieć, lub nie, otwory: okna,świetliki, drzwi, przejścia instalacyjne, w tym wentylacyjne;

– instalacje, w tym wentylacyjna z przewodami, szachtami i urządzeniami, np.dachowymi klapami do przewietrzania, inne, związane z zapewnieniem nie-zbędnych mediów, np. kable wraz z kanałami kablowymi, a także wszelkieprzejścia instalacji przez przegrody budowlane.

To szerokie podejście wynika stąd, że w warunkach zagrożenia pożarowego ma-teriałowe, konstrukcyjne i funkcjonalne właściwości elementów budynku wpływająna ryzyko i tym samym bezpieczeństwo obiektu, przy czym ich wpływ może być bar-dzo zróżnicowany. W zależności od swoich właściwości, wyrażonych przez odpor-ność ogniową i reakcję na ogień, elementy i wyroby budowlane mogą w warunkachzagrożenia pożarowego przyczyniać się do rozwoju pożaru bądź też mogą ograni-czać możliwość przemienienia się przypadkowego ognia w pożar, spowalniać szyb-kość jego rozwoju i zasięg. W przypadkach skrajnych rozwiązania budowlane mo-

49

gą zwiększać potrzebę i zakres niezbędnych środków ochrony czynnej lub przeciw-nie – skutecznie ograniczać zapotrzebowanie na najbardziej kosztowne instalacje.Możliwe są wszelkie warianty pośrednie.

Na zachowanie przegród i instalacji w warunkach zagrożenia pożarowego wpły-wają zarówno właściwości poszczególnych materiałów i wyrobów, całych elemen-tów budowlanych, w tym grubości różnych warstw, ich mocowania i uszczelnienia,wykończenie, jak i wzajemne połączenia całych elementów i wszelkie detale kon-strukcyjne.

W przypadku nowoczesnych, lekkich, warstwowych konstrukcji dochodzą dwaniezwykle ważne czynniki: jakość wykonania i standard ich utrzymania w już użyt-kowanym obiekcie, przestrzeganie zasad i warunków, wynikających z projektu.

Materia³y budowlane w elementach budynkua ryzyko po¿arowe

Specyfika materiałów, z których wykonany jest obiekt budowlany, różniąca jeistotnie od wyposażenia i innych materiałów znajdujących się w pomieszczeniachbudynku, polega na tym, że nawet gdy ilościowo wyroby budowlane mają niewiel-ki, nieraz zaledwie kilkuprocentowy udział w całym obciążeniu ogniowym w obiek-cie, to stanowiąc ciągłe warstwy elementów i przechodząc przez wiele pomiesz-czeń, mogą pokrywać duże powierzchnie i mają duży zasięg, przez co mogą szyb-ko przenosić pożar w odległe miejsca budynku.

Szczególną uwagę należy zwrócić na wszelkiego rodzaju pokrycia i izolacje,zwłaszcza cieplne i akustyczne, których skuteczność w ich podstawowym zastoso-waniu zależy od tego, czy szczelnie i w sposób ciągły otulają izolowane powierzch-nie. Brak mostków termicznych, pożądany z uwagi na izolacyjność cieplną i ogra-niczenie strat ciepła, w przypadku gdy pojawi się ogień, a mamy do czynienia z ma-teriałem palnym, ułatwia szybkie rozprzestrzenianie pożaru.

Dotyczy to zwłaszcza elewacji, dachów i instalacji. Powszechnie znane przykłady pożarów, w których izolacje elementów budynku

(instalacji lub przegród) przyczyniły się do błyskawicznego rozprzestrzeniania poża-ru i tragicznych skutków: Dusseldorf, Niemcy 1997; Rouboix, Francja 2007; Lon-dyn, UK 2017.

Współcześnie odnotowuje się coraz więcej tego rodzaju zdarzeń i Internet pełenjest przykładów pożarów z udziałem izolacji, potwierdzających wpływ palnych ściani dachów (elewacji i przekryć) na szybkość rozprzestrzeniania pożaru, tym samymna jego zasięg i skutki.


50

Wspó³czesne trendy w budownictwie – nowe ryzyka i wyzwania dla bezpieczeñstwa

po¿arowegoZmiany technologiczno-materia³owe

Potrzeba usprawnienia i przyspieszenia procesu budowy sprzyja wprowadzeniui upowszechnieniu konstrukcji stalowych z lekką obudową w miejsce typowych daw-niej solidnych żelbetowych i murowych. Poszukiwanie atrakcyjnych architektonicz-nie rozwiązań dla reprezentacyjnych budynków dało impuls do nowoczesnych roz-wiązań takich jak, np. ściany dwupowłokowe. Na potrzeby masowego energoosz-czędnego budownictwa, co najmniej kilkakrotnie zwiększyła się ilość izolacji ciepl-nych w budynkach i powszechne stało się wykorzystanie w tym celu spienionychtworzyw sztucznych. Standardem staje się szczelność budynków i odnawialność źró-deł energii, dlatego coraz częściej pojawiają się na nich ogniwa fotowoltaiczne.Wszystko to zmienia dotychczasowe warunki i wiąże się z zagrożeniami, w konse-kwencji wpływa na ryzyko pożarowe.

Można to prześledzić na przykładzie upowszechnienia się tworzyw sztucznych.Jest ich we wnętrzach budynków i w samych elementach budowlanych wielokrot-nie więcej niż dawniej. W przypadku materiałów budowlanych są to najczęściej ta-kie, które mogą najbardziej wpływać na rozprzestrzenianie ognia, czyli izolacjei materiały wykończeniowe. W porównaniu do również palnych materiałów drewno-pochodnych pochodzenia celulozowego, które dominowały w naszym otoczeniuprzez dziesięciolecia, tworzywa sztuczne spalają się zupełnie inaczej. Proces spala-

Bierne zabezpieczenia przeciwpożarowe budynków

51

Rys. 1. Po¿ar budynku mieszkalnego(tylko 14 mm palnej izolacji w os³oniez blachy aluminiowej Roubaix – wrzesieñ2012 r.

Rys. 2. Budynek mieszkalny po po¿arze ociepleniaWroc³aw – maj 2017 r.

nia najczęściej przebiega szybko i gwałtownie, towarzyszy mu kilkakrotnie większailość dymu, który zawiera więcej toksycznych produktów spalania, również z uwagina konieczną zawartość retardantów – środków opóźniających zapalenie, bez któ-rych tworzywa byłyby materiałami łatwo zapalnymi, a ich zastosowanie w budow-nictwie byłoby problematyczne.

Z powodu szybszego spalania prędzej niż przed laty następuje rozgorzenie i roz-przestrzenienie pożaru, co skraca czas na bezpieczną ewakuację. Wymaga to skró-cenia czasu dojazdu i rozpoczęcia akcji ratowniczo-gaśniczej, jeśli ma ona być sku-teczna. Nawet kilkakrotnie większa ilość dymu wydzielana przez tworzywa w porów-naniu z materiałami celulozowymi jest dodatkowym utrudnieniem dla ewakuacjii strażaków i powinna być uwzględniona w projektowaniu oddymiania.

Wprawdzie nowym problemom i wyzwaniom towarzyszy równoległy rozwój tech-nik i rozwiązań, które pomagają równoważyć niekorzystne zjawiska, ale ich odpo-wiednie wykorzystanie jest możliwe tylko wtedy, gdy istnieje świadomość zagrożeń,a one same są zidentyfikowane i znajdują swoje odbicie w systematycznie aktuali-zowanych przepisach, w obu obszarach: prewencji i ograniczania skutków.

W obu tych obiektach, które wg aktualnych polskich przepisów zostaną zaliczonedo tej samej klasy pożarowej, poziom ryzyka pożarowego jest inny. Nie znajduje toodzwierciedlenia w przepisach techniczno-budowlanych, bo ich zręby powstały w cza-sach, gdy standardem były niepalne przegrody budowlane, z definicji niebiorąceudziału w pożarze, nierozprzestrzeniające ognia niezależnie od okoliczności i nieprzy-czyniające się do rozwoju pożaru. W rzeczywistości, w budynkach o tak różnych prze-grodach i podziałach, zapotrzebowanie na aktywne zabezpieczenia ppoż. zapewnia-jące porównywalny poziom ryzyka (bezpieczeństwa) może być różne.


52

Rys. 3. Obiekt PM o identycznym przeznaczeniu, zrealizowany w ró¿nych technologiach:1. Z materia³ów niepalnych; 2. Z materia³ów palnych

Rozwi¹zania funkcjonalne

W tym obszarze budownictwa dokonane i postępujące zmiany są równie znaczą-ce. Teraz aż trudno sobie wyobrazić, że do początku lat dziewięćdziesiątych budow-nictwo w Polsce, funkcjonujące w ramach gospodarki planowej, było realizowanez zachowaniem i ścisłym przestrzeganiem reżimów centralnie planowanej gospo-darki. Wszystkie budynki wznoszone były według ograniczonego katalogu obiektówtypowych, których projekty powstawały w oparciu o istniejące w kraju doświadcze-nie, dostępne w kraju (znowu ograniczenia) technologie. O imporcie, tym bardziejz Europy Zachodniej, nie można było nawet marzyć, bo import też realizowany byłcentralnie, a przelicznik złotego na waluty innych krajów i krajowy bilans płatniczyna to nie pozwalały. Projektowano w wieloosobowych zespołach, w których byliobecni specjaliści wszystkich branż. Na koniec projekty były obowiązkowo weryfiko-wane przez inne zespoły, których członkami byli specjaliści o największym doświad-czeniu, a następnie uzgadniane ze wszystkimi zainteresowanymi instytucjami,w tym z Państwową Strażą Pożarną. Tym samym nad każdym obiektem istniał bar-dzo ścisły nadzór, od chwili powstawania projektu, po użytkowanie, bo również ja-kakolwiek zmiana przeznaczenia i sposobu użytkowania na własną rękę w tym sys-temie polityczno-gospodarczym nie była możliwa.

Rozwiązania funkcjonalne budynków mają swoje konsekwencje, a jednocześniewpływają na wielkość stref pożarowych i warunków ewakuacji, bo jedne i drugie sąuzależnione od przeznaczenia, sposobu użytkowania budynku, liczby i sprawnościosób, które mogą w nim przebywać, wysokości obiektu, a także, ale tylko dla pew-nych sposobów użytkowania (budynków produkcyjno-magazynowych) – od wielko-ści gęstości obciążenia ogniowego, pochodzącego od materiałów, ale też tylko tychznajdujących się we wnętrzu.

Strefy po¿arowe

Strefę pożarową stanowi budynek lub jego część oddzielona od innych części bu-dynku lub innych budynków elementami oddzielenia pożarowego bądź pasamiwolnego terenu o odpowiedniej szerokości.

Istotny z punktu widzenia ochrony przeciwpożarowej podział budynku na strefypożarowe, czy wyznaczenie w nim dróg ewakuacyjnych są możliwe do zrealizowa-nia wyłącznie dzięki temu, że wydzielające je w obiekcie budowlanym elementy,w warunkach pożaru są w stanie zachować przez niezbędny czas konieczną odpor-ność ogniową.

Element nośny (konstrukcyjny) – element budowlany przeznaczony do utrzyma-nia obciążenia zewnętrznego w budynku i utrzymania tego podparcia w przypadkupożaru.

Element oddzielający – element lub wyrób budowlany przeznaczony do zacho-wania oddzielenia pomiędzy przylegającymi obszarami budynku w czasie pożaruw jednym z nich.


53

Odpornoœæ ogniowa elementów budowlanych

Odporność ogniowa to zdolność elementu do zachowania określonej właściwo-ści użytkowej w warunkach pożaru rozwiniętego przez określony czas, wyrażonyw minutach, wyznaczony na podstawie badania elementu próbnego.

Należy podkreślić, że chodzi o całe elementy budowlane, a jeśli mówi się o od-porności ogniowej w odniesieniu do wyrobów, to tylko takich, które stanowią pew-ną samodzielną całość, np. drzwi. Również one są badane po wbudowaniu w ele-ment, tu – ścianę o odpowiedniej odporności ogniowej, a jakość połączeń ma za-sadnicze znaczenie dla wyniku i jest częścią uzyskanej klasyfikacji.

Właściwość użytkową oznacza się odpowiadającą jej literą, a towarzyszący jej indeksliczbowy – 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 oznacza klasę odporności ogniowejw odniesieniu do tej właściwości. Ocenie mogą być poddane, a następnie uwzględ-nione w klasyfikacji w zakresie odporności ogniowej, następujące właściwości użytkowe:

RR –– nnoośśnnoośśćć ooggnniioowwaa Nośność ogniowa to zdolność próbnego nośnego elementu konstrukcji do utrzy-

mania obciążenia badawczego bez przekraczania określonych kryteriów z uwagi nawielkość i prędkość przemieszczenia.

Uwaga: Należy odróżniać odporność ogniową w warunkach pożaru standardowego,do której odnoszą się wymagania, od zdolności konstrukcji do zachowaniafunkcji nośnej lub oddzielającej przez cały czas trwania pożaru naturalnego,czyli pożaru, którego przebieg został określony na podstawie analizy rzeczywi-stego obciążenia ogniowego i uwarunkowań, wynikających z charakterystykiobiektu. Wymagania formalne zawarte w przepisach techniczno-budowlanych WT, od-noszą się do pożaru standardowego, chyba że ze specyfiki elementu wynikakonieczność zastosowania innych warunków. Są one wtedy jednoznacznieokreślone w odpowiednich normach zharmonizowanych. Poza zdolnością konstrukcji do zachowania funkcji nośnej i pewnymi przypad-kami, najczęściej tradycyjnych elementów, dla których można obliczeniowowyznaczyć izolacyjność, wszystkie właściwości użytkowe odnoszące się do od-porności ogniowej można określić tylko na podstawie badań elementów prób-nych, a następnie bezpośredniego lub rozszerzonego zastosowania ich wyni-ków, zgodnie z procedurami, wynikającymi z norm.

EE –– SSzzcczzeellnnoośśćć ooggnniioowwaa Szczelność ogniowa to zdolność elementu próbnego oddzielającego element

konstrukcji budowlanej do zapobieżenia przejściu płomieni i gorących gazów orazdo zapobieżenia pojawieniu się płomieni na powierzchni nienagrzewanej. Szczel-ność jest zachowana, jeśli po nienagrzewanej stronie elementu oddzielającego:

– nie zapala się tampon bawełniany– nie powstają szczeliny o zdefiniowanej wielkości– nie pojawia się trwały (ponad 3 s) płomień


54

czas zachowania właściwości użytkowej w minutach, uzyskany podczas badaniaelementu próbnego zaokrągla się w dół do najbliższej wartości indeksu liczbowe-go, wyrażonego w minutach, dla danego minutowego, I – izolacyjność.

II –– IIzzoollaaccyyjjnnoośśćć ooggnniioowwaaIzolacyjność ogniowa to zdolność elementu próbnego oddzielającego element

konstrukcji budowlanej poddany oddziaływaniu ognia z jednej strony, do ograni-czenia przyrostu temperatury nienagrzewanej powierzchni poniżej określonych po-ziomów. Izolacyjność ogniowa jest zachowana, jeśli po nienagrzewanej stronie ele-mentu oddzielającego:

– średnia temperatura powierzchni nie wzrasta więcej niż o 140°C powyżej po-czątkowej średniej temperatury,

– w dowolnym miejscu nie przyrasta więcej niż o 180°C powyżej początkowejśredniej temperatury.

Wa¿ne zasady ogólne, dotycz¹ce podstawowych w³aœciwoœci u¿ytkowych (E, I) elementów oddzielaj¹cych w warunkach po¿aru:

Utrata nośności ogniowej oznacza, że pozostałe kryteria (szczelności i izolacyj-ności ogniowej) również uznaje się za niespełnione. Utrata szczelności ogniowej oznacza, że za niespełnione uznaje się od tegomomentu również kryterium izolacyjności. Element o odporności ogniowej wyrażonej wyłącznie przez kryterium E, napewno nie ma izolacyjności. Przeciwnie: jeśli element spełnia kryterium izolacyjności, to jednocześnie jestelementem zachowującym szczelność ogniową.

WW –– pprroommiieenniioowwaanniiee – wydzielanie ciepła przez promieniowanie po nienagrze-wanej stronie elementu oddzielającego.

MM –– ooddppoorrnnoośśćć nnaa ooddddzziiaałłyywwaanniiaa mmeecchhaanniicczznnee – pochodzące od uderzenia cięż-kiego przedmiotu w element w czasie trwania pożaru.

CC –– ssaammoocczzyynnnnee zzaammyykkaanniiee – np. drzwi, dla zapewnienia wydzieleń pożarowych.

SS –– ddyymmoosszzcczzeellnnoośśćć – odnosi się do instalacji, które muszą działać w warunkachpożaru.

GG –– ooddppoorrnnoośśćć nnaa ppoożżaarr ssaaddzzyy – dotyczy specyficznych wyrobów i instalacji,w których może gromadzić się sadza i wystawionych na działanie wysokich tempe-ratur, sprzyjających jej zapaleniu.

KK –– zzddoollnnoośśćć ddoo zzaabbeezzppiieecczzeenniiaa ooggnniioocchhrroonnnneeggoo – dotyczy okładziny, pod którąznajduje się palny materiał, najczęściej izolacja, którą należy chronić przed bezpo-średnim działaniem ognia: płomienia i temperatury.


55

W przypadku elementów o budowie niesymetrycznej o klasyfikacji decyduje od-działywanie ognia z tej strony elementu, z której wartość odporności ogniowej jestmniejsza, z wyjątkiem przypadku, gdy określony kierunek ekspozycji ogniowej jestznany, co dotyczy np. ścian osłonowych, dla których jednoznacznie wiadomo, jakieoddziaływania ognia należy zastosować z różnych stron.

Zestaw norm zharmonizowanych, przyjętych w CEN i obowiązujących w UE,również w Polsce, podaje możliwe klasyfikacje poszczególnych elementów budow-lanych w zakresie ich odporności ogniowej:

PPNN--EENN 1133550011 –– KKllaassyyffiikkaaccjjaa ooggnniioowwaa wwyyrroobbóóww bbuuddoowwllaannyycchh ii eelleemmeennttóóww bbuu--ddyynnkkóóww::

Część 2: Klasyfikacja na podstawie wyników badań odporności ogniowej, z wy-

łączeniem instalacji wentylacyjnej (PN-EN 13501-2). Część 3: Klasyfikacja na podstawie wyników badań odporności ogniowej wyro-

bów i elementów stosowanych w instalacjach użytkowych w budynkach: ognio-

odpornych przewodów wentylacyjnych i przeciwpożarowych klap odcinających

(PN-EN 13501-3). Część 4: Klasyfikacja na podstawie wyników badań odporności ogniowej ele-

mentów systemów kontroli rozprzestrzeniania dymu (PN-EN 13501-4). Wspólne dla wszystkich rodzajów elementów szczegóły dotyczące badań są roz-

pisane w normie PN-EN 1363 Badania odporności ogniowej. Reprezentatywnapróbka elementu zostaje poddana określonym warunkom nagrzewania, a jej za-chowanie monitorowane jest w zakresie kryteriów opisanych w normie. Odpornośćogniowa elementu próbnego wyrażana jest czasem, przez który spełnione są odpo-wiednie kryteria.

Uwaga: Klasyfikacja uzyskana w badaniach elementu próbnego, w warunkach rozwo-ju pożaru zgodnego z krzywą standardową, pozwala na posługiwanie się okre-śloną uzyskaną klasą odporności ogniowej, ale to nie oznacza, że zawsze taksamo zachowa się rzeczywisty element w warunkach pożaru, którego przebiegmoże się znacząco różnić od standardowego, przyjętego w normach.

Dwie części normy PN-EN 1363 należy traktować jako całość, bo o ile Część 1:

Wymagania ogólne, przedstawia ogólne warunki i zasady prowadzenia badań słu-żących ocenie odporności ogniowej wszelkich rozwiązań budowlanych, o tyle Część 2:

Procedury alternatywne i dodatkowe odnosi się do badań odporności ogniowejw sytuacji, gdy ze względu na właściwości określonych wyrobów, konstrukcji, wa-runków montażu, zamierzonego zastosowania lub ze względu na przepisy w pew-nych krajach członkowskich, należy zastosować dodatkowe, uzupełniające lubalternatywne procedury w stosunku do tych podstawowych, opisanych w części1 normy.

Zgodnie z częścią 2 przewidziano badania w alternatywnych warunkach nagrze-wania, badanie uderzeniowe i pomiar promieniowania z nienagrzewanej po-wierzchni elementów oddzielających.


56

Alternatywne warunki nagrzewania podczas okreœlania odpornoœci ogniowej

Krzywa węglowodorowa odzwierciedla pożary o dużej intensywności, w którychpaliwem są materiały chemicznie bliższe paliwom płynnym, inne niż tradycyjnieobecne w budownictwie i otoczeniu ludzi materiały pochodzenia celulozowego. Po-żary, w których dominują takie materiały, charakteryzują się wyższą temperaturąi szybkim, gwałtownym rozprzestrzenianiem. Stąd potrzeba zastosowania adekwat-nych warunków badań, odwzorowanych krzywą węglowodorową.

W niektórych przypadkach elementy mogą być narażone na warunki mniej groź-ne niż kiedy element lub konstrukcja są poddane pożarowi w zamkniętym pomiesz-czeniu. Przykładem są ściany zewnętrzne przy oddziaływaniu ognia z zewnątrz lubpłomienie wydobywające się z okien. Pożar zewnętrzny, w którym istotnym czynni-kiem jest możliwość rozpraszania ciepła, definiowany jest przez niższy poziom eks-pozycji opisany tzw. krzywą zewnętrzną.

Zdarzają się też sytuacje, gdy odporność ogniowa elementów, określona z zasto-sowaniem standardowej krzywej temperatura – czas, może być istotnie zmniejszo-na w wolno rozwijającym się pożarze. Dotyczy to np. wyrobów, które są aktywowa-ne pod wpływem ciepła i wówczas dla lepszej oceny właściwości użytkowych ele-mentu w pożarze, należy zastosować krzywą powolnego nagrzewania.


57

Rys. 4. Krzywe temperatura – czas (str. 14 normy 1363-2) i wg PN-EN 1363-2 (str. 14)

krzywa po¿aru zewnêtrznego

AAlltteerrnnaattyywwnnee pprroocceedduurryy::Odporność ogniowa w warunkach narażenia na oddziaływanie mechaniczne

sprawdza możliwość zachowania właściwości użytkowych przez elementy oddzieleńw warunkach pożaru, gdy mogą w nie uderzać ciężkie przedmioty, fragmenty in-nych elementów, niszczonych pożarem. Stąd w normie procedura oceny odporno-ści ściany na uderzenie.

Promieniowanie jest kolejną procedurą dodatkową. Zagrożenie od promienio-wania, występującego po nienagrzewanej stronie elementu budowlanego, oceniasię poprzez pomiar całkowitego promieniowania cieplnego, w płaszczyźnie równo-ległej znajdującej się w odległości 1,0 m od elementu próbnego. Uwzględnia sięzarówno wartość średnią, jak i maksymalną. Nie ma wymagania dotyczącego pro-mieniowania z powierzchni o temperaturze poniżej 300°C, ponieważ promieniowa-nie emitowane wówczas jest niskie.

Te wymagania nie występują w polskich przepisach, ale coraz powszechniejszewykorzystanie przeszkleń w nowoczesnym budownictwie powoduje, że ta właści-wość i odpowiednia informacja mają coraz większe znaczenie, a są wręcz niezbęd-ne w projektowaniu obiektów metodami wykorzystującymi inżynierię bezpieczeń-stwa pożarowego.

Wszystkie szczegółowe informacje dotyczące wyboru i przygotowania próbek dobadań odporności ogniowej, miejsc pomiarowych, przebiegu badania, zakresu za-stosowania wyników – odnoszące się do poszczególnych elementów budowlanychi specyficzne dla danej grupy – znajdują się w odpowiedniej normie. I tak, kolejnenormy dotyczą następujących grup elementów:

PPNN--EENN 11336655 BBaaddaanniiaa ooddppoorrnnoośśccii ooggnniioowweejj eelleemmeennttóóww nniieennoośśnnyycchh:: Część 1: Ściany; przy czym dotyczy przeszklonych i nie, wewnętrznych i zewnętrz-

nych (z wyjątkiem kurtynowych). Część 2: Sufity; które są badane na dwa sposoby: w warunkach działania ognia

od spodu, od pomieszczenia lub w przestrzeni pomiędzy sufitem i stropem. Część 3: Ściany kurtynowe w pełnej konfiguracji. W przypadku, gdy wymagania

dotyczą tylko pasa międzykondygnacyjnego, wówczas oceny dokonuje się na pod-stawie części 4.

Część 4: Ściany osłonowe – Częściowa konfiguracja (odnosząca się tylko do pa-

sa międzykondygnacyjnego).

Ta norma nie obejmuje ścian dwupowłokowych, okładzin ani fasad wentylowanych.

PPNN--EENN 11336655 BBaaddaanniiaa ooddppoorrnnoośśccii ooggnniioowweejj eelleemmeennttóóww nnoośśnnyycchh Część 1: Ściany, Część 2: Stropy i dachy, Część 3: Belki, Część 4: Słupy, Część 5:

Balkony i kładki dla pieszych, Część 6: Schody.

PPNN--EENN 11336666 BBaaddaanniiaa ooddppoorrnnoośśccii ooggnniioowweejj iinnssttaallaaccjjii uużżyyttkkoowwyycchh Część 1: Przewody wentylacyjne, Część 2: Przeciwpożarowe klapy odcinające,

Część 3: Uszczelnienia przejść instalacyjnych, Część 4: Uszczelnienia złączy linio-

wych, Część 5: Kanały i szyby instalacyjne, Część 6: Podłogi podniesione z dostę-

pem i podłogi podniesione, Część 7: Systemy transportowe i ich zamknięcia, Część

8: Przewody oddymiające, Część 9: Przewody oddymiające obsługujące jedną stre-


58

fę pożarową, Część 10: Klapy odcinające stosowane w systemach kontroli rozprze-

strzeniania dymu, Część 12: Niemechaniczne przegrody przeciwpożarowe do sys-

temów wentylacyjnych.

EENN 11663344 BBaaddaanniiaa ooddppoorrnnoośśccii ooggnniioowweejj ii ddyymmoosszzcczzeellnnoośśccii zzeessppoołłóóww ddrrzzwwiioowwyycchh,,żżaalluuzzjjoowwyycchh ii oottwwiieerraallnnyycchh ookkiieenn oorraazz eelleemmeennttóóww ookkuućć bbuuddoowwllaannyycchh

Specjalną grupę wyrobów stanowią rozwiązania, które mają za zadanie zwięk-szenie odporności ogniowej różnych rodzajów elementów budowlanych wykona-nych w różnych technologiach. Szczegóły badań i oceny zawiera kolejna wieloczę-ściowa norma:

PPNN--EENN 1133338811 MMeettooddyy bbaaddaańń ww cceelluu uussttaallaanniiaa wwppłłyywwuu zzaabbeezzppiieecczzeeńń nnaa ooddppoorr--nnoośśćć ooggnniioowwąą eelleemmeennttóóww kkoonnssttrruukkccyyjjnnyycchh

Część 1: Poziome membrany zabezpieczające, Część 2: Pionowe membrany za-

bezpieczające, Część 3: Zabezpieczenia elementów betonowych, Część 4: Bierne

zabezpieczenia elementów stalowych, Część 5: Zabezpieczenia elementów zespo-

lonych z betonu i profilowanych blach stalowych, Część 6: Zabezpieczenia słupów

stalowych o przekroju zamkniętym wypełnionych betonem, Część 7: Zabezpiecze-

nia elementów drewnianych, Część 8: Reaktywne zabezpieczenia elementów stalo-

wych, Część 9: Systemy zabezpieczeń ogniochronnych belek stalowych z otworami

w środniku.

Bezpoœrednie zastosowanie wyników badañi klasyfikacje rozszerzone

Wyniki uzyskane w badaniach można bezpośrednio zastosować do innych,podobnych elementów lub odmian elementu zbadanego. Zakres, w jakim jest todozwolone, jest określony w normie jako zakres bezpośredniego zastosowaniawyników badań (klasyfikacji). Zasady określania zakresu dopuszczalnych zmianpodane są w opisach poszczególnych metod badań. Zmiany wykraczające pozaobszar dopuszczony przez zakres bezpośredniego zastosowania są przedmiotemrozszerzonego zastosowania wyników badań. Wynika ono z analizy dokumentacjiokreślonego wyrobu/elementu i oceny jego właściwości określonych na podstawiebadań elementów próbnych badań. Czas, w którym element badany, jaki zmodyfikowany przez zakres jego bezpośredniego lub rozszerzonego zastosowaniaspełnia określone kryteria, jest podstawą do klasyfikacji. Zasady i zakresy rozszerzo-nych klasyfikacji odnoszących się do określonych elementów są przedmiotem szcze-gółowych norm i tak przykładowo dla oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy(klasyfikacja wg 13501-5) został opracowany tzw. EXAP (Extended Application Ru-

les = zasady klasyfikacji rozszerzonej) w postaci normy PN-EN 16459, a dla ścianz płyt warstwowych – EXAP w postaci PN-EN 15254-5 Rozszerzone zastosowanie

wyników badań odporności ogniowej – ściany nienośne – Część 5: Konstrukcje

z płyt warstwowych w okładzinach metalowych.

Opracowanie rozszerzonej klasyfikacji przez upoważnioną jednostkę jest możliwenawet gdy brak jeszcze szczegółowej normy odnoszącej się do określonego elemen-


59

tu i klasyfikacji ogniowej, przy zachowaniu zasad, opisanych w kilku ogólnych nor-mach europejskich, przyjętych do zbioru norm polskich: PKN-CEN/TS 15117:2009Przewodnik po zasadach zastosowania bezpośredniego i rozszerzonego, a takżePKN-CEN/TS 15447:2007 – Mounting and fixing in reaction to fire tests under the

Construction Products Directive (dostępny tylko w wersji angielskiej) i PN-EN15725:2010 – Raporty dotyczące rozszerzonego zakresu zastosowania wyrobów

budowlanych i elementów budynku z uwagi na ich właściwości ogniowe (równieżdostępny tylko w wersji angielskiej).

Reakcja na ogieñ wyrobów, materia³ów i elementów budowlanych

W odróżnieniu od odporności ogniowej, która charakteryzuje zachowanie elemen-tów (wyrobów) budowlanych w warunkach już trwającego pożaru, reakcja na ogieńodnosi się głównie do wczesnych etapów jego rozwoju, tzn. do sytuacji, gdy w budyn-ku pojawia się przypadkowe źródło ognia i m.in. od tego, jak wyroby budowlane za-reagują na płomień i temperaturę, zależy, czy ten początkowy ogień zgaśnie, czy teżwspomagany m.in. przez palące się elementy budynku przeistoczy się w pożar. Kla-syfikacja w zakresie reakcji na ogień ma duże znaczenie nie tylko dla wyrobów takichjak okładziny, wykończenie, które podczas użytkowania są wprost wystawione na po-tencjalne działanie ognia, lecz także dla tych, które są montowane na placu budowyi takich, które są zastosowane bezpośrednio pod osłaniającymi je warstwami, bo ła-two mogą zostać częściowo odsłonięte, np. w wyniku przypadkowego uszkodzeniaokładziny lub podczas prac, w tym drobnych przeróbek podczas użytkowania obiek-tu. W Załączniku A do normy klasyfikacyjnej zostały przedstawione założenia do sys-temu klasyfikacji, scenariusze odwzorowujące 3 fazy rozwoju pożaru, przyjęte w sys-temie i odpowiadające poszczególnym klasom reakcji na ogień zachowanie wyrobówbudowlanych w ogniu. Wskazują one na możliwy udział wyrobów poszczególnychklas w przyczynieniu się do powstawania i rozwoju pożaru.

PPNN--EENN 1133550011--11 KKllaassyyffiikkaaccjjaa ooggnniioowwaa wwyyrroobbóóww bbuuddoowwllaannyycchh ii eelleemmeennttóówwbbuuddyynnkkóóww

Część 1: Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień

Odnosi się do wszystkich wyrobów budowlanych, z wyjątkiem kabli. Badaniaumożliwiające zakwalifikowanie wyrobu do odpowiedniej klasy wykonuje się wgprocedur przewidzianych w normie klasyfikacyjnej. Do dyspozycji jest 5 metod ba-dań, z różnym poziomem oddziaływania ognia: najwyższym, odpowiadającym tem-peraturom pożarowym, gdy bada się wyroby aspirujące do klas najwyższych A1, A2(badanie niepalności wg PN-EN 1182 i określanie wartości ciepła spalania wg PN-EN 1716) aż po badanie zapalności małym płomieniem, porównywalnym wielko-ścią z płomieniem zapalniczki (wg PN-EN 11925-2), w którym sprawdza się wyro-by ubiegające się o klasę E. Palne wyroby klasy E to są te palne wyroby, które są w sta-nie spełnić kryteria jedynie przy badaniu zapalności małym płomieniem, co oznacza,że są zdolne przeciwstawić się przez krótki czas tylko małemu płomieniowi, ale niespełniają kryteriów, wyznaczonych dla badania z udziałem pojedynczego płonącegoprzedmiotu, czyli metodą, którą ocenia się stopień palności wyrobów klas od A2 (z de-


60

finicji zawierających nieistotną dla rozwoju pożaru zawartość substancji palnych) aż poD (wyrobów palnych, które w warunkach pożaru rozwiniętego mogą istotnie zwiększaćobciążenie ogniowe). Badanie palności z udziałem pojedynczego płonącego przed-miotu dla większości wyrobów budowlanych wykonuje się zgodnie z normą PN-EN13823. Jedynie w przypadku podłóg i posadzek jest to norma PN-EN 9239.

Uwaga: Właściwości określonego wyrobu budowlanego w jego bezpośrednim kontakciez ogniem można ocenić wyłącznie na podstawie klasy reakcji wyrobu w stanie,w jakim jest wprowadzany na rynek, bo ona odnosi się do wszystkich faz wykorzy-stania wyrobu (budowa, użytkowanie). Nie daje takiej wiedzy klasa, niepoprawniei nieprecyzyjnie nazywana jako klasa reakcji na ogień w tzw. „końcowym zastoso-waniu”, bo ona dotyczy całego elementu budowlanego, w którym na działanieognia w warunkach badania wystawiona jest tylko okładzina, a nie sam wyrób, któ-rego właściwości użytkowe są przedmiotem oceny i klasyfikacji. Klasyfikacja całe-go układu odnosi się więc w takich przypadkach jedynie do całego elementu bezubytków i uszkodzeń, czyli tylko do idealnych warunków użytkowania, z zupełnympominięciem etapu budowy i prac związanych z utrzymaniem i remontami.

Część 5: Klasyfikacja na podstawie wyników badań oddziaływania ognia ze-

wnętrznego na dachy

Odporność dachów na ogień zewnętrzny – norma zharmonizowana zawieraw istocie 4 różne metody badań, przy czym w Polsce wykonuje się je wg metody 1 –stąd t1 (test 1) w oznaczeniach klasyfikacyjnych BROOF (t1)

Uwaga: W przypadku tej klasyfikacji ważne jest, by dotyczyła całego układu, z wszyst-kimi jego warstwami, bo w kontakcie z ogniem inaczej może się zachować tosamo pokrycie dachu, ale np. ułożone na różnych podłożach. Również innezamocowane lub zmiany pewnych parametrów poszczególnych wyrobów, takżedetali mogą wpłynąć na wynik badania, a w konsekwencji na klasyfikację.

Reakcja na ogieñ kabli

Część 6: Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień kabli elek-

trycznych.

W tej Normie Europejskiej określono procedurę klasyfikacji w zakresie reakcji naogień kabli elektrycznych, przy czym na potrzeby niniejszej Normy Europejskiejokreślenie „kable elektryczne” obejmuje wszystkie kable zasilające, sterujące i ko-munikacyjne, łącznie z kablami światłowodowymi.


61

STRESZCZENIE

SUMMARY

Wentylacja po¿arowa – wybrane zagadnienia

Autorka przedstawia szereg zagadnieñ, zwi¹zanych z wentylacj¹ po¿arow¹,systemem odpowiedzialnym za bezpieczeñstwo ewakuacji i dostêp ekip ra-towniczych do Ÿród³a po¿aru: od mechanizmów powstawania i rozprzestrze-niania dymu w obiekcie i zagro¿eñ, jakie niesie dla u¿ytkowników obiektów,ratowników, wyposa¿enia i konstrukcji, przez rodzaje i typy systemów wen-tylacji po¿arowej, a¿ po wymagania dla elementów instalacji oddymiaj¹cej.Z powodu braku przepisów, powo³uje siê na dostêpne zagraniczne normy,okreœla niezbêdne warunki ewakuacji i dzia³ania ekip ratowniczych. Przed-stawione przyk³ady profesjonalnego zastosowania symulacji komputero-wych CFD w projektowaniu wentylacji po¿arowej wskazuj¹ na mo¿liwoœæuzyskania najwy¿szego poziomu zabezpieczeñ, przy jednoczesnej redukcjikosztów.

* * *

Fire ventilation – selected issues

The author presents a number of issues related to fire ventilation, thesystem responsible for the safety of escape and access of rescue teams tothe source of fire. Explains mechanisms of emergence and spread of smokein the building and smoke hazard for users, lifeguards, equipment andstructures. Presents types of smoke control systems and requirements forspecific components of smoke exhaust systems. In the absence of Polishregulations, relying on available international standards, defines thenecessary conditions for escape and rescue operations teams. Presentedexamples of the professional use of computer simulations of CFD in thedesign of fire ventilation, indicate the possibility of obtaining the requiredlevel of safety, while reducing costs.

Dr in¿. Dorota BrzeziñskaPolitechnika £ódzka, Wydzia³ In¿ynierii Procesowej i Ochrony Œrodowiska

Wentylacja pożarowa– wybrane zagadnienia

Wentylacja pożarowa w obiektach budowlanych jest systemem odpowiedzial-nym w czasie pożaru za bezpieczeństwo ewakuacji użytkowników i dostęp do źró-dła pożaru dla ekip ratowniczych. Ma ona także czynny udział w ochronie konstruk-cji budynków. W Polsce wiedza na temat odpowiednich technik projektowania wen-tylacji pożarowej pojawiła się po raz pierwszy około 2000 r.

Systemy wentylacji pożarowej stosowane są przede wszystkim w budynkacho dużej kubaturze, często przewidywanej dużej liczbie użytkowników, niejednokrot-nie również o skomplikowanej geometrii. Typowymi przykładami mogą tu być:

atria, hale widowiskowo-sportowe, pasaże handlowe, ewakuacyjne klatki schodowe w budynkach o różnej wysokości, poziome drogi ewakuacyjne w obiektach wielokondygnacyjnych, budynki magazynowe i produkcyjne, garaże, budynki bloków energetycznych.

Powstawanie dymu w trakcie po¿aru i powodowane nim zagro¿enie

Dym definiuje się najczęściej jako gazowy produkt spalania substancji organicz-nych, w którym rozproszone są niewielkie cząstki stałe i ciekłe. Jest on więc sub-stancją trójfazową, składającą się z fazy stałej (niedopalonych cząstek stałych), fa-zy ciekłej (aerozoli, pary wodnej) i fazy gazowej (tlenków węgla i tlenków azotu).W zależności od udziału poszczególnych faz, powstający dym może przybierać bar-wę białą (bogaty w aerozole i parę wodną), szarą (mieszanina aerozoli i cząstekstałych) bądź czarną (bogaty w cząstki stałe o dużej wielkości).

Poza niewieloma wyjątkami, dym powstaje właściwie we wszystkich pożarach.Powoduje on spowolnienie lub nawet uniemożliwienie ewakuacji użytkowników

63

obiektu przez ograniczenie widoczności na drogach ewakuacyjnych, a także stwa-rza ryzyko ich zatrucia w przypadku zbyt długiego kontaktu z toksycznymi produk-tami spalania.

Dym wydzielający się w procesie spalania unosi się do góry i rozprzestrzenia wo-kół źródła pożaru, mieszając się z otaczającym powietrzem. Ilość powietrza wpły-wającego do warstwy dymu zależy od wielkości pożaru (jego obwodu) i od odległo-ści pomiędzy powierzchnią spalania a podstawą warstwy dymu. Ilość dymu powsta-jącego w trakcie pożaru zależna jest od wielu czynników, które szczegółowo omó-wione zostały w kolejnych rozdziałach, poświęconych zasadom wyznaczania para-metrów instalacji oddymiającej w różnych rodzajach budynków [1, 2, 3].

Rozprzestrzenianie siê dymu w trakcie po¿aruZgodnie z ogólnymi prawami fizyki, powstający w trakcie pożaru dym przemiesz-

cza się i rozprzestrzenia po całym budynku ze względu na różnicę ciśnień wywołaną: – efektem kominowym, – wiatrem, – działaniem instalacji wentylacji bytowej i klimatyzacji, – bezpośrednim wyporem dymu pod wpływem ciepła wytwarzanego przez źródło

ognia. W celu przeprowadzenia dokładnej analizy kierunków przepływu dymu, każdy

z tych czynników powinien zostać wzięty pod uwagę i rozpatrzony. Jednak w prak-tyce, ze względu na brak szczegółowych danych związanych z warunkami atmosfe-rycznymi i warunkami w budynku (wielkość nieszczelności, ilość otwartych drzwii okien itp.) jakie miałyby miejsce w trakcie ewentualnego pożaru, dokładna anali-za wszystkich parametrów nie jest zazwyczaj możliwa.

W praktyce inżynierskiej, wykonując obliczenia parametrów dymu powstającegow czasie pożaru, oparte na zależnościach normowych, bierze się pod uwagę wła-ściwie tylko ostatni z wymienionych czynników, czyli wypór dymu pod wpływem cie-pła. Pozostałe możliwe są do uwzględnienia jedynie w przypadku przeprowadzeniasymulacji komputerowych CFD, o których mowa w kolejnych rozdziałach.

Efekt kominowy

Naturalny ciąg grawitacyjny w budynku, zwany efektem kominowym, jest szcze-gólnie znaczący w przypadku budynków wysokich. Powstaje on w pionowych cią-gach, takich jak: klatki schodowe, szyby dźwigów i szachty wentylacyjne. Zjawiskoto wynika z różnicy gęstości powietrza o różnej temperaturze w dolnej i górnej czę-ści pionowego ciągu. Cieplejsze powietrze (lub dym) jest unoszone ku górze i tam,w zależności od możliwości, uchodzi na zewnątrz budynku lub rozprzestrzenia siępo jego górnych kondygnacjach, znajdujących się powyżej płaszczyzny neutralnej,rozumianej jako zbiór punktów wewnątrz budynku, w których panujące ciśnieniejest równe ciśnieniu zewnętrznemu. Wykorzystanie klatek schodowych i dźwigówwindowych jako dróg ewakuacyjnych staje się wtedy niemożliwe [4].


64

Wiatr

Wiejący wiatr wywołuje zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynku nadciśnie-nie po stronie nawietrznej i podciśnienie po stronie przeciwnej. Wynika to z nie-szczelności, jakie zawsze występują w konstrukcji budynku i umożliwiają napływ po-wietrza zewnętrznego do jego wnętrza. W rezultacie powstaje poziomy przepływ po-wietrza na poszczególnych kondygnacjach, który przy silnych wiatrach, a także pozniszczeniu okien w budynku, może mieć znaczący wpływ na kierunek przemiesz-czania się dymu w trakcie pożaru. W praktyce inżynierskiej wpływ wiatru uwzględ-niany jest najczęściej przy wyznaczaniu parametrów instalacji oddymiających gra-witacyjnych, w których może on zakłócić prawidłowe działanie systemu.

Oddzia³ywanie istniej¹cych instalacji wentylacji bytowej i klimatyzacji

Instalacja wentylacji bytowej i klimatyzacji może przyczynić się do rozprzestrze-nienia dymu do stref i pomieszczeń sąsiadujących z pomieszczeniem objętym po-żarem. Może ona także być przyczyną wzrostu rozwoju pożaru na skutek dostarcze-nia w jego pobliże świeżego powietrza. Z tego powodu w strefie objętej pożareminstalacja ta powinna być na wypadek pożaru bezwzględnie wyłączana. Dodatko-wo, w miejscu przejścia jej przewodów przez przegrody oddzielenia przeciwpożaro-wego, konieczne jest stosowanie przeciwpożarowych klap odcinających o odpo-wiedniej klasie odporności ogniowej, które w przypadku pożaru zostają zamkniętei uniemożliwiają rozprzestrzenianie się dymu przewodami wentylacyjnymi [1, 5].

Bezpoœredni wypór dymu pod wp³ywem ognia

W przypadku wystąpienia pożaru w pomieszczeniu wewnętrznym w jego prze-strzeni powstaje znaczny przyrost temperatury w strefie podsufitowej. W przestrzeniprzypodłogowej temperatura przyrasta znacznie wolniej. Efektem tego jest wytwo-rzenie się różnicy ciśnień w górnej i dolnej części otworów znajdujących się w tympomieszczeniu (drzwi, okna) i wydostawanie się dymu na zewnątrz. Dym groma-dzący się w strefie podsufitowej, po osiągnięciu górnej krawędzi otworu, zaczyna sięprzez niego wydostawać na zewnątrz, co schematycznie zostało przedstawione narys. 1. W przekroju otworu wentylacyjnego tworzy się płaszczyzna neutralna. Na jejpoziomie występuje wyrównanie ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz pomieszczania.Na miejsce wydostającego się z pomieszczenia dymu, dolną częścią otworu wenty-lacyjnego – poniżej płaszczyzny neutralnej – napływa powietrze zewnętrzne.

Wentylacja pożarowa – wybrane zagadnienia

65

Rodzaje systemów oddymianiaW warunkach, kiedy przepływ dymu powstającego w czasie pożaru nie jest ogra-

niczony za pomocą specjalnych systemów wentylacyjnych, ogólnie nazywanychwentylacją pożarową, rozprzestrzenia się on wewnątrz budynku, stwarzając niebez-pieczeństwo dla jego użytkowników oraz zagrażając wyposażeniu budynku.

Rozwiązania techniczne wentylacji pożarowej są indywidualne dla każdego bu-dynku i ściśle uzależnione od typu jego konstrukcji, wielkości i przeznaczenia. Mo-gą one być oparte zarówno na systemach wentylacji naturalnej, jak i mechanicz-nej. Mogą to być układy wykorzystujące do celów oddymiania istniejącą w budyn-ku instalację wentylacji bytowej bądź niezależne systemy wentylacji pożarowej,działające tylko w przypadku powstania pożaru [5].

Systemy wentylacji pożarowej dzielimy na dwa podstawowe typy, różniące się za-sadą i celem funkcjonowania:

1) systemy oddymiania – stosowane w przestrzeniach, w których może wystąpićw czasie pożaru duża ilość dymu, mające za zadanie jego usuwanie,

2) systemy zapobiegające zadymieniu – stosowane w przestrzeniach przyległychdo tych, w których może wystąpić pożar, mające za zadanie uniemożliwienieprzedostania się do nich dymu.


66

ciœnienie wzrasta wraz ze spadkiem wartoœci y →

pozioma sk³adowa prêdkoœci w przekroju otworu

1 2hF

H

3

+ y- y

p³aszczyzna neutralna

hO

4

p1

ciœnienie otoczenia

p2

p3p4

ciœnienie wewn¹trz pomieszczenia

p³aszczyzna neutralna

Rys. 1. Rozk³ad ciœnienia w otworze wentylacyjnym pomieszczenia objêtego po¿arem [30]

Powyższe systemy wykonywane są jako: a) ciśnieniowe, b) przepływowe, c) wyporu dymu.

Systemy ciœnieniowe

Systemy ciśnieniowe, będące zawsze systemami zapobiegającymi zadymieniu,powodują wytworzenie nadciśnienia w strefach sąsiadujących ze strefą objętą po-żarem, co uniemożliwia wydostanie się dymu z tej strefy i jego niekontrolowane roz-przestrzenienie w obiekcie. Stosowane są we wszelkiego typu obiektach, w którychistnieje możliwość wydzielenia strefy objętej pożarem i bezpośredniego usuwaniapowstającego w niej dymu, przy jednoczesnej ochronie pozostałej części budynkuprzed zadymieniem.

Rozwiązania systemów wentylacji pożarowej oparte na systemach ciśnieniowychsą obecnie najczęściej stosowane przy zabezpieczaniu przed zadymieniem klatekschodowych i szybów windowych w obiektach wielokondygnacyjnych. Znalazły oneodzwierciedlenie między innymi w wytycznych francuskich, brytyjskich i amerykań-skich [6, 7, 8], które od kilku lat stosowane są również w Polsce [5, 9, 10, 11].

Systemy przep³ywowe

Systemy przepływowe, będące w zależności od sytuacji systemami zapobiegają-cymi zadymieniu bądź systemami oddymiania, powodują ograniczenie rozprze-strzeniania się dymu za pomocą wytworzonego przepływu strumienia powietrzao odpowiednio dużej prędkości. Typowym zastosowaniem systemów przepływo-wych w ochronie przed zadymieniem są garaże i tunele. W literaturze amerykań-skiej pojawiają się zależności matematyczne określające wartości tak zwanej pręd-kości krytycznej przepływu powietrza w tunelach, możliwe do zastosowania równieżw przypadku przejść i dróg ewakuacyjnych [12, 13]. Zgodnie z normą NFPA 130[14] przez pojęcie prędkości krytycznej rozumiana jest minimalna prędkość przepły-wu ustalonego strumienia powietrza służącego wentylacji pożarowej, która jest wy-magana do powstrzymania dymu przed jego przemieszczaniem się w kierunkuprzeciwnym do napływającego powietrza. Zachowanie się dymu w przypadku za-stosowania nawiewu powietrza z prędkością krytyczną przedstawiono na rys. 2.

Systemy wyporu dymu

Systemy wyporu dymu, będące zawsze systemami oddymiania, powodują lami-narny wypór dymu w kierunku jego naturalnego przemieszczenia się. Stosowane sąprzede wszystkim w przypadku oddymiania budynków wielkokubaturowych, takichjak: atria, hale widowiskowo-sportowe czy magazyny bądź zakłady produkcyjne.Najczęściej stosowanym układem wentylacji pożarowej w systemie wyporowym jest


67

oddymianie poprzez otwory znajdujące się w stropie budynku oraz nawiew powie-trza zewnętrznego otworami znajdującymi się w dolnej części fasad. Zarówno wy-ciąg, jak i nawiew mogą być realizowane na zasadzie ciągu grawitacyjnego bądźza pomocą wentylatorów wymuszających przepływ. Istotne jest zapewnienie takie-go dużego strumienia usuwanego dymu, aby dolna granica jego warstwy tworzą-cej się w strefie podsufitowej nie przekroczyła dopuszczalnej minimalnej wysokości,zagrażającej przebywającym w pomieszczeniu ludziom bądź znajdującemu się tammieniu [4]. Za pomocą zależności matematycznych, przedstawionych w dalszejczęści opracowania, możliwe jest określenie odpowiedniej powierzchni otworów na-wiewnych, jak i wyciągowych. Schemat funkcjonowania systemu wyporu dymuprzedstawiony został na rys. 3.


68

Rys. 2. Zachowanie siê dymu w przypadku nawiewu powietrza z prêdkoœci¹ krytyczn¹ [30]

Rys. 3. System wyporu dymu w budynkach wielkokubaturowych [30]

Iloœæ ciep³a powstaj¹cego w czasie po¿aruW praktyce inżynieryjnej przyjmuje się, że na całkowitą moc pożaru składa się

ciepło oddawane do otoczenia w 70% na drodze konwekcji i 30% na drodze pro-mieniowania [17].

Przy projektowaniu systemów wentylacji pożarowej w obiektach budowlanych, zewzględu na praktyczne trudności w wykorzystaniu zależności określających ilośćenergii generowanej przez pożar na podstawie ilości spalanego paliwa, koniecznejest określenie mocy obliczeniowej pożaru. W związku z tym, obliczeniową moc po-żaru określa się na podstawie danych statystycznych, charakteryzujących typowemoce pożarów dla różnego typu pomieszczeń i obiektów [1].

Do obliczeń możliwe jest przyjęcie pożaru ustalonego w czasie, nazywanego po-żarem o stałej mocy, którego moc przez cały czas nie ulega zmianom bądź poża-ru rozwijającego się z zakładaną prędkością. Założenie stałej mocy pożaru przyprojektowaniu systemu wentylacji pożarowej jest uwzględnieniem przypadku naj-bardziej niekorzystnego i gwarantuje, iż system ten będzie zapewniał bezpieczeń-stwo również we wstępnej fazie pożaru rozwijającego się, kiedy będzie miał on mocmniejszą od przyjętej do obliczeń. Jest to najczęściej wykorzystywane do wstępnych„ręcznych” obliczeń parametrów pożaru i projektowanej wentylacji pożarowej. Da-je to stosunkowo duży margines bezpieczeństwa, powodując jednak niejednokrot-nie znaczny wzrost nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych projektowanej in-stalacji [1]. W ostatecznych analizach, które w większości przypadków oparte są naprzeprowadzonych symulacjach komputerowych, przyjmowane są wartości chwilo-wych mocy pożarów rozwijających się.

Najczęściej stosowanym sposobem opisu szybkości rozwoju pożaru są znormali-zowane charakterystyki opisane ogólnym wzorem:

gdzie: – moc pożaru [kW],

α – współczynnik szybkości wzrostu pożaru [kW/s2], t – czas od początku pożaru [s]. Przedstawiona tu zależność zawarta została między innymi w unormowaniach

brytyjskich i amerykańskich [7, 8], gdzie wprowadzona została klasyfikacja pożarówpod względem szybkości ich rozwoju. W klasyfikacji tej przyjęto cztery podstawoweszybkości rozwoju pożaru: bardzo szybki, szybki, średni oraz wolny, dla których okre-ślone zostały odpowiednie wartości współczynnika szybkości wzrostu pożaru. Zesta-wienie współczynników dla poszczególnych szybkości rozwoju wraz z wyliczeniemczasu niezbędnego do osiągnięcia przez pożar mocy 1000 kW przedstawionow tab. 1.

Krzywe przebiegu rozwoju pożaru dla poszczególnych wartości współczynnikaszybkości wzrostu pożaru α przedstawia wykres na rys. 4.


69

2tQ α=

Q

W rzeczywistości przebieg pożaru nigdy nie pokrywa się dokładnie z żadnąz przedstawionych na rys. 4 krzywych. Najczęściej, w trakcie trwania pożaru warto-ści chwilowe współczynnika szybkości wzrostu pożaru ulegają ciągłym zmianom,jednak w obliczeniach praktycznych przyjmuje się przeważnie wartości uśrednione,przedstawione w tab. 1.

W wielu dostępnych źródłach literatury [1, 7, 8, 18] są przedstawione statystycz-ne oraz doświadczalne wartości szybkości rozwoju pożaru oraz jego gęstości mocyw wybranych typach pomieszczeń. Przykłady przedstawiono w tab. 2. Wartości tesą zalecane do wykorzystywania przy projektowaniu systemów wentylacji pożarowejw obiektach budowlanych.


70

Tabela 1. Klasyfikacja po¿arów pod wzglêdem szybkoœci rozwoju [7, 8, 30]

RRoozzwwóójj ppoożżaarruu

[kW/s2]0.187600.046890.011720.00293

[s]73146292584

Bardzo szybkiSzybkiŚredniWolny

WWssppóółłcczzyynnnniikk sszzyybbkkoośśccii wwzzrroossttuuppoożżaarruu αα

CCzzaass oossggnniięęcciiaa mmooccyy ppoożżaarruurróówwnneejj 11000000 kkWW

Rys. 4. Krzywe przebiegu charakterystyk rozwoju po¿aru dla poszczególnych wartoœci wspó³czynnikaα [7, 8, 30]

Przedstawione w tab. 2 przykładowe wartości gęstości mocy pożaru,definiowanej jako ilość energii wydzielającej się na jednostkę powierzchnipomieszczenia, pozwalają na określenie całkowitej mocy obliczeniowej pożaru dladanego pomieszczenia, opisanej równaniem:

gdzie:– całkowita moc pożaru [kW], – gęstość mocy pożaru [kW/m2], – powierzchnia materiałów stanowiących paliwo [m2].

Zagro¿enie spowodowane dymempowstaj¹cym w trakcie po¿aru

Dym i toksyczne produkty spalania są podstawowym czynnikiem zagrażającymżyciu ludzi podczas pożaru. Przyjmując za dopuszczalny czas ewakuacji ludzi okresod momentu powstania pożaru do chwili, w której wystąpią warunki uniemożliwia-jące już wydostanie się człowieka ze strefy objętej pożarem w bezpieczne miejscei określając go jako tu, można przyjąć, że warunkiem skutecznego przebiegu ewa-kuacji jest spełnienie wymagania [19]:

gdzie: tp – czas od momentu powstania pożaru do jego wykrycia, ta – czas od wykrycia pożaru do rozpoczęcia ewakuacji, tn – czas od rozpoczęcia ewakuacji do wydostania się do strefy bezpiecznej.

Występujący tu czas niezbędny do ewakuacji jest ściśle uzależniony od możliwo-ści poruszania się uciekających użytkowników obiektu oraz dostępności dróg ewa-kuacyjnych, w szczególności ze względu na ich zadymienie oraz występowanie wy-sokiej temperatury i toksycznych gazów.

Podstawowymi czynnikami stwarzającymi zagrożenie dla życia i zdrowia ludziw trakcie pożaru, które wynikają z obecności i rozprzestrzeniania się dymu, są:


71

Tabela 2. Szybkoœæ rozwoju po¿aru i jego moc w wybranych pomieszczeniach [30]

TTyypp ppoommiieesszzcczzeenniiaa

Hala sprzedażyPomieszczenie biurowe

Biblioteka

szybki lub bardzo szybkiśredni

wolny lub średni

280-650270

150-650

[kW/m2]

SSzzyybbkkoośśćć rroozzwwoojjuu ppoożżaarruuGGęęssttoośśćć mmooccyy ppoożżaarruu

mQ

pm AQQ =

Q mQ pA

ursap tttt <++

– stopień ograniczenia widoczności, – substancje toksyczne występujące w dymie, – obniżony poziom stężenia tlenu, – wysoka temperatura. Na podstawie oceny czasu, w którym przynajmniej jeden z czynników przekroczy

stężenie krytyczne, niebezpieczne dla życia człowieka – czasu krytycznego zagroże-nia pożarowego – możliwe jest określenie, czy w budynku jest zapewnione bezpie-czeństwo pożarowe. W celu zapewnienia optymalnych warunków ewakuacji, ko-nieczne jest zagwarantowanie, że czas ewakuacji będzie krótszy niż czas krytycznyzagrożenia pożarowego, co można przedstawić za pomocą zależności:

Na stopień ograniczenia widoczności na drogach ewakuacyjnych wpływa barwai gęstość dymu. Przyjmuje się, że utrudniający ewakuację może być spadek widocz-ności do 2, a nawet 15 metrów, w zależności od okoliczności [4]. Ograniczenie wi-doczności powoduje, że ludzie tracą orientację w budynku i mimo istnienia odpo-wiednich znaków wskazujących kierunek ewakuacji, nie mogą odnaleźć właściwejdrogi. Minimalna widoczność umożliwiająca bezpieczną ewakuację ludzi w zależ-ności od stopnia znajomości budynku została przedstawiona w tab. 3.

Istotnym elementem w trakcie ewakuacji jest prędkość, z jaką poruszają się ucie-kający. Przy małym zadymieniu, przy którym widoczność wynosi 10÷12 m, ucieka-jący poruszają się z prędkością 0,8÷0,9 m/s, natomiast przy dużym zadymieniu kie-dy widoczność równa jest 3÷5 m, prędkość poruszania wynosi 0,6÷0,8 m/s. Zaniedopuszczalną uważa się gęstość dymu, przy której prędkość poruszania się by-łaby mniejsza od prędkości poruszania się w ciemności, tj. 0,3 m/s.

W analizach inżynieryjnych jako kryterium oceny warunków ewakuacji przyjmu-je się najczęściej wartość zasięgu widzialności znaków odbijających światło równą10 m [16, 19].

Powstający w trakcie pożaru dym ma także właściwości toksyczne, których po-ziom zależy od rodzaju palącego się materiału i intensywności spalania. Najwięk-sza ilość produktów szkodliwych wydziela się w przypadku spalania niezupełnego,przy niedoborze tlenu.

W praktyce, ze względu na zachowanie pewnego marginesu bezpieczeństwa,w obliczeniach inżynieryjnych za dopuszczalną temperaturę występującą w strefieprzebywania ludzi w czasie pożaru przyjmuje się temperaturę 60°C, co znalazło od-zwierciedlenie w polskich przepisach, omówionych w kolejnym rozdziale [14, 19,20].


72

ukr tt >

Tabela 3. Minimalna widocznoœæ zapewniaj¹ca bezpieczn¹ ewakuacjê [30]

SSttooppiieeńń zznnaajjoommoośśccii bbuuddyynnkkuuBudynek znany

Budynek nieznany

WWiiddoocczznnoośśćć3÷5 m

15÷20 m

Wentylacja po¿arowa w Polsce w œwietleobowi¹zuj¹cych przepisów – wymagania

podstawoweWentylacja pożarowa jest jednym z systemów służących ochronie przeciwpoża-

rowej obiektów budowlanych. Zgodnie z ustawą [21] ochrona ta polega na reali-zacji przedsięwzięć, mających na celu ochronę życia, zdrowia, mienia lub środowi-ska przed pożarem, klęską żywiołową lub innym miejscowym zagrożeniem przez:

1) zapobieganie powstawaniu i rozprzestrzenianiu się pożaru, klęski żywiołowejlub innego miejscowego zagrożenia,

2) zapewnienie sił i środków do zwalczania pożaru, klęski żywiołowej lub innegomiejscowego zagrożenia,

3) prowadzenie działań ratowniczych. Wentylacja pożarowa obejmuje zarówno oddymianie określonych przestrzeni,

jak i zapobieganie ich zadymieniu. Pozwala na ograniczanie rozwoju pożaru (przezodprowadzanie dymu i ciepła wydzielającego się w czasie pożaru), a także na two-rzenie odpowiednich warunków do prowadzenia działań ratowniczych obejmują-cych ewakuację ludzi i działania gaśnicze [22, 23].

Zgodnie z zapisem znowelizowanego w 2009 roku rozporządzenia Ministra In-frastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budyn-

ki i ich usytuowanie [22] jest nowe sformułowanie wymagań dla instalacji wentyla-cji oddymiającej. Ma ona zapewniać usuwanie dymu z taką intensywnością, abyw czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewa-kuacyjnych nie wystąpiło zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpiecznąewakuację (§ 270 ust. 1).

Polskie przepisy prawa nie określają w pełni wymagań dla wentylacji pożaroweji zgodnie z art. 5 ust. 1 ustawy Prawo budowlane [25] należy w ich uzupełnieniuposługiwać się dodatkowo aktualnymi zasadami wiedzy technicznej, czyli dostęp-nych norm, wytycznych, artykułów naukowych i technicznych itp. W przypadkuobiektów standardowych, o typowej geometrii, zakłada się najczęściej, że spełnie-nie wspomnianego wcześniej wymagania dla instalacji wentylacji oddymiającej bę-dzie zrealizowane przez zaprojektowanie tej instalacji na podstawie dostępnych pol-skich i zagranicznych norm, poradników i wytycznych, dotyczących ochrony drógewakuacyjnych przed zadymieniem w określonej grupie budynków. W przypadkuobiektów nietypowych nie ma możliwości bezpośredniego stosowania rozwiązaństandardowych i konieczne staje się korzystanie z narzędzi inżynierii bezpieczeństwapożarowego, polegających na przeprowadzaniu indywidualnych obliczeń parame-trów rozwoju pożaru i warunków panujących na przejściach i drogach ewakuacyj-nych, z uwzględnieniem czasu potrzebnego do ewakuacji ludzi z poszczególnychczęści budynku [24].


73

Warunki ewakuacji w czasie po¿aru

Czas potrzebny do ewakuacji ludzi zależy przede wszystkim od długości przejśći dojść ewakuacyjnych oraz ilości użytkowników obiektu i jego rodzaju. Obejmujeon czas zwłoki (czas do rozpoczęcia ewakuacji, w tym czas potrzebny na uzyskanieinformacji o pożarze), czas na opuszczenie pomieszczenia oraz czas potrzebny napokonanie drogi do obudowanej klatki schodowej, innej strefy pożarowej lub bez-pośrednio do wyjścia na zewnątrz budynku. Czas ten, możliwy do określeniaw oparciu o normy lub wytyczne (np. PD 7974-6: 2004 [19]), powinien zawsze byćmniejszy od czasu, w którym warunki w miejscu znajdowania się ludzi mogą zacząćzagrażać ich życiu. Podstawowe parametry pożaru stwarzające zagrożenie dla czło-wieka zostały omówione w rozdziale 2.

Odpowiednie warunki ewakuacji przyjmowane na etapie projektowania są kwe-stią umowną, ustalaną przez różne kraje, a nawet różnych projektantów indywidu-alnie. W Polsce ta kwestia została uregulowana dopiero w 2011 r. w rozporządze-niu dotyczącym warunków technicznych dla stacji metra [27]. Zgodnie z nim za od-powiednie warunki ewakuacyjne przyjmuje się:

1) zadymienie na wysokości <_ 1,8 m od posadzki, ograniczające widzialnośćkrawędzi elementów budynku i znaków ewakuacyjnych luminescencyjnychnie więcej niż do 10 m, oraz

2) temperaturę powietrza na wysokości <_ 1,8 m od posadzki nieprzekraczającą60°C, a w warstwie podsufitowej – na wysokości > 2,5 m – 200°C, ze wzglę-du na związane z tym promieniowanie cieplne.

Przy projektowaniu instalacji wentylacji pożarowej pomocne jest korzystaniez nowoczesnych technik komputerowych CFD, które umożliwiają uwzględnieniewszystkich indywidualnych parametrów obiektu, mających istotny wpływ zarównona przebieg rozwoju pożaru, jak i na ilość powstającego dymu i sposób jego roz-przestrzeniania. Niejednokrotnie pozwala to na wprowadzenie korekt i optymaliza-cję rozwiązań przyjętych na podstawie przeprowadzonych wstępnie obliczeń, zarów-no parametrów instalacji, jak i przewidywanego czasu ewakuacji.

Jak pokazuje jednak doświadczenie, nawet w przypadku typowej geometriiobiektu, realizacja projektu zgodnie z wymaganiami wytycznych nie zawsze zapew-nia wystarczający poziom bezpieczeństwa. Przykładem mogą tu być poziome drogiewakuacyjne w budynkach wysokich i wysokościowych, które tradycyjnie zabezpie-czane są przed zadymieniem poprzez stosowanie instalacji oddymiającej. Problemten zostanie szerzej omówiony w kolejnych rozdziałach.

Wymagania dla elementów instalacji oddymiaj¹cej

Poziom temperatury jaki może osiągać dym powstający w wyniku pożaru, decy-duje o wymaganej klasie odporności ogniowej i temperaturowej elementów insta-lacji oddymiającej. W przypadku przewodów wentylacji oddymiającej obsługują-cych wyłącznie jedną strefę pożarową oraz występujących w nich klap odcinają-cych, po wykazaniu za pomocą obliczeń bądź symulacji komputerowych, że tem-peratura dymu powstającego w czasie pożaru nie przekracza 300°C, możliwe jest


74

obniżenie ich klasy odporności ogniowej z uwagi na szczelność i dymoszczelnośćw przypadku przewodów z E600S do E300S, a w przypadku klap – z E600S AA doE300S AA (§270 ust. 2 i 3 [22]). W praktyce jest to możliwe prawie zawsze w obiek-tach wyposażonych w instalację tryskaczową. Przykładem może tu być pomieszcze-nie handlowe, w którym jako element ponadstandardowy zastosowano tryskaczeszybkiego reagowania (RTI < 50). Analiza rozwoju pożaru w takim pomieszczeniuo wysokości 6 m wykazuje, iż uruchomienie tryskaczy powinno nastąpić w czasie do200 s, kiedy moc pożaru szybko rozwijającego się wynosi 1900 kW. Maksymalnatemperatura dymu pod stropem pomieszczenia, bezpośrednio nad źródłem poża-ru, określona za pomocą symulacji komputerowej, nie przekracza w takich warun-kach 220°C (180°C + 20% margines bezpieczeństwa wynikający z dokładności ob-liczeń programu FDS), co przedstawia rys. 4. Widoczne jest zatem, iż na podstawieprzeprowadzonych analiz, możliwe jest zastosowanie w takim przypadku przewo-dów oddymiających i przeciwpożarowych klap odcinających o obniżonej klasie od-porności ogniowej.

Podobną procedurę można zastosować w przypadku doboru wentylatorów oddy-

miających (§270 ust. 4 [22]). Tu jednak należy zwrócić uwagę na to, że analizętemperatury dymu należy przeprowadzać z uwzględnieniem lokalizacji wentylato-rów i ich wydajności, a w przypadku zamiaru zastosowania wentylatorów o klasieniższej niż F400 120 należy, poza wykazaniem, iż temperatura dymu w pobliżu wen-tylatorów będzie niższa niż 400°C, przeanalizować, czy zastosowane rozwiązaniezapewni bezpieczeństwo ekip ratowniczych.


75

Rys. 4. Wyniki symulacji CFD – maksymalna temperatura dymu pod stropem pomieszczenia handlo-wego wyposa¿onego w instalacjê tryskaczow¹ [30]

W najbardziej niesprzyjających warunkach, w sytuacji pożaru w bezpośrednimsąsiedztwie punktu wyciągowego, temperatura usuwanego dymu jest zależnaprzede wszystkim od mocy pożaru oraz od wydajności projektowanej instalacji od-dymiającej. Na rys. 5 przedstawiono przybliżoną (bez uwzględniania strat ciepła dootoczenia oraz przyrostu objętości dymu wynikającego ze wzrostu temperatury)temperaturę dymu usuwanego z pomieszczenia, w zależności od wydajności wen-tylatorów oddymiających dla trzech przykładowych mocy pożaru: 1 MW, 5 MWoraz 10 MW [30].

Widoczne jest, iż nawet w przypadku pożaru o mocy 1 MW temperatura dymuusuwanego z pomieszczenia nie przekracza 400°C dopiero przy zapewnieniu wydaj-ności instalacji oddymiającej ponad 8 000 m3/h. Dla mocy 5 i 10 MW wydajnośćta musi wynosić odpowiednio 40 000 i 100 000 m3/h. Przy wydajnościach mniej-szych od wskazanych należy się liczyć z temperaturami przekraczającymi nawet600°C, co oznacza, iż przy niewielkich wydajnościach instalacji oddymiającej pożarmoże spowodować uszkodzenie wentylatorów oddymiających, nawet o klasie F60060, czyli maksymalnej wymaganej przez obowiązujące przepisy. Jednocześnie wi-doczne jest, iż przy wydajności instalacji oddymiającej powyżej 150 000 m3/h prze-widywana temperatura dymu, nawet w przypadku pożaru o mocy 10 MW nie prze-kracza 200°C, co umożliwia zastosowanie wentylatorów o obniżonych parametrachi znacznie niższej cenie. W praktyce, podobnie jak w przypadku klap odcinającychoraz przewodów oddymiających, obniżenie wymagań w zakresie odporności ognio-wej wentylatorów jest prawie zawsze możliwe w obiektach wyposażonych w instala-cję tryskaczową, a tylko niekiedy w przypadku braku tej instalacji [30].

Odrębny problem stanowią wentylatory strumieniowe, stosowane w garażachi tunelach. Ze względu na lokalizację tych wentylatorów pod stropem pomieszczeńnależy liczyć się z możliwością wystąpienia pożaru bezpośrednio pod wentylatoremlub w bardzo niewielkiej odległości od niego. Analizuje się więc rozkład temperatu-ry na wysokości, na której są zainstalowane wentylatory strumieniowe i określamaksymalny zasięg temperatury, na jaką zastosowane wentylatory są odporne. Na-


76

Rys. 5. Przybli¿ona temperatura dymu usuwanego z pomieszczenia w zale¿noœci od projektowejmocy po¿aru i wydajnoœci instalacji [30]

stępnie przeprowadza się powtórną analizę, uwzględniającą uszkodzenie wentyla-torów znajdujących się w obszarze zasięgu tej temperatury (w przeprowadzanej sy-mulacji ich działanie nie jest uwzględnione). Na rys. 6 przedstawiony został rozkładtemperatury na poziomie wentylatorów strumieniowych w czasie pożaru. Zasięgtemperatury 300°C (na jaką odporne są zastosowane wentylatory) może objąćmaksymalnie jeden wentylator. Jego niedziałanie uwzględniono we właściwej sy-mulacji komputerowej, wykazującej, czy w analizowanym garażu zapewnione zo-stały odpowiednie warunki ewakuacyjne.

Warunki dzia³ania ekip ratowniczych

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury [22], decyzję o obniżeniu kla-sy odporności temperaturowej wentylatorów można podjąć dopiero po dokonaniuoceny, czy w obiekcie będzie zapewnione bezpieczeństwo ekip ratowniczych. Napodstawie badań przeprowadzonych w czasie odbywanych ćwiczeń w Wielkiej Bry-tanii określone zostały możliwości działań ekip ratowniczych w zależności od wa-runków występujących podczas pożaru [28]. Dokonano określenia bezpiecznychwarunków pracy ekip ratowniczych, w zależności od temperatury otoczenia, natę-żenia promieniowania cieplnego oraz czasu ekspozycji, co przedstawia rys. 7. Zawarunki rutynowe przyjęto warunki najczęściej spotykane w czasie działań ratowni-czych, w których temperatura nie przekracza 100°C i promieniowanie cieplne jestponiżej 1 kW/m2. Przeprowadzone ćwiczenia przewidywały przebywanie ratownikóww takich warunkach w czasie do 30 min, przy czym w zaleceniach podano maksy-malny czas ekspozycji do 25 min. Zwrócono uwagę na znaczący wpływ wilgotno-ści powietrza w tych warunkach, jednak nie określono wartości granicznych. Zakres


77

Rys. 6. Wyniki symulacji CFD – rozk³ad temperatury dymu pod stropem gara¿u [30]

warunków niebezpiecznych przewiduje krótkotrwałe działania ratowników (do 10 min),w temperaturze do 120°C i promieniowaniu cieplnym do 3 kW/m2. Zaznaczono, żew tych warunkach wilgotność powietrza ma już mniejsze znaczenie, ponieważw temperaturze powyżej 100°C nie należy spodziewać się jej wysokiego poziomu.Za warunki ekstremalne, występujące w sytuacji konieczności prowadzenia działańratowniczych przy zagrożeniu wystąpienia rozgorzenia, przyjęto temperaturę w prze-dziale od 160°C do 235°C i natężenie promieniowania cieplnego od 4 kW/m2 do10 kW/m2. W warunkach tych przewiduje się możliwość przebywania do 1 min, przyczym należy się liczyć z możliwością uszkodzenia wyposażenia i ubrań ochronnychratowników, a nawet odniesienia ran. Powyżej tych parametrów zakłada się wystę-powanie warunków krytycznych zagrażających życiu ratowników.

W Polsce oficjalne warunki krytyczne dla ekip ratowniczych, jakie należy przyj-mować na etapie projektowania, nie zostały jak dotąd określone. W praktyce inży-nierskiej, za wartości graniczne parametrów mających wpływ na ich bezpieczeń-stwo, przyjmowane są najczęściej parametry odpowiadające warunkom rutynowymlub niebezpiecznym, ale takim, w których możliwe jest prowadzenie działań przez10 min. Oznacza to, iż dopuszczalna temperatura obliczeniowa nie powinna byćwiększa niż 100÷120°C, a natężenie promieniowania cieplnego – 1÷3 kW/m2.Warunki te powinny być zachowane w odległości 10 m od źródła pożaru, która od-powiada efektywnemu zasięgowi rzutu prądu gaśniczego [23].

Należy również zwrócić uwagę na to, czy ratownicy nie będą musieli prowadzićdziałań pod takimi elementami konstrukcji budynku, które nie mają gwarantowa-


78

10

20

30

50

100120

160

200

300

500

1000

0,1 1 4 10 1000,50,30,2 2 3 5 20 30 50

Warunki rutynowe

Warunki niebezpieczne

Warunki ekstremalne

Warunki krytyczne

Warunki ekspozycji

Tem

pera

tura

°C

Promieniowanie cieplne kW/m2

25 minut10 minut

1 minuta

Promieniowanie cieplne kW/m2

Rys. 7. Wp³yw warunków wystêpuj¹cych w czasie po¿aru na mo¿liwoœci prowadzenia dzia³añ ratow-niczych [28, 30]

nej klasy odporności ogniowej (z uwagi na nośność ogniową), np. w budynkachklasy „E” odporności pożarowej lub bezpośrednio pod dachem w budynkach klasy„D”. Trzeba by wtedy określić, po jakim czasie oddziaływania pożaru elementy temogą utracić swą nośność. Dla elementów konstrukcji budynku, mających gwaran-towaną klasę odporności ogniowej, omawiany czas będzie wynikał z tej klasy.

W celu dokonania oceny, czy w analizowanym obiekcie zapewnione jest bezpie-czeństwo ekip ratowniczych, konieczne jest także określenie przewidywanego czasurozpoczęcia działań gaśniczych, który jednocześnie można przyjmować jako czas,po którym następuje ograniczenie rozwoju pożaru (chyba że budynek jest wyposa-żony w instalację tryskaczową i ograniczenie rozwoju pożaru nastąpiło po urucho-mieniu tryskaczy). Czas rozpoczęcia działań gaśniczych uzależniony jest przedewszystkim od czasu przekazania informacji o pożarze do jednostki ratowniczo-gaśni-czej i od jej odległości od obiektu, w którym powstał pożar. W tej kwestii równieżw Polsce nie istnieją dokładne dane. Zgodnie z niemiecką normą VDI 6019-1 [10],w obiektach wyposażonych w system sygnalizacji pożarowej i automatycznegoprzekazywania alarmu do jednostek ratowniczych, czas rozpoczęcia działań gaśni-czych można przyjmować zgodnie z tab. 4.

PodsumowaniePrzedstawione powyżej przykłady obrazują, że w projektowaniu systemów wen-

tylacji pożarowej zgodnie z wymaganiami obowiązujących przepisów ważną rolęodgrywają narzędzia inżynierii bezpieczeństwa pożarowego, umożliwiające przyj-mowanie rozwiązań optymalnych dla danego budynku. Zastosowanie najdokład-niejszego z tych narzędzi, symulacji komputerowych CFD, pozwala na szczególnieprecyzyjne uwzględnienie wszystkich elementów mających wpływ na rozwój pożarui rozprzestrzenianie się dymu. Niejednokrotnie uzyskuje się dzięki temu wyższy po-ziom zabezpieczenia przeciwpożarowego przy jednoczesnym zredukowaniu ich su-marycznych kosztów. Należy tu jednak brać pod uwagę fakt, iż wiarygodne wyniki


79

Tabela 4. Czas rozpoczêcia dzia³añ gaœniczych [29, 30]

WWaarruunnkkii ddoojjaazzdduuWarunki sprzyjające (obecność miejscowej jednostki straży pożar-nej)Warunki normalne (istnienie zawodowych jednostek straży pożarnejmających łatwy dojazd do obiektu)

Warunki niesprzyjające (istnienie ochotniczych jednostek strażypożarnej lub zawodowych jednostek straży pożarnej mającychutrudniony dojazd do obiektu)

Warunki szczególnie niesprzyjające (istnienie ochotniczychjednostek straży pożarnej mających utrudniony dojazd do obiektu)

CCzzaass [[ss]]

600*

900*

1200*

1600*

* czas ten uwzględnia czas 120 s przewidziany na wykrycie pożaru i przekazanie informacji dojednostek straży pożarnej oraz czas 180 s przewidziany na przygotowanie jednostek ratowniczychdo rozpoczęcia akcji gaśniczej.

symulacji można uzyskać jedynie przy prawidłowym doborze oprogramowania i za-łożeń przyjmowanych do analiz oraz dzięki odpowiednim kwalifikacjom osób je wy-konujących. W codziennej praktyce projektowej nie zawsze konieczne jest posługi-wanie się tego typu narzędziami i często wystarczające okazują się stosunkowo pro-ste metody obliczeniowe.

LLiitteerraattuurraa [1] Morgan H. P., Ghosh B. K., Garrad G., Design methodologies for smoke and

heat exhaust ventilation BRE Report BR 368, London 1999. [2] Seifert U., Stein J., Hot Smoke Tests in Buildings, Fire Engineer Journal 3,

30-33 (2000). [3] Steckler K. D., Quintire J. G., Flow induced by fire in a compartment, U. S.

Department of Commerce, Washington 1982. [4] Drysdale D., An introduction to fire dynamics, John Wiley and Sons, New

York 1987. [5] Brzezińska D., Jędrzejewski R., Wentylacja pożarowa budynków wysokich

i wysokościowych, Poradnik, Fluid Desk, Szczecin 2003. [6] Arre^té du 22 mars 2004 portant approbation de dispositions complétant et

modifiant le reglement de sécurité contre les risques d'incendie et de pani-que dans les établissements recevant du public (dispositions relatives audésenfumage), Journal Officiel de la Republique Francaise, 1 avril 2004.

[7] BS 5588-4: 1998 Fire precautions in the design, construction and use of buil-

dings. Part 4: Code of practice for smoke control using pressure differentials.

[8] NFPA 92 Standard for Smoke Control Systems, 2015 Edition. [9] Kosiorek M., Głąbski P., Projektowanie instalacji wentylacji pożarowej dróg

ewakuacyjnych w budynkach wysokich i wysokościowych, Instytut TechnikiBudowlanej, Warszawa 2002.

[10] Skaźnik M., Projektowanie systemów usuwania ciepła i dymu oraz ochrony

przed zadymieniem, Eko-poż i Mercor, Gdańsk 2001. [11] PN-EN 12101-6 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła – Część 6:

Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień – Zestawy

urządzeń.

[12] Thomas P. H., Movement of smoke in horizontal corridors against airflow In-stitute of Fire Engineers Quarterly, vol 30 no 77, 45-53 (1970).

[13] Wu Y., Bakar M. Z. A., Contorl of smoke flow in tunnel fires using longitudi-

nal ventilation systems – a study of the critical velocity, Fire Safety Journal 35,363-390 (2000).

[14] NFPA 130 Standard for Fixed Guideway Transit and Passanger Rail Systems,

2014 Edition. [15] NFPA 502 Standard for Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access

Highways, 2014 Edition. [16] Quintiere J., Growth of fires in building compartments, American Society for

Testing and Materials, ASTM STP 614, Philadelphia 1977. [17] Karlson B., Quintiere J. G., Enclosure Fire Dynamics. 2000 by CRC Press

LLC.


80

[18] BS 9999: 2008. Code of practice for fire safety in the design, management

and use of buildings.

[19] PD 7974-6: 2004. Application of fire safety engineering principles to the de-

sign of buildings – Part 6: Human factors: Life safety strategies – Occupant

evacuation, behavior and condition.

[20] Mizieliński B., Kubicki G., Wentylacja pożarowa – oddymianie, WNT, War-szawa 2012.

[21] Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (Dz.U.z 2009 r. Nr 178, poz. 1380 z późn. zm.) [ZAP 44]*.

[22] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie


nie (Dz.U. Nr 75, poz. 690 z późn. zm.) [ZAP 2]. [23] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerw-

ca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów

budowlanych i terenów (Dz.U. Nr 109, poz. 719) [ZAP 45]. [24] Brzezińska D., Projektowanie systemów wentylacji pożarowej a nowelizacja

przepisów techniczno-budowlanych, „Ochrona Przeciwpożarowa”, Nr 4,2009, str. 34.

[25] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (Dz.U. z 2013 r.poz. 1409, z późn. zm) [ZAP 1].

[26] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) Nr 305/2011 z dnia9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania doobrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG(Dz.U. L 88 z 04.04.2011).

[27] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 17 czerwca 2011 r. w sprawie wa-

runków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane metra

i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 144, poz. 859) [ZAP 2.43]. [28] Measurements of the Firefighting Environment Department for Communities

and Local Government Eland House Bressenden Place London SW1E 5DU1994.

[29] VDI 6019-1 Engineering methods for the dimensioning of systems for the re-moval of smoke from buildings, Fire curves, verification of effectiveness Gu-ideline no. GL-17: Fire Brigade Intervention Model, General Provisions, Me-tropolitan Fire & Emergency Services Board Community Safety Directorate,15 Sep. 2005.

[30] Brzezińska D., Wentylacja pożarowa obiektów budowlanych, Monografie Po-litechniki Łódzkiej, 2015.


81


Techniczne œrodki zabezpieczenia przeciwpo¿arowego w budynkach

Po przedstawieniu definicji, zgodnej z polskimi przepisami, technicznychœrodków zabezpieczenia przeciwpo¿arowego w budynkach jako sumy bier-nych i czynnych, w dalszej czêœci Autorzy skupili swoj¹ uwagê na czynnychzabezpieczeniach przeciwpo¿arowych. Przedstawili ich szczegó³owy po-dzia³ na grupy, w zale¿noœci od funkcji i celu, jakiemu s³u¿¹ poszczególneinstalacje i urz¹dzenia w zapobieganiu, wykrywaniu, sygnalizowaniu po¿a-ru, wspomaganiu ewakuacji, a wreszcie gaszeniu po¿aru i u³atwianiu akcjigaœniczej. W dalszej czêœci Autorzy przedstawili podstawowe uwarunkowa-nia i zasady wspó³dzia³ania poszczególnych urz¹dzeñ i instalacji, które na-le¿y braæ pod uwagê w projektowaniu i eksploatacji, aby zapewniæ skutecz-ne i niezawodne funkcjonowanie w obiekcie budowlanym ca³ego systemubezpieczeñstwa po¿arowego.

* * *

Technical means of fire protection in buildings

According to Polish regulations, technical means of fire protection inbuildings, consist of passive and active ones. Authors focused on the activemeasures. They presented shortly different groups, depending on thefunction and purpose pursued by individual installations and equipment for:prevention, detection, signaling a fire, supporting escape, finallyextinguishing the fire and facilitating the fire fighting. The important chapterpresents the basic conditions and rules of cooperation between the variousdevices and systems, which must be taken into account in the design anduse to ensure the efficient and reliable operation of the whole system of firesafety.

STRESZCZENIE

SUMMARY

Dr in¿. Marek StojekProf. dr hab. in¿. Edward Szczechowiak

Techniczne środki zabezpieczeniaprzeciwpożarowego w budynkach

Przegląd czynnych zabezpieczeńprzeciwpożarowych

Techniczne środki zabezpieczenia przeciwpożarowego zostały zdefiniowanew przepisach przeciwpożarowych [1] jako urządzenia, sprzęt, instalacje oraz rozwią-zania budowlane służące zapobieganiu powstaniu i rozprzestrzenianiu się pożarów.

Przedmiotowe rozwiązania można umownie podzielić na dwie zasadnicze grupy[2]. Pierwsza grupa to zabezpieczenia bierne, a druga grupa to zabezpieczeniaczynne.

Bierne zabezpieczenia przeciwpo¿aroweBierne zabezpieczenia przeciwpożarowe obejmują rozwiązania budowlane

umożliwiające zachowanie odpowiedniej klasy odporności ogniowej elementów bu-dynku, klasy odporności ogniowej oddzielenia przeciwpożarowego oraz klasy reak-cji na ogień poszczególnych elementów budynku.

83

Rys. 1. Umowny podzia³ technicznych œrodków zabezpieczenia przeciwpo¿arowego

Techniczne œrodki zabezpieczeniaprzeciwpo¿arowego

Bierne zabezpieczeniaprzeciwpo¿arowe

Czynne zabezpieczeniaprzeciwpo¿arowe

Do tej grupy można zaliczyć również rozwiązania techniczne przepustów instala-cyjnych, dla których wymagana jest również klasa odporności ogniowej, zamknię-cia przeciwpożarowe oraz ogniochronne kanały kablowe itp.

Czynne zabezpieczenia przeciwpo¿aroweCzynne zabezpieczenia przeciwpożarowe obejmują przede wszystkim urządzenia

przeciwpożarowe i instalacje z nimi związane służące do zapobiegania rozwoju po-żaru, wykrywające pożar, sygnalizujące stan alarmu pożarowego, zwalczające po-żar lub ograniczające jego skutki, zapewniające bezpieczną ewakuację oraz prze-prowadzenie skutecznej akcji ratowniczo-gaśniczej.

Najczęściej stosowane czynne zabezpieczenia przeciwpożarowe można podzielićna 5 grup. Poniższy podział ma wyłącznie charakter poglądowy i nie wyklucza rów-noczesnej przynależności danego systemu do innej grupy.


84

Rys. 2. Pogl¹dowy podzia³ czynnych œrodków zabezpieczenia przeciwpo¿arowego

Czynne zabezpieczeniaprzeciwpo¿arowe

Urz¹dzenia zapobiegaj¹cepowstaniu po¿aru

Urz¹dzenia wykrywaj¹cepo¿ar

Urz¹dzenia sygnalizuj¹cepo¿ar

Urz¹dzenia zapewniaj¹cebezpieczn¹ ewakuacjê

Urz¹dzenia gaœnicze

Urz¹dzenia u³atwiaj¹ceakcjê ratowniczo-gaœnicz¹

Urz¹dzenia przeciwpo¿arowe zapobiegaj¹cepowstaniu po¿aru

Systemy inertyzuj¹ce

Zasada działania systemów inertyzujących polega na zmniejszeniu stężenia tle-nu w powietrzu pomieszczenia chronionego. Zasysane przez urządzenie powietrzejest sprężane, rozdzielane na azot i tlen. Zmniejszenie stężenia tlenu do około 15%jest w większości wypadków wystarczające do wyeliminowania ryzyka rozwoju po-żaru w pomieszczeniu. Systemy inertyzujące dzieli się w zależności od sposobuutrzymywania zadanego stężenia tlenu w powietrzu.

Urz¹dzenia zraszaczowe zabezpieczaj¹ce

Urządzenia zraszaczowe są specjalnymi urządzeniami zabezpieczającymi (lubgaśniczymi) przed możliwością wystąpienia lub rozprzestrzeniania się pożaru. Pod-stawowym zadaniem urządzeń zraszaczowych zabezpieczających jest ochrona da-nego obiektu przed nadmiernym promieniowaniem cieplnym. Cechą charaktery-styczną urządzeń zraszaczowych jest to, że zraszacze umieszczone na przewodachsą stale otwarte.

Urz¹dzenia przeciwpo¿arowe wykrywaj¹ce po¿ar

Systemy sygnalizacji po¿aru

Podstawowymi zadaniami systemów sygnalizacji pożaru jest wykrycie co naj-mniej jednego zjawiska fizycznego i/lub chemicznego, które towarzyszy pożarowioraz przekazanie sygnału o zaistniałym zdarzeniu do centrali sygnalizacji pożaru.

Urządzeniami służącym do dozorowania i wczesnego wykrywania ewentualnegopożaru są czujki pożarowe. Czujki pożarowe można podzielić na dwie zasadniczegrupy: ręczne i automatyczne [3]. Do pierwszej grupy zalicza się ręczne ostrzega-cze pożarowe (tzw. ROP-y). Do drugiej grupy należą automatyczne czujki dymu,czujki ciepła, czujki płomienia lub czujki wielosensorowe (np. kombinacja czujni-ków ciepła, dymu oraz tlenku węgla).

Centrala sygnalizacji pożaru ma za zadanie zasygnalizowanie w sposób optycz-ny i dźwiękowy alarmu pożarowego. W zależności od rodzaju budynku, wyposaże-nia technicznego, scenariusza rozwoju pożaru itp. centrala może również wyłączyćinstalacje użytkowe oraz sterować działaniem urządzeń przeciwpożarowych. Dodat-kowo centrala sygnalizacji pożaru przekazuje informacje o pożarze do alarmowegocentrum odbiorczego (najczęściej jednostka PSP). Centrala sygnalizacji pożarunadzoruje stan wszystkich elementów systemu wraz z liniami połączeniowymi.

Techniczne środki zabezpieczenia przeciwpożarowego w budynkach

85

Urz¹dzenia przeciwpo¿arowe sygnalizuj¹cepo¿ar

DŸwiêkowe systemy ostrzegawcze

W przypadku stwierdzenia pożaru w budynku dźwiękowe systemy ostrzegawczemają za zadanie powiadomienie użytkowników za pomocą zrozumiałych komuni-kat głosowych o zaistniałym zagrożeniu oraz wskazanie sposobu ewakuacji.

Urz¹dzenia alarmowe systemu sygnalizacji po¿aru

Systemy sygnalizacji pożaru mogą zostać wyposażone w sygnalizatory akustycz-ne i optyczne. Zarówno pożarowa sygnalizacja akustyczna, jak i optyczna powinnawyraźnie odróżniać się od sygnałów normalnie występujących w obiekcie.

Dodatkowa sygnalizacja

Zadziałanie samoczynnych urządzeń gaśniczych wodnych może być wykorzysta-ne do powiadamiania o powstaniu pożaru w chronionym obiekcie.

Urz¹dzenia przeciwpo¿arowe zapewniaj¹cebezpieczn¹ ewakuacjê

Systemy oœwietlenia awaryjnego

Systemy oświetlenia awaryjnego służą do zapewnienia niezbędnego poziomuoświetlenia po zaniku oświetlenia podstawowego. Systemy oświetlenia awaryjnegodzieli się na oświetlenie ewakuacyjne oraz oświetlenie zapasowe [4]. Podstawowymcelem awaryjnego oświetlenia ewakuacyjnego jest zapewnienie użytkownikom bu-dynku bezpiecznego wyjścia.

Systemy ruchomych kurtyn dymowych

Kurtyny dymowe służą do kontrolowania przemieszczania się dymu w budynkuprzez stworzenie odpowiednich barier. Funkcja ruchomych kurtyn dymowych odpo-wiada funkcji kurtyn stałych. Podstawowymi zadaniami kurtyn dymowych w czasiepożaru są:

1) stworzenie zbiornika dla dymu i gazów pożarowych, 2) ukierunkowanie przepływu dymów i gazów pożarowych,


86

3) zapobieganie lub opóźnianie przepływu dymu i gazów pożarowych do innychstref budynku,

4) współdziałanie z urządzeniami przeciwpożarowymi w budynku.

Systemy wentylacji po¿arowej

Podstawowym celem działania systemów instalacji wentylacji pożarowej w bu-dynku jest zabezpieczenie przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych. Prawidłowedziałanie tych systemów umożliwia sprawną i bezpieczną ewakuację ludzi z zagro-żonej strefy. Instalacje wentylacji pożarowej muszą zapobiegać nadmiernemu ogra-niczeniu widoczności przez przeciwdziałanie rozprzestrzenianiu się dymów i gazówpożarowych, obniżać odczuwalną temperaturę oraz ograniczać spadek stężenia tle-nu poniżej wartości zagrażających życiu i zdrowiu ludzi.

Gaœnicze urz¹dzenia przeciwpo¿arowe

Instalacja i sieci wodoci¹gowe przeciwpo¿arowe

Wodociągowe urządzenia przeciwpożarowe mają za zadanie zapewnić możli-wość szybkiego i skutecznego gaszenia pożarów w miejscu ich powstania. Podsta-wowym zadaniem instalacji i związanych z nią urządzeń jest dostarczenie czynnikagaśniczego w niezbędnej ilości i pod odpowiednim ciśnieniem. Wodociągowe urzą-dzenia przeciwpożarowe dzieli się na hydranty zewnętrzne i hydranty wewnętrzne.

Sta³e urz¹dzenia gaœnicze gazowe

Stałe urządzenia gaśnicze gazowe mają za zadanie rozprowadzić w przestrzenichronionej gaz w taki sposób, aby uzyskać wymagane stężenie gaśnicze. Gazamiużywanymi obecnie do gaszenia pożarów są gazy obojętne (np. argon, inergen, ar-gonit), gazowe chlorowcopochodne węglowodorów (zmienniki halonów np. halon1301, CEA 410) oraz dwutlenek węgla. Stężenie gaszące gazu jest to najniższe stę-żenie, przy którym nastąpi przerwanie procesu rozwoju pożaru w chronionej prze-strzeni.

Sta³e samoczynne urz¹dzenia gaœnicze wodne

Stałe samoczynne urządzenia gaśnicze wodne charakteryzują się tym, że obej-mują cały budynek oraz tym, że sieć przewodów jest na stałe wypełniona wodą. Za-sada działania samoczynnych urządzeń gaśniczych wodnych polega na tym, że podwpływem wzrostu temperatury spowodowanej pożarem następuje otwarcie ele-


87

mentu termoczułego i samoczynny wypływ czynnika gaśniczego z tryskacza lub dy-szy. Wypływ z systemu wody powoduje uruchomienie akustycznych urządzeń alar-mowych sygnalizujących powstanie pożaru.

W zależności od wymagań, stałe samoczynne urządzenia gaśnicze można po-dzielić na: systemy wodne, systemy powietrzne lub systemy mieszane. Czynnikiemgaśniczym może być woda lub woda z domieszką środków pianotwórczych.

Sta³e urz¹dzenia gaœnicze pianowe

Stałe urządzenia gaśnicze pianowe mogą stanowić wyposażenie pomieszczeńtechnicznych w budynku. Rodzaj instalacji do wytwarzania i podawania piany jestuzależniony od wielkości obiektu, konstrukcji, funkcji oraz od rodzaju substancjistwarzającej zagrożenie pożarowe. Instalacje pianowe można podzielić na służącedo: powierzchniowego podawania piany (np. instalacje zraszaczowe/tryskaczowe,działka pianowe), podpowierzchniowego podawania piany oraz instalacje do semi-podpowierzchniowego podawania piany [5].

Sta³e urz¹dzenia gaœnicze proszkowe

Gaśnicze urządzenia proszkowe mają za zadanie wprowadzić w obszar płomie-nia bardzo drobno zmielone substancje stałe (proste sole organiczne). Obłok pyłuproszkowego oddziałuje na źródło pożaru zarówno chemicznie, jaki i fizycznie, za-kłócając przebieg spalania. Instalacje proszkowe mają ograniczone zastosowaniedo ochrony pomieszczeń ze względu na to, że proszki nie utrzymują się wystarcza-jąco długo w powietrzu.


88

Rys. 3. Pianowe urz¹dzenie gaœnicze w budynku•ród³o: Internet

Sta³e urz¹dzenia gaœnicze aerozolowe

Działanie aerozolowych urządzeń gaśniczych opiera się na zasadzie przerwaniałańcucha reakcji fizyko-chemicznych zachodzących podczas pożaru. Praktyczne za-stosowanie znalazły urządzenia aerozolowe umożliwiające wytworzenie aerozolu nadrodze pirotechnicznej (np. na bazie wodorowęglanu potasu). Zadziałanie aerozo-lowych systemów gaśniczych nie zmniejsza poziomu tlenu w powietrzu i pozostawianiewielką ilość zanieczyszczeń.

Hybrydowe urz¹dzenia gaœnicze

W przypadkach szczególnych zagrożeń pożarowych mają zastosowanie kombi-nowane (hybrydowe) systemy gaśnicze. W praktyce spotykane są następujące roz-wiązania:

1) hybrydowe instalacje pianowo-proszkowe,2) hybrydowe instalacje wodno-gazowe (woda i gaz obojętny),3) hybrydowe instalacje mgły wodnej i gazów.Przeciwpożarowe urządzenia hybrydowe są rozwiązaniami nowymi, których sku-

teczność oraz niezawodność działania musi zostać każdorazowo potwierdzona napodstawie odpowiednich badań i testów na rzeczywistych obiektach.


89

Rys. 4. Aerozolowe urz¹dzenie gaœnicze•ród³o: Fiprotech

Rys. 5. Hybrydowa instalacja pianowo--proszkowa w budynku•ród³o: Internet

Urz¹dzenia przeciwpo¿arowe u³atwiaj¹ce akcjêratowniczo-gaœnicz¹

Wyżej wymienione stałe lub półstałe urządzenia przeciwpożarowe mają równieżza zadanie ułatwienie prowadzenia działań ratowniczo-gaśniczych w obiektach bu-dowlanych, w których pojawił się pożar. W wybranych budynkach, przepisy tech-niczno-budowlane narzucają konieczność zainstalowania przeciwpożarowych wy-łączników prądu elektrycznego oraz dźwigów dla ekip ratowniczych.

Wspó³dzia³anie urz¹dzeñ przeciwpo¿arowych– wybrane zagadnienia

Wspó³dzia³anie urz¹dzeñ przeciwpo¿arowych zapobiegaj¹cychrozwojowi po¿aru

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee uurrzząąddzzeeńń iinneerrttyyzzuujjąąccyycchh ii iinnssttaallaaccjjii wweennttyyllaaccjjiiPodstawowym celem działania urządzeń inertyzujących jest niedopuszczenie do

rozwoju pożaru. W przypadku pojawienia się pożaru mają one za zadanie przerwa-nie procesu spalania, zmniejszenie prędkości spalania oraz ograniczenie przestrze-ni lub obszaru objętych pożarem.

Urządzenie inertyzujące utrzymuje stężenia tlenu w powietrzu na poziomie oko-ło 14%. Takie stężenie tlenu przeważnie jest wystarczające do eliminacji ryzyka po-wstania pożaru.

Najważniejszym elementem urządzenia jest membrana dzięki, której z powietrzazostaje wyodrębniony azot oraz gazy resztkowe (tlen, argon itp.). Czysty azot jestdostarczany do chronionego obszaru, natomiast pozostałe gazy są usuwane pozapomieszczenie.

Można wyróżnić trzy warianty pracy przeciwpożarowego urządzenia inertyzujące-go:

1. ochrona pomieszczeń, w których przebywają ludzie – obniżenie i utrzymywa-nie zawartości tlenu w powietrzu na poziomie około 15%,

2. ochrona pomieszczeń, w których ludzie nie przebywają – obniżenie i utrzymy-wanie zawartości tlenu w powietrzu na poziomie około 13%,

3. ochrona kombinowana ma zastosowanie w pomieszczeniach, w których okre-sowo mogą pojawić się ludzie. Wówczas możliwe są trzy sposoby pracy urzą-dzenia: – zwiększenie stężenia tlenu w powietrzu w okresie przebywania ludzi w po-

mieszczeniu, – zwiększenie stężenia tlenu w powietrzu w zadanych przedziałach czasowych

w czasie przebywania ludzi w pomieszczeniu, – okresowe obniżenie stężenia tlenu w czasie braku ruchu osobowego.

Z powyższego wynika, że zapewnienie właściwych warunków przebywania ludzi,w niektórych przypadkach może być sprzeczne z wymaganiami ochrony przeciwpo-


90

żarowej. Zwiększenie stężenia tlenu w powietrzu, z jednej strony sprzyja inicjacjii rozwojowi pożaru, a z drugiej umożliwia poprawne funkcjonowanie organizmuludzkiego.

Polepszenie warunków ochrony przeciwpożarowej i polepszenie warunków pracyludzi w pomieszczeniach chronionych można osiągnąć dzięki odpowiednio zapro-jektowanej i wykonanej instalacji wentylacji.

Szybkie i skuteczne przemieszczanie mas odpowiednio uzdatnionego powietrzawentylacyjnego (o wymaganym stężeniu tlenu) w obrębie chronionego pomieszcze-nia może istotnie przyczynić się do obniżenia ryzyka pożaru, nawet w pomieszcze-niach użytkowanych przez ludzi.

Istotnymi czynnikami przemawiającym na korzyść hybrydowego systemu wenty-lacji i urządzenia inertyzujacego są:

– ograniczenie wpływu ruchów termicznych powietrza w chronionym pomiesz-czeniu na wymaganą wartości utrzymywanego przez urządzenie inertyzującestężenia tlenu,

– ograniczenie wpływu różnic gęstości gazów na wymaganą wartości utrzymy-wanego przez urządzenie inertyzujące stężenia tlenu,

– ograniczenie możliwości skraplania się wilgoci zawartej w powietrzu, – ograniczenie wpływów czynników zewnętrznych i wewnętrznych, – zmniejszenie bezwładności urządzenia inertyzującego, – skrócenie czasu reakcji na zmiany funkcjonalno-organizacyjne, – możliwość ochrony jednym urządzeniem grupy pomieszczeń itp. Przy stosowaniu urządzeń inertyzujących należy pamiętać o ich ograniczeniach.

Powietrza o zwiększonym stężeniu azotu nie można stosować do ochrony materia-łów wchodzących w reakcje z azotem, takimi jak: Mg, Al, Li itp. Drugie ogranicze-nie to szczelność pomieszczenia chronionego. Kolejne poważne ograniczenie tokoszty inwestycyjne i eksploatacyjne.

Wspó³dzia³anie urz¹dzeñ przeciwpo¿arowych zapewniaj¹cychbezpieczn¹ ewakuacjê

Obowiązkiem właściciela, zarządzającego bądź użytkownika budynku jest za-pewnienie przebywającym w tym budynku osobom możliwości bezpiecznej ewaku-acji w razie pożaru lub innego zagrożenia. Zapewnienie możliwości bezpiecznejewakuacji wiąże się z działaniami organizacyjnymi oraz technicznymi. Pojęcieprzedsięwzięć technicznych można rozumieć jako:

– wyposażenie budynku w wymagane urządzenia przeciwpożarowe, – utrzymanie urządzeń przeciwpożarowych w stanie pełnej sprawności technicz-

nej i funkcjonalnej, – wykonanie odpowiedniego oznakowania między innymi urządzeń przeciwpo-

żarowych, – użytkowanie instalacji, urządzeń itp. sprawnych technicznie, w sposób zgodny

z przeznaczeniem, warunkami określonymi przez producenta, jeżeli mogą sięprzyczynić do powstania pożaru, wybuchu lub rozprzestrzeniania ognia,


91

– użytkowanie instalacji, urządzeń itp. sprawnych techniczne, których sprawnośćzostała potwierdzona pozytywnie zakończoną kontrolą, w zakresie i częstotli-wości wynikającej z przepisów prawa, jeżeli mogą się przyczynić do powstaniapożaru, wybuchu lub rozprzestrzeniania ognia.

Jednym z elementów przeprowadzenia bezpiecznej ewakuacji ludzi z budynkujest zapewnienie skutecznego i niezawodnego współdziałania różnych urządzeńprzeciwpożarowych.

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee ssyysstteemmuu aawwaarryyjjnneeggoo oośśwwiieettlleenniiaa eewwaakkuuaaccyyjjnneeggoo ii ssyysstteemmuu wweenn--ttyyllaaccjjii ppoożżaarroowweejj ((sshheevvss)) Konieczność zapewnienia awaryjnego oświetlenia ewakuacyjnego w budynkach

wynika z obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych [6] i przepisów bhp,natomiast konieczność oznakowania dróg i wyjść ewakuacyjnych wynika z obowią-zujących przepisów przeciwpożarowych [1].

Budynek, w którym zanik napięcia w elektroenergetycznej sieci zasilającej możespowodować zagrożenie życia lub zdrowia ludzi, poważne zagrożenie środowiska,a także znaczne straty materialne, należy zasilać co najmniej z dwóch niezależnych,samoczynnie załączających się źródeł energii elektrycznej, oraz wyposażać w samo-czynnie załączające się oświetlenie awaryjne (zapasowe lub ewakuacyjne) [6].

Podstawowym celem systemów awaryjnego oświetlenia ewakuacyjnego orazoznakowania jest umożliwianie łatwej, pewnej i bezpiecznej ewakuacji ludzi z bu-dynku [7].

Systemy awaryjnego oświetlenia ewakuacyjnego służą do zapewnienia niezbęd-nego poziomu oświetlenia po zaniku oświetlenia podstawowego. Podświetlane zna-ki mają za zadanie wskazywać kierunki ewakuacji, a oświetlenie przeszkodowe, słu-żyć uwidacznianiu przeszkód wynikających z układu architektoniczno-budowlanegobudynku. W polskich normach zostały określone wymiary, treść znaków ewakuacyj-nych i zasady ich rozmieszczania. W każdym miejscu drogi ewakuacyjnej powinienbyć widoczny przynajmniej jeden znak ewakuacyjny jednoznacznie określający kie-runek ewakuacji [8].

Duże ilości dymu na drogach ewakuacyjnych stanowią ogromne niebezpieczeń-stwo dla ludzi oraz utrudniają ewakuację ze względu na ograniczenie widoczności(w tym znaków ewakuacyjnych), znacznie obniżenie stężenia tlenu w powietrzu, od-działywanie termicznie i toksyczne.

W pierwszej fazie pożaru czynnikiem stwarzającym zagrożenie jest ograniczeniewidoczności. Dymy i gazy pożarowe w znacznym stopniu pochłaniają i rozpraszająświatło emitowane przez elementy instalacji oświetleniowej.

W celu stworzenia bezpiecznych warunków ewakuacji i stabilnych warunków ak-cji ratowniczo-gaśniczej stosuje się systemy wentylacji pożarowej.

Zapewnienie nawiewu odpowiedniej ilości powietrza zewnętrznego do strefyewakuacji ludzi oraz odprowadzenia na zewnątrz budynku dymów i gazów pożaro-wych pozwala na ograniczenie oddziaływania termicznego i toksycznego produk-tów spalania.

Rozcieńczone dymy i gazy pożarowe ograniczają widoczności na drogach ewa-kuacyjnych w znacznie mniejszym stopniu. Przyjmuje się, że bezpieczne warunkiewakuacji zostają zachowane, jeżeli występuje na wysokości mniejszej lub równej


92

1,8 m zadymienie ograniczające widoczność krawędzi elementów budowlanychi drzwi powyżej 10 m oraz temperatura nie jest wyższa niż 60°C [9].

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee ddźźwwiięękkoowweeggoo ssyysstteemmuu oossttrrzzeeggaawwcczzeeggoo ii ssyysstteemmuu wweennttyyllaaccjjii ppoo--żżaarroowweejj ((sshheevvss)) Dźwiękowe systemy ostrzegawcze mają za zadanie powiadomienie użytkowni-

ków za pomocą sygnałów tonowych i zrozumiałych komunikatów głosowych o za-istniałym zagrożeniu oraz wskazanie sposobu ewakuacji z budynku.

Słyszalność sygnałów akustycznych generowanych przez dźwiękowy systemostrzegawczy powinna być wyższa niż poziom tła od 6 do 20 dB (A), ale maksymal-ny poziom dźwięku alarmu pożarowego nie może być wyższy niż 120 dB (A)(z ograniczeniem ekspozycji) [10].

Poziom dźwięków wytwarzany przez pracujący, pozbawiony tłumików akustycz-nych, system wentylacji pożarowej oddymiającej to poziom około 80-100 dB (A).

Na jakość pracy – w strefie ewakuacji ludzi – dźwiękowego systemu ostrzegaw-czego wpływa wiele czynników, takich jak: zrozumiałość mowy, właściwości aku-styczne wnętrza, rodzaj zastosowanych głośników oraz ustawienie głośników itp. Zewzględu na konstrukcje wentylatorów oddymiających, ich parametry technicznesystemy wentylacji pożarowej przeważnie będą źródłem podwyższającym poziomdźwięku tła akustycznego.

Brak wzajemnej korelacji w zakresie zachowania optymalnych warunków pracysystemu wentylacji pożarowej oraz dźwiękowego systemu ostrzegawczego możedoprowadzić do opóźnienia ewakuacji ludzi, utrudnienia ewakuacji lub przeprowa-dzenia niezgodnie z założeniami scenariusza, a tym samym stwarzać realne zagro-żenie dla życia i zdrowia ludzi.

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee ssyysstteemmuu rruucchhoommyycchh kkuurrttyynn ddyymmoowwyycchh ii ssyysstteemmuu wweennttyyllaaccjjii ppoożżaa--rroowweejj ((sshheevvss)) Jak już wspomniano wcześniej, podstawowym zadaniem systemów wentylacji

pożarowej jest stworzenie warunków bezpiecznej ewakuacji. Na rozprzestrzenianiesię dymów i gazów pożarowych w budynków ma wpływ szereg czynników, poczyna-jąc do czynników zewnętrznych (np. wiatr, różnica temperatur itp.), przez zastoso-wane rozwiązania architektoniczno-budowlane, rodzaj użytych materiałów budow-lanych, szczelności przegród budowlanych, istniejące wyposażenie techniczne i in-stalacyjne budynku oraz czynniki organizacyjno-funkcjonalne.

W celu poprawy funkcjonowania systemów wentylacji pożarowej, w wielu budynkachzastosowanie znalazły systemy kurtyn dymowych. Podstawową funkcją systemu stałychi ruchomych kurtyn dymowych jest kontrolowanie przemieszczania się dymów i gazówpożarowych (pożaru) w obrębie budynku. Norma [11] rozróżnia dwa główne rodzajekurtyn dymowych: stałe kurtyny dymowe (SSB) oraz ruchome kurtyny dymowe (ASB).

Współpraca systemu kurtyn dymowych z systemami wentylacji pożarowej,w większości praktycznych przypadków, sprowadza się do stworzenia przy pomocykurtyn dymowych zbiornika dymu, w którym gromadzą się dymy i gorące gazy po-żarowe. Żeby wypełnić to zadanie, kurtyny dymowe muszą być odporne na odchy-lenia boczne wywołane siłami wyporu gorących dymów i/lub siłami wywołanymipracą wentylatorów oddymiających [11].


93

Dymy i gazy pożarowe, które mogą przepływać przez szczeliny kurtyn dymowychtworzących główny zbiornik dymu w trakcie unoszenia, będą porywały powietrze.Może zaistnieć sytuacja, w której zostanie utworzona chłodniejsza warstwa dymupoza głównym zbiornikiem dymu.

Przecieki dużych ilości dymu przez nieszczelności kurtyn dymowych (nieprzeba-danych wg wymagań [11]) tworzących zbiorniki dymu, a następnie opadanie schło-dzonych dymów w kierunku dróg ewakuacyjnych mogą stanowić potencjalne za-grożenie dla ewakuujących się ludzi, jeśli nie zostały uwzględnione na etapie pro-jektowania systemu wentylacji pożarowej.

Norma [11] podaje, że przedmiotowe porywanie nie zostało w pełni zbadane.

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee ssttaałłeeggoo ssaammoocczzyynnnneeggoo uurrzząąddzzeenniiaa ggaaśśnniicczzeeggoo wwooddnneeggoo ((iinnssttaa--llaaccjjii ttrryysskkaacczzoowweejj)) ii ssyysstteemmuu wweennttyyllaaccjjii ppoożżaarroowweejj ((sshheevvss)) W przypadku wystąpienia pożaru w budynku zadania systemu wentylacji poża-

rowej i stałych samoczynnych urządzeń gaśniczych wodnych (na przykładzie insta-lacji tryskaczowej) mogą być zróżnicowane. Podstawowym celem działania stałejsamoczynnej instalacji tryskaczowej jest możliwie wczesne wykrycie pożaru, gasze-nie go lub utrzymywanie pod kontrolą, do czasu jego ugaszenia za pomocą innychśrodków [12]. Każda instalacja tryskaczowa służy również do zapewniania bezpie-czeństwa ludziom. Jeżeli podstawowym celem działania instalacji tryskaczowej jestochrona bezpieczeństwa ludzi, wówczas powinna ona spełniać dodatkowe wyma-gania (np. zastosowanie tryskaczy szybkiego reagowania, specjalne rozwiązaniaw teatrach itp.). Instalacja tryskaczowa, oprócz niektórych wyjątków powinna obej-mować swoim zasięgiem cały budynek.

System wentylacji pożarowej i system instalacji tryskaczowej powinny ze sobąwspółpracować, tak aby osiągnąć zadowalający poziom bezpieczeństwa warunkówewakuacji oraz możliwie szybko ugasić pożar.

Niestety, wokół wzajemnego współdziałania systemów wentylacji pożaroweji systemów tryskaczowych nadal istnieje wiele kontrowersji. Pomimo przeprowadze-nia wielu badań, nie zostały stworzone jednoznaczne wytyczne współdziałania obusystemów.

Kontrowersje budzą następujące fakty: 1. działanie systemów wentylacji pożarowej może opóźnić zadziałanie systemu

tryskaczowego, ponieważ w wyniku rozcieńczania powietrzem zewnętrznymobniża się temperatura dymów i gazów pożarowych,

2. działanie systemów wentylacji pożarowej powoduje dostarczanie dużych ilości tle-nu do budynku i źródła pożaru, przez co przyczynia się do wzrostu mocy pożaru,

3. opóźnione zadziałanie systemu tryskaczowego może spowodować brak moż-liwości ugaszenia pożaru w jego początkowej fazie rozwoju lub ograniczeniekontroli mocy pożaru,

4. zadziałanie systemu tryskaczowego na skutek odparowania rozpylonej wodyi obniżenia temperatury dymu może pogarszać warunki ewakuacji,

5. zadziałanie systemu tryskaczowego w budynkach wyposażonych w grawitacyj-ny system wentylacji pożarowej (grawitacyjne odprowadzanie dymu i ciepła)może w pewnych warunkach obniżać szybkość i skuteczność odprowadzaniadymów na zewnątrz budynku.


94

Aktualnie przyjmuje się zasadę, że systemy wentylacji pożarowej w budynku powin-ny zostać uruchomione możliwie najwcześniej bezpośrednio po wykryciu pożaru, żebyumożliwić ludziom bezpieczne opuszczenie budynku. Konfiguracja systemów tryskaczo-wych może być niezależna, ale powinna spełniać pewne wymagania zawarte na przy-kład w opracowaniu [12]. Przykładem współdziałania systemów może być kombinacjasystemu wentylacji pożarowej grawitacyjnej uruchamianej za pomocą elementów ter-moczułych i systemu tryskaczy podstropowych zlokalizowanych możliwie wysoko.

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee ssyysstteemmuu mmeecchhaanniicczznneejj wweennttyyllaaccjjii ppoożżaarroowweejj nnaawwiieewwnneejj ii ssyyssttee--mmuu mmggłłyy wwooddnneejjMgła wodna jest to woda rozproszona na bardzo drobne krople. Podstawowym

parametrem jest średnica charakterystyczna kropli wody oznaczana jako Dvf. Zamgłę wodną uważa się tak rozpyloną wodę, że wartość charakterystycznej kropliDv0,90<1000μm [13]. Oznacza to, że 90% objętości rozpylonej wody będą stano-wiły krople wody o średnicy od 0 do 1000 μm.

Systemy mgły wodnej można podzielić ze względu na funkcje gaśnicze oraz za-bezpieczające. Określanie podstawowych parametrów pracy systemów mgły wod-nej uzyskuje się podczas rzeczywistych testów pożarowych.

Nową koncepcję polepszenia warunków ewakuacji ludzi z zagrożonej strefy bu-dynku oparto na założeniu, że jest możliwe współdziałanie systemu wentylacji po-żarowej nawiewnej dla ewakuacyjnej klatki schodowej (system różnicowania ciśnieńzabezpieczający przed zadymieniem) z systemem wytwarzającym mgłę wodną [14].

Opis instalacji badawczej, modelu matematycznego, system pomiarowy orazwyniki badań zostaną przedstawione w kolejnych artykułach.

Wybrane przyk³ady wspó³dzia³ania gaœniczych urz¹dzeñ przeciwpo¿arowych i innych instalacji

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee ssttaałłyycchh uurrzząąddzzeeńń ggaaśśnniicczzyycchh ggaazzoowwyycchh ii iinnssttaallaaccjjii wweennttyyllaaccjjiiStałe urządzenia gaśnicze gazowe mają szereg zalet, z których dwie są najważ-

niejsze: brak przewodzenia prądu elektrycznego oraz całkowity brak zanieczyszczeńi uszkodzeń po zadziałaniu [11].

Stałe urządzenia gaśnicze gazowe znalazły praktyczne zastosowanie w gaszeniupożarów w pomieszczeniach, w których znajdują się instalacje elektryczne lub inneinstalacje prądowe, pomieszczeniach archiwów, pomieszczeniach służących doprzechowywania cennych zabytków itp.

Wylądowanie gazów gaśniczych w pomieszczeniu, w którym wybuchł pożar mo-że powodować zagrożenie dla ludzi związane z obniżeniem stężenia tlenu, ale rów-nież w niektórych przypadkach oddziaływaniem produktów rozkładu termicznego.

Skuteczność działania stałych gazowych systemów gaśniczych uzależnione jestod zachowania odpowiedniej szczelności chronionego pomieszczenia tak, aby moż-na było uzyskać odpowiednie stężenie środka gaśniczego w okresie czasu niezbęd-nego do ugaszenia pożaru.

Czas niezbędny na utrzymanie odpowiedniego stężenia gazu gaśniczego w chro-nionym pomieszczeniu nazywany jest czasem retencji. Czas retencji uzależniony jest


95

od rodzaju i własności fizyko-chemicznych gazu gaśniczego, wymaganego stężeniagazu gaśniczego, szczelności przegród wydzielających chronioną przestrzeń, rodza-ju pomieszczenia, rodzaju materiałów palnych oraz wentylacji.

Największy wpływ na czas retencji mają dwa czynniki: 1. gęstość gazu gaśniczego,2. nieszczelności przegród, a w szczególności ich wielkości i lokalizacja. Kolejnym czynnikiem, który może pomóc w zmniejszeniu czasu retencji jest instala-

cja wentylacji. Gęstość gazowych środków gaśniczych, w przeważającej większości, jestwiększa niż gęstość powietrza. Mają one zatem naturalną tendencję do opadania, za-legania w dolnej części pomieszczenia oraz ewentualnego wypływu przez nieszczelno-ści na zewnątrz pomieszczenia. Taka sytuacja może spowodować brak możliwościutrzymania wymaganego stężenia gazu w górnych partiach pomieszczenia.

Odpowiednio zaprojektowana i wykonana mechaniczna instalacja wentylacjimoże zapewnić właściwe wymieszanie gazów i szybsze osiągnięcie zakładanychstężeń gaśniczych.

WWssppóółłddzziiaałłaanniiee ssyysstteemmuu mmggłłyy wwooddnneejj ii ssyysstteemmóóww mmeecchhaanniicczznneejj wweennttyyllaaccjjii ppoożżaa--rroowweejjBadania i rzeczywiste testy pożarowe potwierdziły, że systemy mgły wodnej ogra-

niczają szybkość rozwoju pożaru w chronionym budynku [15], [16], [17]. Systemymgły wodnej mogą znaleźć zastosowanie prawie we wszystkich budynkach, w któ-rych wymagane jest stosowanie stałych wodnych urządzeń gaśniczych (tryskaczy).W zależności od wymagań, systemy mgłowe mogą służyć do gaszenia pożaru w je-go wczesnej fazie, ograniczenia szybkości rozwoju pożaru, zabezpieczenia przedrozprzestrzenianiem się pożaru oraz dymów, zabezpieczenia elementów budynku itp.

Przeprowadzone testy i próby wykazały, że działanie systemów mgły wodnejprzyczynia się również do ograniczenia widoczności i tym samym utrudnia ewaku-ację. Dymy i gazy pożarowe po zadziałaniu systemu mgły wodnej mają niską tem-peraturę, czego konsekwencją jest opadanie i zaleganie w strefach ewakuacji ludzi.

Hybrydowy system mechanicznej wentylacji pożarowej (shevs) uwzgledniającyzapewnienie bezpiecznych warunków ewakuacji ludzi oraz zalety wodnej mgły ga-śniczej może stać się alternatywą dla obecnie stosowanych rozwiązań. W przypad-ku typowego pożaru w pomieszczeniu, w obrębie jego przestrzeni natychmiast po-wstają gazowe prądy konwekcyjne, które porywają otaczające powietrze, dostar-czając tlen niezbędny do podtrzymania procesu spalania. Dym, czyli produkty roz-kładu termicznego i spalania unoszą się w kierunku sufitu. Pożar rozwija się nadal,jeżeli w pobliżu znajduje się wystarczająca ilość materiału palnego.

Koncepcja współdziałania systemów mechanicznej wentylacji pożarowej, tj. za-pobiegającej zadymieniu ewakuacyjnych klatek schodowych oraz instalacji zabez-pieczającej przed zadymieniem (oddymianie) z systemem wytwarzającym mgłęwodną opiera się na zasadzie unoszenia rozpylonych kropel mgły wodnej w kierun-ku źródła ognia (rys. 6) oraz gorących dymów. Rozpylone krople wody po dotarciudo płomienia i przejściu przemiany fazowej w parę, rozcieńcza tlen, a także odbie-ra ciepło z przestrzeni spalania.

Zasadę współdziałania przedstawiono na rys. 7. Rozpylona przez dyszę (6) wo-da, w formie mgły wodnej (lub inne medium) będzie porywana i przenoszona da-


96

lej przez nawiewane powietrze. Nawilżone powietrze (5) przepłynie przez otwartedrzwi ewakuacyjne (1) w kierunku poziomych dróg ewakuacyjnych, dalej w kierun-ku warstwy podsufitowego dymu i w kierunku źródła pożaru (2). Układ kierunkówprzepływu nawilżonego powietrza zewnętrznego (5) i dymu oraz układ termicznywarstw powietrza i dymu będzie powodował, że dzięki mieszaninie powietrza i roz-pylonej wody w obrębie korytarza ewakuacyjnego zostanie obniżona odczuwalnatemperatura, moc promieniowania, a także lotność toksycznych produktów spala-nia. Rozwiązanie poprawia skuteczność działania instalacji przez wykorzystanieunoszenia kropel mgły wodnej bezpośrednio w strefę płomienia i gorących dymów,gazów pożarowych. Można się spodziewać, że współdziałanie obu instalacji polep-szy warunki ewakuacji ludzi oraz prowadzenie akcji gaśniczej i ratowniczej, ograni-czy moc pożaru, opóźni powstanie rozgorzenia (flashover) oraz zapewni ochronęprzed zniszczeniem wyposażenia technicznego i elementów budynku.


97

DYSZA MG£Y WODNEJ

Rys. 6. Pogl¹dowy schemat wspó³dzia³ania instalacji wentylacji po¿arowej i instalacji mg³y wodnej [14]

Rys. 7. Pogl¹dowy schemat wspó³dzia³ania instalacji wentylacji po¿arowej i instalacji mg³y wodnej [14]

PodsumowaniePodstawowym celem niniejszego artykułu opracowanego na podstawie [18],

[19] było przybliżenie i zwrócenie uwagi czytelnika na aspekty związane z koniecz-nością zapewnienia skutecznego i niezawodnego współdziałania różnych systemówi urządzeń przeciwpożarowych w budynku.

Wzajemne powiązania i zachodzące interakcje między systemami i urządzenia-mi przeciwpożarowymi w przypadku ich zadziałania nie zawsze są poprawnie sko-ordynowane i nie zawsze zapewniają wymagany poziom bezpieczeństwa.

Ciągły rozwój techniczny, który również obejmuje rozwój systemów i urządzeńprzeciwpożarowych, ma na celu przede wszystkim poprawę bezpieczeństwa ludzii wzrost efektywności ochrony przeciwpożarowej w budynku.

Przedstawiony w artykule skrócony przegląd stanu technicznego, opis wybranychrozwiązań w zakresie współpracy różnych systemów i urządzeń przeciwpożarowychpokazuje aktualne kierunki rozwoju i wskazuje na konieczność szerszego spojrzeniana zagadnienia ochrony przeciwpożarowej w budynkach.

Prawdopodobne kierunki rozwoju systemów i urządzeń przeciwpożarowych,w najbliższych latach będą skupiały się na możliwościach optymalnego wykorzysta-nia właściwości technicznych znanych rozwiązań oraz próbach ich połączeniaw systemy hybrydowe, w tym również z wykorzystaniem instalacji stanowiącychtechniczne wyposażenie budynków.

LLiitteerraattuurraa[1] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerw-

ca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów

budowlanych i terenów (Dz.U. Nr 109, poz. 719) [ZAP 45]*. [2] Kołodziejczyk E., Kwizyn M., Praktyczny poradnik dla specjalisty bhp. Weka-

-Wiz, Warszawa 2001. [3] Skiepko E., Instalacje przeciwpożarowe, Dom Wydawniczy Medium, Warsza-

wa 2009. [4] Wiatr J., Oświetlenie awaryjne w budynkach – wymagania i zasady zasilania,

Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2009. [5] Mizerski A., Sobolewski M., Król B., Piany gaśnicze,. Szkoła Główna Służby

Pożarniczej, Warszawa 2006. [6] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w spra-

wie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytu-

owanie (Dz.U. Nr 75 poz. 690, z późn. zm.). [7] Wiatr J., Oświetlenie awaryjne w budynkach – wymagania i zasady zasilania,

Dom Wydawniczy Medium, Warszawa 2009. [8] Frankowski W., Zalewski B., Chołda E., Skrypt inspektora ochrony przeciw-

pożarowej, Ośrodek Techniki Pożarniczej, Stowarzyszenie Pożarników Pol-skich, Warszawa 2009.


98


[9] Komenda Główna Państwowej Straży Pożarnej, Procedury organizacyjno-

-techniczne w sprawie spełnienia wymagań w zakresie bezpieczeństwa poża-

rowego w inny sposób…, 10.2008. [10] PN-EN 60849:2001 Dźwiękowe systemy ostrzegawcze.

[11] PN-EN 12101-1:2005+A1:2006 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu

i ciepła; Część 2: Wymagania techniczne dotyczące kurtyn dymowych.

[12] VdS CEA 4001 Wytyczne VdS-CEA dotyczące instalacji tryskaczowych. Pro-

jektowanie i instalowanie.

[13] Raport techniczny CEN/TS Fixed firefighting systems. Water mist systems.

Design and installation.

[14] M. Stojek, Patent nr 219731 oraz Patent nr 220282, Departament Wydaw-nictw Urzędu Patentowego RP, Warszawa, 2011.

[15] kap. mgr inż. P. Kubica, Stałe urządzenia gaśnicze na mgłę wodną, SzkołaGłówna Państwowej Straży Pożarnej, Warszawa 2011.

[16] Liu, Z. G.; Kim, A. K. A: Review of water mist fire suppression technology.

Journal of Fire Protection Engineering, v. 11, no. 1, Feb. 2001. [17] kap. mgr inż. P. Kubica, Ocena przydatności mgły wodnej do zabezpieczenia

zabytkowych budynków drewnianych, Szkoła Główna Państwowej Straży Po-żarnej, Warszawa 2002.

[18] Szczechowiak E., Stojek M., Techniczne środki zabezpieczenia przeciwpoża-

rowego w budynkach. Część 1. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

2012. [19] Szczechowiak E., Stojek M., Techniczne środki zabezpieczenia przeciwpoża-

rowego w budynkach. Część 2. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

2012.


99

STRESZCZENIE

SUMMARY

Symbole i oznaczenia w przepisach dotycz¹cych bezpieczeñstwapo¿arowego budynków

Od 2000 roku przyjêto kilkadziesi¹t norm z zakresu bezpieczeñstwa po¿a-rowego budynków, w tym nowe klasyfikacje wyrobów i elementów budowla-nych w zakresie reakcji na ogieñ i odpornoœci ogniowej. Producenci wpro-wadzaj¹c wyroby do obrotu, badaj¹ je, oceniaj¹ i znakuj¹ zgodnie z tyminormami. St¹d znajomoœæ symboli i oznaczeñ zwi¹zanych z w³aœciwoœcia-mi ogniowymi jest niezbêdna. Artyku³ wyjaœnia znaczenie symboli odnosz¹-cych siê do wszystkich klasyfikacji ogniowych wyrobów, elementów, instala-cji i wyposa¿enia budynków.

* * *

Symbols and designations in the fire safety regulations ofbuildings

Since the 2000, several dozen standards of fire safety of buildings had beenimplemented, including new classifications of products and buildingelements for reaction to fire and fire resistance. Manufacturers have toexamine, evaluate and label the products in line with the standards, whenplacing them on the market. Therefore, it is important to understand themeaning of the symbols. Article contains explanation of symbols relating toall fire classifications of the products, elements, building installations andequipment.

Kpt. mgr in¿. Marcin WyrzykowskiSITP O/Katowice

Symbole i oznaczenia w przepisachdotyczących bezpieczeństwa

pożarowego budynkówwg zharmonizowanych norm PN-EN

SSyymmbbooll – znak, przedmiot, pojęcie zastępujące inne pojęcia lub przedmioty, ma-jące poza znaczeniem dosłownym inne, ukryte, odczytywane za pomocą doraźnejumowy.

W przypadku polskich przepisów techniczno-budowlanych dotyczących bezpie-czeństwa pożarowego budynków źródłem symboli i oznaczeń klas, odnoszącychsię do właściwości wyrobów, materiałów i elementów budowlanych w warunkachpożaru, są przepisy ustanowione na poziomie europejskim i opracowane na ichpodstawie zharmonizowane normy europejskie, które jednocześnie znajdują się wzbiorze norm polskich (PN-EN). W przeszłości w Polsce w przepisach techniczno--budowlanych zastosowano opisową klasyfikację cech palności materiałów i wy-robów budowlanych, tj. łatwo zapalny, trudno zapalny, niezapalny, niepalny, nie-kapiący, samogasnący, intensywnie dymiący. Polska wypełniając zobowiązaniajako członek wcześniej CEN (Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego), a póź-niej (od 2004 r.) Unii Europejskiej, wprowadziła w 2009 r. normy dotyczące eu-ropejskiej klasyfikacji ogniowej do rozporządzenia Ministra Infrastruktury w spra-

wie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowa-

nie, w Załączniku nr 3. W ten sposób klasyfikacje europejskie zostały wprowadzo-ne do obligatoryjnego stosowania, a ich symbole zostały szczegółowo przedsta-wione w zestawieniu tabelarycznym wraz z transpozycją, umożliwiającą zakwali-fikowanie każdej z klas reakcji na ogień do opisowego określenia, znajdującegosię w przepisach.

Tym kluczem trzeba posługiwać się nadal, ponieważ przepisy nie zostały do tejpory znowelizowane tak, by zawierały już tylko aktualnie obowiązujące klasyfikacjei ich oznaczenia. Co więcej, od tamtego czasu pojawiły się kolejne klasy właściwo-ści ogniowych kolejnych grup wyrobów budowlanych i są powszechnie obecnew oznaczeniach wyrobów, towarzyszących oznakowaniu CE, a także w Deklara-cjach Właściwości Użytkowych (DWU) wyrobów. Niezbędna jest więc umiejętność

101

odczytywania znaczenia symboli, opisujących właściwości danego wyrobu, dotyczą-ce jego palności i zachowania w warunkach temperatur pożarowych.

Z uwagi na coraz większy wybór pojawiających się na rynku materiałów i wyro-bów budowlanych należy starannie sprawdzać, które z nich powinno się stosować,aby budynek spełniał wszystkie wymagane kryteria bezpieczeństwa pożarowego conajmniej te wynikające z obowiązujących przepisów. Jest to tym ważniejsze, że co-raz częściej w nowo wznoszonych budynkach stosowane są wszelkiego rodzajusztuczne tworzywa, które w środowisku pożaru nie zawsze gwarantują optymalnypoziom ochrony przeciwpożarowej. Dlatego na etapie wyboru materiałów i wyro-bów budowlanych należy starannie sprawdzić ich parametry, by zrealizować inwe-stycję bezpieczną dla ludzi.

Symbole klas reakcji na ogieñ (euroklas) wyrobów i elementów budowlanych

Symbole klas reakcji na ogieñ wyrobów budowlanych z wyj¹tkiem pod³óg i przewodów wg PN-EN 13501-1

Na podstawie przeprowadzonych badań (co najmniej dwie odpowiednio dobra-ne metody spośród pakietu, opisanego w normie klasyfikacyjnej PN-EN 13501-1),wyrób budowlany, z wyjątkiem podłogowych i liniowych, zostaje zaklasyfikowanydo jednej z podanych siedmiu euroklas, oznaczonych następującymi symbolami:A1, A2, B, C, D, E i F. Klasy te stanowią podstawową charakterystykę, wskazują-cą, w jaki sposób materiał bądź wyrób bezpośrednio może przyczynić się do rozwo-ju pożaru (czy i ile energii oddaje do ognia, jak szybko się zapala i jak rozprzestrze-nia ogień).

Symbole s1, s2 i s3 występują jako dodatkowe oznaczenia towarzyszące klasompodstawowym od A2 do D i charakteryzują wyrób pod kątem jego dymotwórczości.Sam symbol „s” oznacza dym (ang. smoke), a kolejne cyfry wskazują na corazwiększą ilość i szybkość jego wydzielania przez palący się wyrób. Dla klas A1, E i Foznaczenia dotyczące dymu nie występują z diametralnie różnych powodów. Wyro-by klasy A1, jeśli nawet wydzielają minimalną ilość dymu, to jest ona w praktycepomijalna, natomiast wyroby klas E i F palą się tak intensywnie, że precyzyjną oce-nę efektu dymu uznano za niepotrzebną, gdy wyroby są intensywnie dymiące. Tawłaściwość, wyrażona odpowiednią klasą i odpowiadającym jej symbolem, podczaspożaru może mieć istotne znaczenie dla warunków ewakuacji i prowadzenia akcjiratowniczo-gaśniczej.

ss11 = SMOGRA 30m2/s2 i TSP600s 50 m2; odpowiada wyrobom najmniej dymią-cym

ss22 = SMOGRA 180 m2/s2 i TSP600s 200 m2; odpowiada wyrobom średnio dy-miącym

ss33 = nie s1 lub s2; wytwarzającym najszybciej i najwięcej dymu, przy czym:


102

SSMMOOGGRRAA (SSmoke GGrowth RRate) oznacza maksymalną wartość ilorazu szybko-ści wydzielania dymu z próbki materiału do czasu, przy którym ta wielkość była wy-znaczona;

TTSSPP (TTotal SSmoke PProduction) – całkowita ilość dymu wytworzonego w czasie600 sekund.

Dodatkowe oznaczenie d0, d1 i d2 używane jest wraz z jedną z klas podstawo-wych od A2 do E i informuje o możliwości wytwarzania płonących kropli (ang. dro-

plets) i cząstek podczas spalania się wyrobu. Wyroby klasy A1 jako z istoty niepal-ne, nie tworzą płonących kropli, a wyroby klasy F są tak łatwopalne, że nie ma żad-nego znaczenia, jakie dodatkowe zjawiska mogą temu towarzyszyć. Dlatego, choćz zasadniczo różnych powodów, ani dla wyrobów klasy A1, ani dla wyrobów klasyF – nie ma dodatkowych klas odnoszących się do możliwości tworzenia płonącychkropli i cząstek

dd00 = nie występują spadające krople/cząstki w badaniu wg EN 13823 w czasie600s,

dd11 = nie występują spadające krople/cząstki trwające dłużej niż 10 s w badaniuwg PN EN 13823 w czasie 600 s,

dd22 = nie d0 lub d1.

Symbole poszczególnych euroklas przedstawione i uporządkowane zostały w ta-beli nr 1 Załącznika 3 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich

usytuowanie (w skrócie – Warunki Techniczne lub WT).Stosowanym w ww. rozporządzeniu określeniom: niepalny, niezapalny, trudno

zapalny, łatwo zapalny, niekapiący, samogasnący, intensywnie dymiący (z wyłącze-niem posadzek – w tym wykładzin podłogowych) odpowiada szereg klas reakcji naogień, określonych zgodnie z Polską Normą PN-EN 13501-1 Klasyfikacja ogniowa

wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 1: Klasyfikacja na podstawie

badań reakcji na ogień, natomiast każdej klasie reakcji na ogień odpowiada tylkojedno określenie podane w kolumnie 1 tab. – całość została przedstawiona poni-żej:

Symbole i oznaczenia w przepisach dotyczących bezpieczeństwa poż. budynków

103

Tabela 1. Przyporz¹dkowanie klas wyrobów budowlanych w zakresie reakcji na ogieñ wed³ug PN-EN13501-1 okreœleniom dotycz¹cym stopnia palnoœci wyrobów budowlanych z wy³¹czeniem posadzek(w tym wyk³adzin pod³ogowych)

OOkkrreeśślleenniiaa ddoottyycczząąccee ppaallnnoośśccii ssttoossoowwaannee ww rroozzppoorrzząąddzzeenniiuu

Niepalne

Palne niezapalne

KKllaassyy rreeaakkccjjii nnaa ooggiieeńń zzggooddnniiee zz PPNN--EENN1133550011--11::

A1A2-s1,d0; A2-s2,d0; A2-s3,d0;

A2-s1,d1; A2-s2,d1; A2-s3,d1;A2-s1,d2; A2-s2,d2; A2-s3,d2; B-s1,d0;

B-s2,d0; B-s3,d0;B-s1,d1; B-s2,d1; B-s3,d1;B-s1,d2; B-s2, d2; B-s3,d2;

Źródło: WT (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie

warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. Nr

75 poz. 690 z późniejszymi zmianami).

Symbole A1L, A2L i BL dotycz¹ce klas podstawowychprzewodów i izolacji cieplnej przewodów instalacyjnychstosowanych wewn¹trz budynku w zakresie reakcji na ogieñ– wed³ug PN-EN 13501-1

Symbole A1L, A2L i BL oznaczają klasy reakcji na ogień przewodów i izolacjicieplnej przewodów instalacyjnych stosowanych wewnątrz budynku. Podobnie jakklasom zasadniczym dla większości wyrobów budowlanych towarzyszą im dodatko-we symbole s1, s2 lub s3, opisujące właściwości związane z wytwarzaniem dymui d0, d1 lub d2, odnoszące się do możliwości tworzenia płonących kropli.

W Załączniku nr 3 do WT w pkt. 3 określono, którym klasom reakcji na ogieńodpowiadają użyte w przepisach stare określenia związane z rozprzestrzenianiemognia przez przewody i izolacje cieplne przewodów instalacyjnych stosowanych we-wnątrz budynku. I tak:

Nierozprzestrzeniającym ognia przewodom wentylacyjnym, wodociągowym, ka-nalizacyjnym i grzewczym oraz ich izolacjom cieplnym odpowiadają:

przewody i izolacje wykonane z wyrobów klasy reakcji na ogień: A1L; A2L-s1,d0; A2L-s2, d0; A2L-s3, d0; BL-s1, d0; BL-s2, d0 oraz BL-s3, d0; przewody i izolacje stanowiące wyrób o klasie reakcji na ogień wg PN-EN13501-1:2008: A1L; A2L-s1, d0; A2L-s2, d0; A2L-s3, d0; BL-s1, d0; BL-s2, d0oraz BL-s3, d0, przy czym warstwa izolacyjna elementów warstwowych powin-na mieć klasę reakcji na ogień co najmniej E.


104

OOkkrreeśślleenniiaa ddoottyycczząąccee ppaallnnoośśccii ssttoossoowwaannee ww rroozzppoorrzząąddzzeenniiuu

Palne

Niekapiące

Samogasnące

Intensywnie dymiące

trudno zapalne

łatwo zapalne

KKllaassyy rreeaakkccjjii nnaa ooggiieeńń zzggooddnniiee zz PPNN--EENN1133550011--11::

C-s1,d0; C-s2,d0; C-s3,d0;C-s1,d1; C-s2,d1; C-s3,d1;

C-s1,d2; C-s2,d2; C-s3,d2; D-s1,d0; D-s1,d1;D-s1,d2;

D-s2,d0; D-s3,d0;D-s2,d1; D-s3,d1; D-s2,d2; D-s3,d2; E-d2; E;

FA1;

A2-s1,d0; A2-s2,d0; A2-s3,d0;B-s1,d0; B-s2,d0; B-s3,d0; C-s1,d0; C-s2,d0; C-s3,d0; D-s1,d0; D-s2,d0; D-s3,d0;

co najmniej E

A2-s3,d0; A2-s3,d1; A2-s3,d2;B-s3,d0; B-s3,d1; B-s3,d2;C-s3,d0; C-s3,d1; C-s3,d2; D-s3,d0; D-s3,d1; D-s3,d2;

E-d2; E;F

Symbole BROOF (t1), FROOF (t1), BROOF – klasy odpornoœci da-chów na ogieñ zewnêtrzny

Tak nazywają tę właściwość zharmonizowane normy europejskie, przy czymw przypadku oddziaływania ognia na dachy norma opisuje 4 różne metody badań,oznaczone kolejno jako „testy” t1, t2, t3 i t4, a kraje członkowskie mogą sobie do-wolnie wybrać, którą z metod (jedną lub kilka) wykorzystują w swoich przepisach.W Polsce jest to metoda pierwsza, podobnie jak w Niemczech, stąd t1 w symboluklasy.

W Załączniku nr 3 do WT w pkt. 4 znajduje się przyporządkowanie tych nowychklas i ich oznaczeń, wymaganemu wg dawnych polskich określeń „rozprzestrzenia-niu ognia” przez przekrycia dachów.

Zgodnie z nim:

NNiieerroozzpprrzzeessttrrzzeenniiaajjąąccyymm ooggnniiaa pprrzzeekkrryycciioomm ddaacchhóóww ooddppoowwiiaaddaajjąą pprrzzeekkrryycciiaa::

kkllaassyy BBRROOOOFF ((tt11)) badane zgodnie z Polską Normą PN-ENV 1187 Metody ba-

dań oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy; badanie 1; kkllaassyy BBRROOOOFF,, uznane za spełniające wymagania w zakresie odporności wyro-bów na działanie ognia zewnętrznego, bez potrzeby przeprowadzenia badań,których wykazy zawarte są w decyzjach Komisji Europejskiej publikowanychw Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej.

Warunki i kryteria techniczne dla przekryć klasy BROOF (t1) przedstawia tab. 2.


105

GGrruuppyy kkrryytteerriióóww

GGrruuppaa aapowierzchniowe rozprzestrzenianieognia

WWaarruunnkkii ii kkrryytteerriiaa ddllaa kkllaassyy BBRROOOOFF ((tt11)) ((kkoonniieecczznneessppeełłnniieenniiee wwsszzyyssttkkiicchh wwyymmiieenniioonnyycchh ppoonniiżżeejj))

zasięg zniszczenia (na zewnątrz i wewnątrzdachu) w górę dachu < 0,70 mzasięg zniszczenia (na zewnątrz i wewnątrzdachu) w dół dachu < 0,60 mmaksymalny zasięg zniszczenia na skutekspalania (na zewnątrz i wewnątrz dachu) < 0,80 mbrak palących się materiałów (kropli lubodpadów stałych) spadających od stronyeksponowanejboczny zasięg ognia nie osiąga krawędzimierzonej strefy (pasa)maksymalny zasięg (promień) zniszczenia nadachach płaskich (na zewnątrz i wewnątrzdachu) < 0,20 m

Tabela 2. Warunki i kryteria techniczne dla przekryæ klasy BROOF (t1)


warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r.

Nr 75 poz. 690 z późniejszymi zmianami).

PPrrzzeekkrryycciiaa ddaacchhóóww ssppeełłnniiaajjąąccee kkrryytteerriiaa ggrruuppyy bb ii nniieessppeełłnniiaajjąąccee jjeeddnneeggoo lluubbwwiięęcceejj kkrryytteerriióóww ggrruuppyy aa kkllaassyyffiikkuujjee ssiięę jjaakkoo ssłłaabboo rroozzpprrzzeessttrrzzeenniiaajjąąccee ooggiieeńń..

PPrrzzeekkrryycciiaa ddaacchhóóww kkllaassyy FFRROOOOFF ((tt11)) kkllaassyyffiikkuujjee ssiięę jjaakkoo pprrzzeekkrryycciiaa ssiillnniieerroozzpprrzzeessttrrzzeenniiaajjąąccee ooggiieeńń..

Symbole A1fl, A2fl, Bfl, Cfl, Dfl, Efl, Efl – rozprzestrzenianie ogniaprzez posadzki (w tym – wyk³adziny pod³ogowe) – wed³ug PN-EN 13501-1

Stosowanym w rozporządzeniu określeniom: niepalny, niezapalny, trudno zapal-ny, intensywnie dymiący dotyczącym posadzek (w tym wykładzin podłogowych) od-powiadają klasy reakcji na ogień, zgodnie z Polską Normą PN-EN 13501-1Klasyfi-

kacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 1: Klasyfika-

cja na podstawie badań reakcji na ogień, podane w kolumnie 2 tab. 2.


warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r.

Nr 75 poz. 690 z późniejszymi zmianami).

Uwaga: Stosowane w tab. 3 (podobnie jak dla wyrobów z tab. 1) określenia od-noszą się także do wyrobów (materiałów) budowlanych uznanych za spełniającewymagania w zakresie reakcji na ogień, bez potrzeby prowadzenia badań, których


106

GGrruuppyy kkrryytteerriióóww

GGrruuppaa bbpenetracja ognia dowewnątrz budynku

WWaarruunnkkii ii kkrryytteerriiaa ddllaa kkllaassyy BBRROOOOFF ((tt11)) ((kkoonniieecczznneessppeełłnniieenniiee wwsszzyyssttkkiicchh wwyymmiieenniioonnyycchh ppoonniiżżeejj))

brak palących się lub żarzących się cząstekpenetrujących konstrukcję dachubrak pojedynczych otworów przelotowycho powierzchni > 25 mm2

suma powierzchni wszystkich otworówprzelotowych < 4500 mm2

brak wewnętrznego spalania w postaci żarzenia

Tabela 3. Przyporz¹dkowanie klas wyrobów budowlanych w zakresie reakcji na ogieñ wed³ug PN-EN 13501-1 okreœleniom dotycz¹cym stopnia palnoœci posadzek pod³ogowych

OOkkrreeśślleenniiaa ddoottyycczząąccee ppaallnnoośśccii ww WWTT

Niepalne

Trudno zapalne

Łatwo zapalne

Intensywnie dymiące

KKllaassyy rreeaakkccjjii nnaa ooggiieeńń wwgg PPNN--EENN 1133550011--11

A1fl; A2fl-sl; A2fl-s2

Bfl-sl; Bfl-s2; Cfl-s1; Cfl-s2

Df1-s1; Dfl-s2; Efl; Ffl

A2fl-s2; Bfl-s2; Cfl-s2; Dfl-s2; Efl; Ffl

wykazy zawarte są w decyzjach Komisji Europejskiej publikowanych w DziennikuUrzędowym Unii Europejskiej.

Przykładem są drewniane wyroby podłogowe, które jeśli ich charakterystyka i za-stosowanie mieszczą się w kryteriach opisanych w tab. 4, wówczas uzyskują okre-śloną klasę reakcji na ogień bez potrzeby wykonywania badań.


107

Tabela 4. Klasy reakcji na ogieñ drewnianych wyrobów pod³ogowych, uzyskiwane bez potrzebywykonywania badañ, na podstawie Decyzji Komisji Europejskiej

KKLLAASSYY RREEAAKKCCJJII NNAA OOGGIIEEŃŃ DDRREEWWNNIIAANNYYCCHH WWYYRROOBBÓÓWW PPOODDŁŁOOGGOOWWYYCCHH

Materiał ((11)),, ((77))

Drewnianepokrycia

podłogowe i parkiet

Parkietdrewniany

Szczegółowy opiswyrobu ((44))

Lite pokryciepodłogowe z dę-

bu lub bukuz powłoką po-wierzchniową

Lite pokryciepodłogowe z dę-

bu, buku lubświerku z powło-ką powierzchnio-

wą

Lite pokryciapodłogowe

z drewna z po-włoką powierzch-niową, inne niżuwzględnione

powyżej

Parkiet wielowar-stwowy z górną

warstwą dębową,o grubościco najmniej

5 mm, z powłokąpowierzchniową

Parkiet wielowar-stwowy z powłokąpowierzchniową,

inny niżuwzględniony po-

wyżej

Laminowanepanele

podłogowe800 6 (2)

Laminowanepanele

podłogowe

Buk: 680Dąb: 650

Świerk: 450

390

650 (górnawarstwa)

500

20

8

20

10

14 (2)

8

10

14 (2)

Ze szczelinąpowietrzną

podspodem lub

bez niej

Bez szczelinypowietrznejpod spodem


pod spodemlub bez niej

Przyklejony dopodłoża (6)



Przyklejony dopodłoża





Dfl-s1

Buk: 680Dąb: 650 8 Przyklejone do

podłoża (6)

Cfl-s1

Dfl-s1

Cfl-s1

Dfl-s1

Minimalnagęstość

średnia ((55))(kg/m3)

Minimalnagrubość

całkowita(mm)

Warunkizastosowaniakońcowego

Klasa reakcjina ogień

wyrobu ((33))

((11)) Zamontowany zgodnie z normą EN ISO 9239-1 na podłożu co najmniej klasy D-s2, d0o minimalnej gęstości 400 kg/m3 lub ze szczelinę powietrzną pod spodem;

((22)) Warstwa pośrednia co najmniej klasy E o maksymalnej grubości 3 mm może występowaćw przypadku zastosowań bez szczeliny powietrznej dla wyrobów parkietowych o grubości14 mm lub większej oraz dla kompozytowych pokryć podłogowych;

((33)) Klasa określona zgodnie z tabelą 2 Załącznika do Decyzji 2000/147/WE; ((44)) Rodzaj i ilość zastosowanych powłok powierzchniowych to odpowiednio: akryl, poliuretan

lub mydło, 50-100 g/m2, oraz olej, 20-60 g/m2; ((55)) Sezonowanie zgodnie z normą EN 13238 (50% RH, 23°C); ((66)) Substrat co najmniej klasy A2-s1, d0; ((77)) Dotyczy również stopni schodowych.

Źródło: Decyzja Komisji 2006/213/WE z dnia 6 marca 2006 r. ustanawiająca klasy reakcji na

ogień niektórych drewnianych pokryć podłogowych, paneli z litego drewna oraz kompozytów

drewnianych (Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej).

Znaki i symbole przywo³ane w podstawowymtekœcie WT Rozporz¹dzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadaæ budynki i ich usytuowanie

Oznaczenie PH – wed³ug PN-EN 50200:2003

Oznaczenie PH pojawia się po raz pierwszy w WT w §187 ust. 5. Zgodnie z je-go treścią przewody i kable elektryczne w obwodach urządzeń alarmu pożaru,oświetlenia awaryjnego i łączności powinny mieć klasę PH odpowiednią do czasuwymaganego do działania tych urządzeń, zgodnie z wymaganiami Polskiej Normydotyczącej metody badań palności cienkich przewodów i kabli bez ochrony specjal-nej stosowanych w obwodach zabezpieczających.

Oznaczenie PH dotyczy zachowania zdolności przewodów elektrycznych lub ka-bli światłowodowych do rzeczywistego przewodzenia prądu lub przenoszenia sygna-łu od jego źródła do instalacji bezpiecznej (bezpiecznych) w warunkach pożaru.

Klasyfikacja PH odnosi się do stałego narażenia w przyjętej umownie tempera-turze 842°C. W normie PN-EN 50200:2003 przyjęto następujące klasy: PH 15, 30,60 i 90.

Oznaczenie cyfrowe 15, 30, 60 i 90 występujące łącznie z oznaczeniem PH określa„czas życia” mierzony w minutach, do momentu uszkodzenia przewodu lub kabla.

Oznaczenie EI1, oraz EI2 – wed³ug PN-EN 13501-2

§ 208a ust. 4 WT doprecyzowuje, że występująca w rozporządzeniu klasa EI od-porności ogniowej drzwi lub innych zamknięć otworów w istocie oznacza klasę EI1lub EI2 zgodnie z Polską Normą dotyczącą klasyfikacji ogniowej ustalanej na pod-stawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej; dla


108

drzwi przystankowych do dźwigu dopuszcza się określenie odporności ogniowejzgodnie z Polską Normą dotyczącą wykonywania próby odporności ogniowej drzwiprzystankowych.

Izolacyjność ogniową drzwi i żaluzji oraz zespołów systemów transportowychwraz z ich zamknięciami w zależności od indeksu dolnego definiuje się następują-co:

IIzzoollaaccyyjjnnoośśćć ooggnniioowwaa II11 – przyrost średniej temperatury powierzchni nienagrze-wanej skrzydła drzwi powinien być ograniczony do 140°C powyżej początkowejtemperatury średniej, przy maksymalnym przyroście temperatury w dowolnympunkcie skrzydła ograniczonym do 180°C. Nie należy brać pod uwagę pomiarówtemperatury na skrzydle drzwiowym w obszarze odległym mniej niż 25 mm od liniigranicznej widocznej części skrzydła drzwi. Przyrost temperatury w dowolnym punk-cie na ościeżnicy (na powierzchni nienagrzewanej), mierzony w odległości 100 mmod widocznej krawędzi skrzydła drzwi, o ile ościeżnica jest szersza niż 100 mm,a w innym przypadku na granicy ościeżnica – konstrukcja mocująca, powinien byćograniczony do 180°C.

IIzzoollaaccyyjjnnoośśćć ooggnniioowwaa II22 – przyrost średniej temperatury powierzchni nienagrze-wanej skrzydła drzwi powinien być ograniczony do 140°C powyżej początkowejtemperatury średniej, przy maksymalnym przyroście temperatury ograniczonym do180°C w dowolnym punkcie skrzydła. Nie należy brać pod uwagę pomiarów tem-peratury na skrzydle drzwiowym w obszarze odległym mniej niż 100 mm od liniigranicznej widocznej części skrzydła drzwi. Przyrost temperatury w dowolnym punk-cie na ościeżnicy, mierzony w odległości 100 mm od widocznej krawędzi (na po-wierzchni nienagrzewanej) skrzydła drzwi, o ile ościeżnica jest szersza niż 100 mm,a w przeciwnym przypadku na granicy ościeżnica – konstrukcja mocująca, powi-nien być ograniczony do 360°C.

Symbole odnosz¹ce siê do dymoszczelnoœci „S”, „Sm”, „Sa” –wed³ug PN-EN 13501-2

Sam symbol „„SS”” oznacza dymoszczelność definiowaną jako zdolność elementudo ograniczenia lub eliminacji przemieszczania się spalin (gazów) lub dymu z jed-nej strony elementu na drugą. W normie PN-EN 13501-2 zdefiniowano dymosz-czelność dla różnych warunków temperaturowych otoczenia, co znajduje swoje od-zwierciedlenie w dodatkowych oznaczeniach w postaci dolnych indeksów „m” lub„a”, towarzyszących symbolowi „S” z dwoma indeksami dolnymi i tak:

SSmm – oznacza dymoszczelność w temperaturze otoczenia, jak i temperaturze200°C

SSaa – dotyczy wyłącznie dymoszczelności w temperaturze otoczenia.

W odniesieniu do drzwi, zgodnie z § 208a ust. 5 WT dymoszczelność drzwi ozna-cza klasę dymoszczelności Sm ustaloną zgodnie z polską normą dotyczącą klasyfi-kacji ogniowej ustalanej na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączenieminstalacji wentylacyjnej, czyli wymagana jest ich dymoszczelność zarówno w tempe-raturze otoczenia, jak i w temperaturze 200°C.


109

Oznaczenia „(o ↔ i)”, „(o → i)”, „(o ← i)” towarzysz¹ce klasom odpornoœci ogniowej – wed³ug PN-EN 13501-2

Zgodnie z § 216 ust. 1 WT [2] elementy budynku, odpowiednio do jego klasyodporności pożarowej, powinny spełniać, z zastrzeżeniem § 213 oraz § 237 ust. 9,co najmniej wymagania określone w poniższej tabeli.

Gdzie:ii – jest skrótem od angielskiego słowa „inside” (od wewnątrz); oo – jest skrótem od angielskiego słowa „outside” (od zewnątrz).Symbole należy odczytywać w następujący sposób: (o ↔ i) – gdy oczekiwana jest klasyfikacja EI odpowiadająca zarówno oddziaływaniu ognia od

wewnątrz na zewnątrz, jak i od zewnątrz do wewnątrz; (o → i) – gdy oczekiwana jest klasyfikacja przy oddziaływaniu ognia od zewnątrz do wewnątrz; (o ← i) – gdy oczekiwana jest klasyfikacja przy oddziaływaniu ognia od wewnątrz na zewnątrz.

Oznaczenia „ti” i „ts” – dotycz¹ce kryteriów zapalnoœci i rozprzestrzeniania p³omieni przez wyroby w³ókiennicze luŸnozwisaj¹ce – wed³ug PN-EN ISO 6940:2005 oraz PN-EN ISO6941:2005

W § 258 ust. 1a WT [2] zostały użyte dwa symbole dotyczące kryteriów zapal-ności i rozprzestrzeniania płomieni przez wyroby włókiennicze luźno zwisające.W przypadku stosowania materiałów wykończeniowych luźno zwisających, w szcze-gólności w kurtynach, zasłonach, draperiach, kotarach oraz żaluzjach, za łatwo za-palne uważa się materiały, których właściwości określone w badaniach zgodnychz Polskimi Normami odnoszącymi się do zapalności i rozprzestrzeniania płomieniaprzez wyroby włókiennicze nie spełniają co najmniej jednego z kryteriów:


110

Tabela 5. Wymagane zgodnie z WT klasy odpornoœci ogniowej budynku

KKllaassaaooddppoorrnnoośścciippoożżaarroowweejjbbuuddyynnkkuu

„A”

„B”

„C”

„D”

„E”

R 240

R 120

R 60

R 30

(–)

R 30

R 30

R 15

(–)

(–)

REI 120

REI 60

REI 60

REI 30

(–)

EI 120(o ↔ i)

EI 60(o ↔ i)

EI 30(o ↔ i)

EI 30(o ↔ i)

(–)

EI 60

EI 30

EI 15

(–)

(–)

RE 30

RE 30

RE 15

(–)

(–)

KKllaassaa ooddppoorrnnoośśccii ooggnniioowweejj eelleemmeennttóóww bbuuddyynnkkuu

głównakonstrukcja

nośna

konstrukcjadachu strop ściana

zewnętrznaściana

wewnętrznaprzekrycie

dachu

ti >_ 4s, ts <_ 30 s, nie następuje przepalenie trzeciej nitki, nie występują płonące krople.

gdzie: „ti” – oznacza najkrótszy czas zapalenia lub czas zapoczątkowania spalania(przy jednym bodźcu energetycznym – małym płomieniu); „ts” – czas następczego spalania płomieniowego lub czas trwania spalaniaw określonych warunkach badania, po usunięciu źródła zapłonu.

Materiał niespełniający jednego z powyższych kryteriów, uważany jest za łatwozapalny.

Oznaczenia „E600S” i „E300S” dotycz¹ce klasy odpornoœci ogniowej przewodów wentylacyjnych oddymiaj¹cych obs³uguj¹cych jedn¹ strefê po¿arow¹ z uwagi na szczelnoœæogniow¹ i dymoszczelnoœæ – wed³ug PN-EN 13501-4

§ 270 ust. 2 WT [2] określa wymagania odporności ogniowej dla przewodówwentylacji oddymiających. Są one zróżnicowane w zależności od tego, czy obsługu-ją one wyłącznie jedną strefę pożarową, czy też więcej stref.

W przypadku przewodów obsługujących wyłącznie jedną strefę pożarową, wy-magana jest klasa odporności ogniowej z uwagi na szczelność ogniową i dymosz-czelność – E600S, czyli co najmniej taką jak klasa odporności ogniowej stropu okre-ślona w § 216, przy czym dopuszcza się stosowanie klasy E300S, jeżeli wynikającaz obliczeń temperatura dymu powstającego w czasie pożaru nie przekracza 300°C.

W przypadku przewodów obsługujących więcej niż jedną strefę pożarową, po-winny mieć klasę odporności ogniowej w pełnym zakresie szczelności, izolacyjnościi dymoszczelności EEIISS xxxxxx, co najmniej taką jak klasa odporności ogniowej stropuokreślona w § 216.

EE – szczelność ogniowa, określana jest podczas badania jako czas, w którym na-stępuje utrata szczelności ogniowej przewodu wentylacyjnego w miejscu uszczelnie-nia/przejścia między przewodem a konstrukcją mocującą.

EE660000 SS – szczelność ogniowa przewodów wentylacyjnych dla jednostrefowych sys-temów wentylacji pożarowej badanych w temperaturze 600°C + dymoszczelność(wielkość przecieków poniżej 200 m3/h x m2).

EE330000 SS – szczelność ogniowa przewodów wentylacyjnych dla jednostrefowych sys-temów wentylacji pożarowej badanych w temperaturze 300°C + dymoszczelność(wielkość przecieków poniżej 200 m3/h x m2).


111

Oznaczenia „E600S AA” i „E300S AA” dotycz¹ce klasy odpornoœci ogniowej klap odcinaj¹cych do przewodów wentylacyjnych oddymiaj¹cych obs³uguj¹cych jedn¹ strefê po¿arow¹ z uwagi na szczelnoœæ ogniow¹ i dymoszczelnoœæ – wed³ug PN-EN 13501-4

Ust. 3 § 270 WT [2] wprowadza zróżnicowane wymagania dla klap odcinają-cych do przewodów wentylacji oddymiającej, w zależności od tego, czy obsługująjedną czy kilka stref pożarowych. I tak, klapy obsługujące:

– wyłącznie jedną strefę pożarową, powinny być uruchamiane automatycznie i miećklasę odporności ogniowej z uwagi na szczelność ogniową i dymoszczelność –E600S AA, co najmniej taką jak klasa odporności ogniowej stropu określonaw § 216, przy czym dopuszcza się stosowanie klasy E300S AA, jeżeli wynikającaz obliczeń temperatura dymu powstającego w czasie pożaru nie przekracza 300°C,

– więcej niż jedną strefę pożarową, powinny być uruchamiane automatyczniei mieć klasę odporności ogniowej E I S AA, co najmniej taką jak klasa odpor-ności ogniowej stropu określona w § 216.

„„AAAA”” (Automatic Activation) – w oznaczeniu klasy oznacza uruchamianie auto-matyczne.

„„MMAA”” (Manual Activation) – w oznaczeniu klasy oznacza uruchamianie ręczne.EE660000SS AAAA – szczelność ogniowa dla klap przeciwpożarowych jednostrefowych

systemów wentylacji pożarowej badanych w temperaturze 600°C +dymoszczelność (wielkość przecieków poniżej 200 m3/h x m2) + uru-chamianych automatycznie.

EE330000SS AAAA – szczelność ogniowa dla klap przeciwpożarowych jednostrefowychsystemów wentylacji pożarowej badanych w temperaturze 300°C +dymoszczelność (wielkość przecieków poniżej 200 m3/h x m2) + uru-chamianych automatycznie.

EE660000SS MMAA – szczelność ogniowa dla klap przeciwpożarowych jednostrefowychsystemów wentylacji pożarowej badanych w temperaturze 600°C +dymoszczelność (wielkość przecieków poniżej 200 m3/h x m2) + uru-chamianych ręcznie.

EE330000SS MMAA – szczelność ogniowa dla klap przeciwpożarowych jednostrefowychsystemów wentylacji pożarowej badanych w temperaturze 300°C +dymoszczelność (wielkość przecieków poniżej 200 m3/h x m2) + uru-chamianych ręcznie.

Oznaczenia F600 60 i F400 120 dotycz¹ce klasy funkcjonalnoœci wentylatorów oddymiaj¹cych – wed³ug PN-EN 13501-4

Ust. 4 § 270 wprowadza wymagania odnoszące się do wentylatorów oddymia-jących.

FF – oznacza zdolność wentylatora oddymiającego w określonych warunkach, doskutecznego funkcjonowania, wyrażonego ciągłą zdolnością do zapewnienia po-czątkowej wydajności i spiętrzenie w zakresie dopuszczalnych odchyłek określonych


112

w metodzie badania. Klasy wentylatorów oddymiających wyrażają ich następującewłaściwości funkcjonalne:

FF660000 6600 – oznacza, że skuteczność działania wentylatora badana w tempera-turze 600°C jest zapewniona przez czas 60 min, FF440000 112200 – skuteczność działania wentylatora badana w temperaturze 400°Czapewniona przez czas 120 min.

Oznaczenia B300 30 i B600 30 dotycz¹ce funkcjonalnoœci klap dymowych w grawitacyjnych systemach wentylacji oddymiaj¹cej– wed³ug PN-EN 13501-4

W ust. 5 § 270 WT znajdują się wymagania dotyczące klas klap dymowychw grawitacyjnej wentylacji odymiającej.

OOzznnaacczzeenniiee BB odnosi się do funkcjonalności klap i okien oddymiających, wyra-żonej zdolnością klapy i okna oddymiającego do sprawnego działania w określo-nych warunkach badania. Badanie polega na sprawdzeniu zdolności do otwarciazamontowanej klapy lub okna oddymiającego poddawanego warunkom nagrze-wania oraz do pozostania w pożarowej pozycji otwartej przy zmniejszeniu pola po-wierzchni przewężenia nie większym niż 10%. Indeks 300 lub 600 przy oznaczeniu„B” wskazuje, przy jakiej temperaturze zapewniona jest funkcjonalność.

Zgodnie z WT klapy dymowe w grawitacyjnej wentylacji oddymiającej powinnymieć klasę:

BB330000 3300 – skuteczność działania badana w temperaturze 300°C zapewnionaprzez czas 30 min, BB660000 3300 – skuteczność działania badana w temperaturze 600°C zapewnionaprzez czas 30 min.

Inne oznaczenia i symbole stosowane w ochronieprzeciwpo¿arowej, a niewystêpuj¹ce

w przepisach techniczno-budowlanychOznaczenie „W” dotycz¹ce zdolnoœci elementu konstrukcji do wytrzymywania oddzia³ywania ognia – wed³ug PN-EN 13501-2

WW –– pprroommiieenniioowwaanniiee.. Jest to zdolność elementu konstrukcji do wytrzymania od-działywania ognia tylko z jednej strony, tak aby ograniczyć prawdopodobieństwoprzeniesienia ognia w wyniku znaczącego wypromieniowania ciepła albo przez ele-ment, albo z jego powierzchni nienagrzewanej do sąsiadujących materiałów. Odelementu może także być wymagana ochrona ludzi w pobliżu. Uznaje się, że ele-ment, który spełnia kryteria izolacyjności ogniowej I, I1 lub I2 spełnia również wy-maganie „W” przez ten sam okres.


113

Oznaczenie „C” dotycz¹ce zdolnoœci otwartych drzwi lub oknado zamkniêcia – wed³ug PN-EN 13501-2

CC –– ssaammoocczzyynnnnee zzaammyykkaanniiee.. Jest to zdolność otwartych drzwi lub okna do peł-nego zamknięcia w swojej ościeżnicy oraz zatrzaśnięcia zapadki, w którą mogą byćwyposażone, bez interwencji ludzkiej, dzięki zgromadzonej energii lub – w przypad-ku awarii zadziałania – za pomocą zasilania awaryjnego dzięki zgromadzonej ener-gii.

Oznaczenie „G” dotycz¹ce zdolnoœci kominów w zakresie odpornoœci na po¿ar sadzy – wed³ug PN-EN 13501-2

GG –– ooddppoorrnnoośśćć nnaa „„ppoożżaarr ssaaddzzyy””.. Jest to zdolność kominów do pozostania od-pornym na pożar sadzy. Obejmuje to aspekty szczelności i izolacyjności ogniowej.

Oznaczenie „K” dotycz¹ce zdolnoœci do zabezpieczenia ognio-chronnego – wed³ug PN-EN 13501-2

KK – zzddoollnnoośśćć ddoo zzaabbeezzppiieecczzeenniiaa ooggnniioocchhrroonnnneeggoo.. Jest to zdolność okładzinyściennej lub sufitowej do zapewnienia przez określony czas materiałowi znajdujące-mu się za okładziną ochrony przed zapaleniem, zwęgleniem lub innym uszkodze-niem. Okładziny są zewnętrznymi częściami elementów budynku, takich jak: ścia-ny, stropy i dachy.

KK11 – wskazuje, że kryteria skuteczności działania są dotrzymane przez okres kla-syfikacyjny (10 minut), dla jednego z następujących podkładów:

płyta wiórowa o gęstości (680±50) kg/m3 i grubości (19±2) mm, która repre-zentuje podłoża pod okładziną, wykonane z dowolnych materiałów drewnopo-chodnych, o gęstości nie mniejszej niż 300kg/m3, materiał o gęstości mniejszej niż 300 kg/m3 (materiał o niskiej gęstości) i gru-bości co najmniej 50 mm, który reprezentuje materiał tego samego typu o gę-stości i grubości równej lub większej niż badany, lubjakikolwiek inny szczególny przykład, który reprezentuje materiał o tym samymskładzie pod okładziną.

KK22 – wskazuje, że kryteria skuteczności działania są dotrzymane przez okres kla-syfikacyjny (10 minut lub 30 minut, lub 60 minut) dla jednego z następującychpodkładów:

płyta wiórowa o gęstości (680±50) kg/m3 i grubości (19±2) mm, która repre-zentuje dowolne podłoża drewnopochodne pod okładziną, dowolny inny szczególny podkład, który reprezentuje podłoża z materiałuo tym samym składzie, zastosowane pod okładziną.


114

Znaki i symbole stosowane przy okreœlaniucech urz¹dzeñ przeciwpo¿arowych

Na etykietach urządzeń, w dokumentach towarzyszących oznakowaniu „CE” lub„B”, (w tym: Deklaracjach Właściwości Użytkowych) znajdują się symbole i ozna-czenia dotyczące klasyfikacji pozwalające na szybkie zidentyfikowanie cech i zakre-su stosowania. Szczegóły, dotyczące oznaczeń i symboli znajdują się w PolskichNormach będących odpowiednikami norm europejskich, z serii PN-EN 12101,część 1 i 2.

Kurtyny dymowe

Symbole dotyczące właściwości kurtyn dymowych zostały zawarte w PolskiejNormie PN-EN 12101-1.

SSSSBB – stałe kurtyny dymowe powinny zostać zamontowane na stałe w swojejpożarowej pozycji działania i być zgodne ze swoją przewidzianą klasyfikacją; AASSBB – ruchome kurtyny dymowe powinny przechodzić do pożarowej pozycjidziałania na skutek zewnętrznej aktywacji i być zgodne z przewidzianą klasyfi-kacją.

Ruchome kurtyny dymowe dzielą się na następujące kategorie: AASSBB11 – kurtyny dymowe, które w razie awarii przechodzą do/pozostają w po-żarowej pozycji działania (nie mniej niż 2,5 m ponad poziomem wykończonejpodłogi ani w jakimkolwiek innym położeniu zagrażającym użytkownikom lubwyposażeniu), w sposób kontrolowany, kiedy wszystkie zużywalne podstawowei awaryjne źródła zasilania są odcięte, w razie awarii instalacji elektrycznej lubsystemu, lub jakiejkolwiek kombinacji powyższych; AASSBB22 – kurtyny dymowe, które przechodzą do/pozostają w pożarowej pozycjidziałania (nie mniej niż 2,5 m ponad poziomem wykończonej podłogi ani w ja-kimkolwiek innym położeniu zagrażającym użytkownikom lub wyposażeniu),w sposób kontrolowany, na skutek zewnętrznej aktywacji, lecz wymagający zu-żywalnego źródła zasilania w celu przejścia do lub pozostania w pożarowej po-zycji działania; AASSBB33 – kurtyny dymowe, spełniające kryteria typu ASB1, które mogą byćumieszczone na każdej wysokości; AASSBB44 – kurtyny dymowe, spełniające kryteria typu ASB2, które mogą byćumieszczone na każdej wysokości.

Kurtyny dymowe klasyfikowane są także w zakresie odporności temperatura –czas. W klasyfikacji tej zgodnie z postanowieniami Polskiej Normy PN-EN 12101-1używa się dwóch symboli „D” oraz „DH” występujących wraz z oznaczeniem cyfro-wym 30, 60, 90 i 120. Ponadto występują także oznaczenia „DA” i „DHA”.


115

Znaczenie wszystkich symboli zawierają dwie tabele poniżej.

Źródło: Polska Norma PN-EN 12101-1:2007 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła.

Część 1: Wymagania techniczne dotyczące kurtyn dymowych.

Nagrzewanie w temperaturze 600°C, oznaczone symbolem „D”, reprezentujestałą temperaturę badania kurtyny dymowej.

Oznaczeniom 30, 60, 90 i 120 odpowiada czas trwania badania kurtyny dymo-wej. Kurtyna, która spełnia wymagania D60, spełnia także wymagania D30.

Podobnie jest z pozostałymi kurtynami, i tak np. kurtyna D120 spełnia wymaga-nia D90, D60 i D30.

Kurtyna dymowa DA spełnia wszystkie wymagania D. Jeżeli przewiduje się, że kurtyna dymowa powinna pracować w wyższym zakre-

sie temperatura – czas, powinna ona zostać sklasyfikowana zgodnie z kategoriamipodanymi poniżej.

Źródło: Polska Norma PN-EN 12101-1:2007 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła.

Część 1: Wymagania techniczne dotyczące kurtyn dymowych.


116

Tabela 7. Kategorie klasyfikacji dla kurtyn dymowych pracuj¹cych w wy¿szych temperaturach

KKllaassyyffiikkaaccjjaa

DDHH 3300

DDHH 6600

DDHH 9900

DDHH 112200

DDHHAA

Temperatura (°C)

Standardowa krzywanagrzewania (EN 1363-1)

Jak wyżej

Jak wyżej

Jak wyżej

Jak wyżej

Czas (min)

30

60

90

120

Rzeczywisty osiągnięty czaspowyżej 120

Tabela 6. Warunki badañ klasyfikacyjnych

KKllaassyyffiikkaaccjjaa

DD 3300

DD 6600

DD 9900

DD 112200

DDAA

Temperatura (°C)

600

600

600

600

600

Czas (min)

30

60

90

120

Rzeczywisty osiągnięty czaspowyżej 120

Klapy dymowe

Klapy dymowe w przeciwieństwie do kurtyn dymowych posiadają znacznie wię-cej symboli charakteryzujących ich wymagania eksploatacyjne. Związane jest toprzede wszystkim ze specyfiką pracy tych urządzeń, które to w trakcie codziennejeksploatacji obiektu mogą być również używane sporadycznie, np. do przewietrze-nia. Przez cały okres istnienia i użytkowania obiektu budowlanego oddziałują nanie czynniki atmosferyczne, takie jak: wiatr, śnieg, niska temperatura. Natomiastw przypadku powstania pożaru klapy muszą zadziałać w warunkach wysokiej tem-peratury. Istotne znaczenie ma niezawodność ich zamykania i otwierania. Etykiety(tabliczki znamionowe) umieszczane na klapach przez producentów zabezpieczeńprzeciwpożarowych zawierają liczne symbole pozwalające na odczytanie charakte-rystycznych właściwości użytkowych – klas urządzenia, związanych z czynnikamiopisanymi powyżej, zawarte w Polskiej Normie PN-EN 12101-2.

RRee – symbol oznaczający niezawodność.KKllaassyy:: RReeAA,, RRee5500 ii RRee11000000 oznaczają odpowiednio liczbę otwarć i zamknięć

klapy do położenia oddymiania bez obciążenia. Klapa dymowa powinna otwierać się i przechodzić bez uszkodzenia do pozycji

pożarowej otwartej w czasie nie dłuższym niż 60 s od momentu uruchomienia i po-zostawać w tej pozycji, nie wykorzystując zewnętrznego źródła energii.

SSLL – symbol dotyczący klasyfikacji obciążenia śniegiem. OOzznnaacczzeenniiaa SSLL00,, SSLL112255,, SSLL225500,, SSLL550000,, SSLL11000000 ii SSLLAA – odpowiadają obciąże-

niu śniegiem przyłożonemu podczas badania klapy dymowej, wyrażonym w Pa. TT – symbol niskiej temperatury otoczenia jaka może oddziaływać na klapę dy-

mową, który to występuje w następujących konfiguracjach: OOzznnaacczzeenniiaa TT ((--2255)),, TT ((--1155)),, TT ((--0055)),, TT ((0000)) ii TTAA odpowiadają temperaturze po-

niżej 0°C, w której klapa dymowa jest poddana badaniu. Klapy dymowe T (00) mogą być stosowane w obiektach budowlanych, gdy tem-

peratura jest wyższa niż 0°C. WWLL – symbol odpowiadający obciążeniu ssaniem podczas badania klasy. Klasy

WL1500, WL3000, WLA odpowiadają obciążeniu badawczemu równoważnemuz wartością ciśnienia ssania w Pa, przyłożonemu podczas badania klapy dymowej.

BB – symbol odporności na wysoką temperaturę, która oznaczona została jakoB300, B600 i BA – w tych oznaczenia 300, 600 i A odpowiadają temperaturze(w °C), w której klapa dymowa została poddana badaniu i uzyskała pozytywną ocenę.

PodsumowanieUmiejętność odczytywania znaczenia symboli i oznaczeń odnoszących się do

właściwości ogniowych i pożarowych wyrobów, elementów i urządzeń stosowanychw ochronie pożarowej w budownictwie jest niezbędna wszystkim uczestniczącymw procesie projektowania, budowy, a także utrzymania budynków.


117

LLiitteerraattuurraa[1] Słownik wyrazów obcych PWN, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warsza-

wa 1980 r. [2] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie


nie (Dz.U. z 2002r. Nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami) [ZAP 2]*. [3] Przyporządkowanie określeniom występującym w przepisach techniczno-bu-

dowlanych klas reakcji na ogień według PN-EN, Instytut Techniki Budowla-nej – Instrukcje, Wytyczne, Poradniki 401/2004, Warszawa 2004 r.

[4] PN-EN 81-58 Przepisy bezpieczeństwa dotyczące budowy i instalowania

dźwigów – Badania i próby – Część 58: Próba odporności ogniowej drzwi

przystankowych.

[5] PN-EN 1021-1 Meble – Ocena zapalności mebli tapicerowanych – Część 1:

Źródło zapłonu: tlący się papieros.

[6] PN-EN 1021-2 Meble – Ocena zapalności mebli tapicerowanych – Część 2:

Źródło zapłonu: równoważnik płomienia zapałki.

[7] PN-EN 1991-1-2 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje Część 1-2: Od-

działywania ogólne. Oddziaływania na konstrukcje w warunkach pożaru.

[8] PN-B-02855 Ochrona przeciwpożarowa budynków – Metoda badania wy-

dzielania toksycznych produktów rozkładu i spalania materiałów.

[9] PN-B-02867 Ochrona przeciwpożarowa budynków – Metoda badania stop-

nia rozprzestrzeniania ognia przez ściany (w części dotyczącej ścian zewnętrz-

nych przy działaniu ognia od strony elewacji).

[10] PN-EN ISO 6940 Wyroby włókiennicze – Zachowanie się podczas palenia –

Wyznaczanie zapalności pionowo umieszczonych próbek.

[11] PN-EN ISO 6941 Wyroby włókiennicze – Zachowanie się podczas palenia –

Pomiar właściwości rozprzestrzeniania się płomienia na pionowo umieszczo-

nych próbkach.

[12] PN-EN 13501-1 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów

budynków – Część 1: Klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień.


budynków – Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej,

z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej.


budynków – Część 3: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej

wyrobów i elementów stosowanych w instalacjach użytkowych w budynkach:

ognioodpornych przewodów wentylacyjnych i przeciwpożarowych klap odci-

nających.


budynków – Część 4: Klasyfikacja na podstawie wyników badań odporności

ogniowej elementów systemów kontroli rozprzestrzeniania dymu.


118


[16] PN-EN 13501-5 PN-EN/AC Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych

i elementów budynków – Część 5: Klasyfikacja na podstawie wyników badań

oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy.

UUwwaaggaa:: W zestawieniu źródeł zastosowano niedatowane powołania, ponieważ wszystkie

normy PN-EN podlegają systematycznym przeglądom maksymalnie co 5 lat,a w czasie pomiędzy przeglądami wprowadzane bywają dodatkowo zmiany, którenie zmieniając istoty zapisów normowych, powodują, że pojawiają się nowe dato-wania. Zawsze warto posługiwać się najnowszymi wersjami norm, biorąc jednakpod uwagę fakt, że gdy w przepisach znajduje się powołanie datowane, to nawetjeśli jest to norma wycofana i zastąpiona nową wersją, formalnie obowiązuje.

119


STRESZCZENIE

SUMMARY

Zasady oceny ryzyka w ubezpieczeniu przeciwpo¿arowymobiektów

W przesz³oœci do zawarcia umowy ubezpieczeniowej wystarcza³o spe³nieniewymagañ okreœlonych w WT. Rosn¹ca liczba po¿arów i wielkoœæ strat,szczególnie w przypadku obiektów przemys³owo-magazynowych, sk³oni³aubezpieczycieli do zmiany podejœcia. Wyra¿a siê to przez opracowaniei wdro¿enie w³asnych norm i wytycznych, których spe³nienie jest warunkiemuzyskania ubezpieczenia. Nale¿y braæ to pod uwagê przy podejmowaniudecyzji inwestycyjnych, podczas projektowania, budowy i utrzymania obiek-tów.

* * *

The principles of risk assessment by insurers

In the past, to get a contract of insurance was sufficient if the building wasbuilt according to the requirements laid down in the WT. A growing numberof fires and amount of fire damage, especially in industrial and storagefacilities, made insurers changed their approach. This is expressed throughthe development and implementation of its own standards and guidelines,which are mandatory to obtain insurance. This should be taken intoconsideration in decision process of investment, during design, constructionand maintaining.

Mgr in¿. Robert KuczkowskiKoordynator – Starszy In¿ynier Ryzyka projekt PZU Lab

Zasady oceny ryzyka w ubezpieczaniu

przeciwpożarowym obiektów

Człowiek w każdej swojej działalności jest narażony na różnego rodzaju zagroże-nia. Najogólniej można przyjąć, że zagrożenie jest bezpośrednio związane z możliwo-ścią wystąpienia wypadku lub szkody, których skutkiem mogą być straty finansowelub utrata życia albo zdrowia. Z każdym rodzajem działalności ludzkiej związane jestryzyko (rozumiane jako prawdopodobieństwo, potocznie – możliwość) wystąpienianiepożądanych zdarzeń. Podejmując aktywność, nie można uzyskać zerowego pozio-mu ryzyka, chyba że zaprzestanie się tej działalności. W wielu sytuacjach jest wska-zane, a w pewnych, np. przed zawarciem umowy i objęciem ochroną przez ubezpie-czyciela, wręcz niezbędne, przeprowadzenie analizy ryzyka we wszystkich możliwychaspektach, od zdarzeń losowych, takich jak awarie, przez środowiskowe aż po zacho-wania ludzi, które mogą być powodowane lekkomyślnością, brakiem świadomości,rutyną, niską kulturą pracy lub też celowym działaniem przestępczym.

Czym jest analiza i ocena ryzyka? W ujęciu literaturowym analiza ryzyka – to określone działania skierowane na

obniżenie wpływu ryzyka na funkcjonowanie danego podmiotu i podejmowanie od-powiednich środków przeciwdziałania i minimalizacji ryzyka. Analiza ryzyka zaczy-na się od zidentyfikowania i rozważenia zagrożeń, określenia prawdopodobieństwaich wystąpienia w celu skutecznego, optymalnego zarządzania wyznaczonym na tejpodstawie ryzykiem. Zastosowanie wynikających z niej środków powoduje, że nie-przewidziane i niepożądane zdarzenia będą występować rzadziej, a ich skutki sta-ną się mniej dotkliwe. To z kolei jest gwarancją, że mniej czasu będzie się w firmiepoświęcać na „gaszenie pożarów” i doraźne akcje podejmowane po zaistnieniuszkody, natomiast częściej będą podejmowane inicjatywy zmian ograniczającychprawdopodobieństwo wystąpienia niepożądanych zdarzeń i minimalizującychewentualne straty.

121

Rolą inżyniera oceny ryzyka z firmy ubezpieczeniowej jest identyfikacja poszcze-gólnych zagrożeń oraz powiązanie wielu czynników ryzyka, które mają wpływ nabezpieczne funkcjonowanie przedsiębiorstwa.

Audyt jako podstawa ocenyPodczas inżynieryjnych audytów zwraca się szczególną uwagę na następujące

kwestie: 1) prowadzenie działalności w warunkach nagromadzenia dużej ilości materia-

łów palnych w pomieszczeniach produkcyjnych i magazynach (tzw. dużej gę-stości obciążenia ogniowego);

2) palną lub nieodporną na działanie wysokiej temperatury konstrukcję budow-laną (łącznie z jej wypełnieniem) obiektów oraz wykończenie wystroju wnętrzmateriałami palnymi;

3) prowadzenie działalności w obiektach (halach, pomieszczeniach) o dużychpowierzchniach przy braku podziału obiektów ścianami z materiałów niepal-nych (uwaga: absolutnie nie są wystarczające ściany określane jako „nieroz-przestrzeniające ognia”) na możliwie małe pomieszczenia (strefy pożarowe);

4) prowadzenie działalności z wykorzystaniem mediów zagrażających wybu-chem;

5) pozostawianie na okres przerw w produkcji (noc, święta) materiałów palnych(surowce, półprodukty) bezpośrednio przy maszynach technologicznych(szczególnej uwagi w tym przypadku wymagają maszyny o dużej wartości);

6) nieporządek w składowaniu surowców, półproduktów i wyrobów, ogólny brakporządku, w tym w usuwaniu odpadów;

7) brak instalacji i urządzeń gaśniczych, w tym stałych – działających samoczyn-nie – automatycznie;

8) brak rozwiązań technicznych i/lub organizacyjnych umożliwiających szybkiewykrycie pożaru, w szczególności brak samoczynnej instalacji alarmu pożaro-wego, niedostatecznie aktywne działanie ochrony mienia – zwłaszcza nocą;

9) brak lub niedostateczna ilość i asortyment sprzętu gaśniczego w stosunku dorealnych możliwości ugaszenia pożaru w konkretnych warunkach zagrożeniapożarowego obiektu;

10) brak lub niedostateczne przeciwpożarowe zaopatrzenie wodne; 11) dużą odległość do straży pożarnej, w szczególności do jednostki Państwowej

Straży Pożarnej; 12) niekorzystne położenie względem zagrożeń zewnętrznych, zwłaszcza zagroże-

nia powodzią. Audyt o przedstawionym wyżej zakresie dotyczy działającego już przedsiębior-

stwa, ale zupełnie podobnie można ocenić projekt, nawet w najwcześniej fazie kon-cepcji. Najłatwiej i najtaniej można wówczas dokonywać zmian w założeniach, roz-wiązaniach funkcjonalnych, budowlanych, tak by zoptymalizować koszt inwestycjii nie kierować się tylko zasadą minimalizowania wyłącznie kosztów budowy, prowa-dzącą często do zwiększenia kosztów eksploatacji i nadmiernego ryzyka dla bizne-su.


122

Analizując wszystkie kolejne punkty, można zauważyć, że audyty inżynieryjneskupiają się zasadniczo w obszarze zagrożeń pożarowych.

Najogólniej, zagrożenie pożarowe wynika z: a) ilości materiałów palnych mogących ulec pożarowi w określonym powierzch-

niowo i kubaturowo pomieszczeniu, budynku, strefie pożarowej, b) własności fizyko-chemicznych (pożarowych) materiałów – wpływających na

intensywność przebiegu spalania (pożaru). W przepisach dot. bezpieczeństwa pożarowego oba powyższe parametry (ilość

i własności) określane są „gęstością obciążenia pożarowego”. Z powyższego wyni-ka, że im więcej jest w pomieszczeniu czy budynku materiałów palnych i o własno-ściach intensywnego spalania (czyli im większa jest gęstość obciążenia ogniowego),tym zagrożenie od pożaru tych materiałów dla urządzeń i konstrukcji pomieszcze-nia (budynku) jest większe (do szkody całkowitej włącznie).

Z ubezpieczeniowego punktu widzenia w analizie zagrożenia pożarowego istot-na jest umiejętność oceny – w jakim stopniu zgromadzone w pomieszczeniu (bu-dynku) materiały palne zagrażają urządzeniom i określonej konstrukcji budynku.

Wymagania zwiêkszaj¹ce bezpieczeñstwoW odniesieniu do branż cechujących się podwyższonym ryzykiem pożarowym

spełnienie wymogów ustawowych bardzo często nie wystarcza. Inżynierowie wyda-ją zalecenia i rekomendacje mające na celu zmniejszenie ryzyka wystąpienia szko-dy pożarowej, a co za tym idzie – zwiększenia bezpieczeństwa klienta. W celu pra-widłowego zabezpieczenia majątku klienta, inżynierowie kierując się dobrą prakty-ką inżynierską i doświadczeniami szkodowymi, stawiają wyższe wymagania, aniże-li zostało to określone w obowiązujących przepisach i rozporządzeniach. Jednymz przykładów tego typu działań jest zalecenie dotyczące wydzielenia/odseparowa-nia procesów niebezpiecznych pożarowo.

Podział budynków o dużej powierzchni (jedno- i wielokondygnacyjnych) na wie-le stref pożarowych ma zasadnicze znaczenie w zmniejszaniu ryzyka dużych szkód.Przepisy państwowe, zwłaszcza w budynkach produkcyjno-magazynowych, dopusz-czają bardzo duże powierzchnie stref pożarowych (rzędu kilku czy nawet kilkunastutys. m2). Z ubezpieczeniowego punktu widzenia jest zdecydowanie wskazane, abypowierzchnie stref pożarowych były jak najmniejsze, a dodatkowo w ramach jednejstrefy wskazany jest jej podział na mniejsze (małe) pomieszczenia.

Wymaga się wysokiej kultury bezpieczeństwa pożarowego prowadzonych proce-sów i podejmowania działań, mających na celu redukowanie zagrożenia pożaro-wego przez dodatkowe odseparowanie procesów o podwyższonym zagrożeniu po-żarowym z obszaru produkcyjnego (np. stanowiska lakiernicze, miejsca ładowaniawózków elektrycznych lub też miejsca przechowywania i rozlewnia substancji nie-bezpiecznych).

Zasady oceny ryzyka w ubezpieczeniu ppoż. obiektów

123

Zarz¹dzanie ryzykiemWszystkie instalacje technologiczne charakteryzują się pewnym potencjałem za-

grożeń, dlatego też wyposażone są w odpowiednie systemy bezpieczeństwa i ochro-ny. Zazwyczaj systemami bezpieczeństwa i ochrony są wielowarstwowe rozwiązaniatechniczne i organizacyjne, mające na celu zmniejszenie ryzyka wystąpienia zdarze-nia awaryjnego. Głównymi funkcjami warstw zabezpieczeń jest ochrona obiektu/in-stalacji oraz zapobieganie wspomnianym już uwolnieniom, a także przeciwdziała-niem ich negatywnym skutkom dla ludzi i środowiska. Najogólniej mówiąc, celemtakich systemów jest zapewnienie równowagi pomiędzy zabezpieczeniami a zagro-żeniami, jakie wynikają z użytkowania danej instalacji i właściwościami fizykoche-micznymi danego medium procesowego.

W sytuacji, gdy zastosowane systemy bezpieczeństwa i ochrony nie są współ-mierne do występujących zagrożeń, dochodzi często do sytuacji uniemożliwieniaudzielenia ochrony ubezpieczeniowej. Wydawane przez inżynierów zalecenia i reko-mendacje to przede wszystkim rozwiązania techniczne. Należą do nich systemy de-tekcji pożaru, instalacje tryskaczowe czy też systemy tłumienia bądź dekompresjiwybuchu. Niezbędne jest również wsparcie w zakresie wspólnego opracowaniadziałań prewencyjnych oraz wprowadzenie rozwiązań organizacyjno-porządkowychmających na celu wykształcenie odpowiedniej kultury bezpieczeństwa.

Istotnym elementem analizy ryzyka jest określenie scenariuszy awaryjnych. Za-sadniczo należy rozważać nie tylko najgorsze z możliwych sytuacji (o katastroficz-nych konsekwencjach), lecz także bardziej prawdopodobne zdarzenia o mniejszychskutkach. Racjonalnym podejściem jest przeprowadzenie kompleksowej analizy ry-zyka obiektu, która dostarczyłaby szacunkowych wartości prawdopodobieństw i na-stępstw możliwych scenariuszy awaryjnych. To pozwala na wskazanie scenariuszydominujących ze względu na prawdopodobieństwo i skutek ich wystąpienia, czyliwielkość ryzyka. Wykonanie takich analiz w wypadku złożonych instalacji nie jestprzedsięwzięciem łatwym do przeprowadzenia.

Friedrich Holderlin (1770-1843) – jeden z największych poetów języka niemieckie-go; obok Goethego i Schillera „trzeci wieszcz” niemieckiego romantyzmu, napisał:„Gdy wzmaga się zagrożenie, tam również rośnie w siłę to, co przed nim ratuje”.

PodsumowanieZarządzanie ryzykiem nie jest podejściem przeznaczonym tylko dla dużych orga-

nizacji, powinno być podstawą działania nawet najmniejszego przedsiębiorcy. Za-równo duża korporacja, jak i mały przedsiębiorca boryka się z tym samym proble-mem w dzisiejszym zmieniającym się świecie – czy ma potrzebne informacje wystar-czające do analizy i podjęcia właściwych decyzji oraz umiejętność kontrolowaniai realizowania zadań. W dużej korporacji niezbędne jest opracowanie i wdrożeniew tym celu całego systemu wspomagającego zarządzanie organizacją, obudowa-nego procedurami oraz wieloma wysiłkami, tak by właściwie funkcjonował. Małe-mu przedsiębiorcy wystarczyć może zaadaptowanie podstawowych elementów me-todologii oraz zrozumienie podstaw jej działania.


124

Co dalej z przepisami bezpieczeñstwa po¿arowego

Autor przedstawia perspektywê zmian przepisów bezpieczeñstwa po¿aro-wego budynków w kontekœcie potrzeb wspó³czesnego polskiego sektora bu-dowlanego i œwiatowych trendów. Przypomina pocz¹tki i podstawy obowi¹-zuj¹cego prawa. Ponadto wyjaœnia powody i zakres niewielkich zmian wy-magañ, które wkrótce wejd¹ w ¿ycie, a jednoczeœnie wskazuje ich prawdo-podobne skutki.

* * *

What’s next with fire safety regulations

The author presents a perspective on changes in the fire safety regulationsof buildings in the context of the needs of the contemporary Polishconstruction sector and global trends. Recalls the origins and foundations ofthe law in force. In addition, it explains the reasons and scope for minorchanges to requirements that will soon come into force, indicating their likelyeffects.

STRESZCZENIE

SUMMARY

Dr in¿. Dariusz Ratajczak

Co dalej z przepisamibezpieczeństwa pożarowego

Przepisy rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w spra-

wie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytu-

owanie, zostały zredagowane na przełomie ubiegłego i obecnego wieku i od-powiadają poziomowi techniki budowlanej sprzed kilkunastu lat. W zakresiebezpieczeństwa pożarowego budynków wprowadzono do nich jedynie niewiel-kie zmiany w 2009 r. Środowiska związane z ochroną przeciwpożarową i bu-downictwem od wielu lat toczą dyskusje nad potrzebą i kształtem przyszłychniezbędnych zmian. W zespole powołanym w Instytucie Techniki Budowlanejprzy wsparciu Głównego Urzędu Nadzoru Budowlanego, od 2009 r. były pro-wadzone prace nad opracowaniem przepisów techniczno-budowlanych opar-tych na wymaganiach funkcjonalnych dla budynków, umożliwiających szero-kie stosowanie metod inżynierii bezpieczeństwa pożarowego. Podobnie jak jużcoraz częściej na świecie – tak i w Wielkiej Brytanii, Kanadzie, USA, Australii,Nowej Zelandii, Japonii, Austrii i wielu innych państwach – miały one miećstrukturę dwupoziomową.

Pierwszy poziom stanowiłyby „wymagania funkcjonalne”, które w projekciebudowlanym musiałyby być bezwzględnie spełnione. Obecnie byłyby to znacz-nie rozszerzone podstawowe wymagania dla obiektów budowlanych z Załącz-nika I do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011,przywołanego w art. 5 ust. 1 pkt 1 Prawa budowlanego. Drugim poziomem by-łyby „warunki techniczne”, zbliżone pod względem formy do naszych dzisiej-szych, zawierające rozwiązania dające domniemanie pełnej zgodności z wy-maganiami poziomu pierwszego. Projektant miałby prawo nie zastosować„warunków technicznych” w takim zakresie, w jakim mógłby udowodnić, że je-go rozwiązania spełniają obligatoryjne „wymagania funkcjonalne” tak, jak„warunki techniczne”. Podlegałoby to ocenie wyspecjalizowanych w danej pro-blematyce i notyfikowanych przez ministra właściwego do spraw budownictwajednostek organizacyjnych, zwłaszcza jednostek naukowo-badawczych. Nieistniałaby już wtedy konieczność uzyskiwania na drodze administracyjnej zgo-dy na odstępstwo od przepisów.

Założenia do nowego projektu polskich przepisów techniczno-budowlanychzostały przedstawione w 2010 r. na Światowej Konferencji Przepisów Bezpie-

127

czeństwa Pożarowego w Lund (Szwecja) przez Dariusza Ratajczaka, delegowa-nego tam przez Główny Urząd Nadzoru Budowlanego, i Piotra Tofiło ze Szko-ły Głównej Służby Pożarniczej. Założenia te spotkały się z bardzo pozytywnymiopiniami wśród uczestników Konferencji. W naszym kraju uznawano je jednakza zbyt nowatorskie do szybkiego wykorzystania.

Dyskusje nad nowym brzmieniem przepisów techniczno-budowlanych,a w tym dotyczących bezpieczeństwa pożarowego odbywały się na licznychkonferencjach organizowanych przez branżowe i eksperckie stowarzyszeniaz zakresu ochrony przeciwpożarowej. Skierowane do ministerstwa propozycjezmian nie doczekały się żadnego odzewu.

Wiosną 2016 r. Ministerstwo Infrastruktury i Budownictwa przedstawiło dokonsultacji projekt nowelizacji rozporządzenia Ministra Infrastrukturyz 12 kwietnia 2002 r., bardzo ograniczony w swoim zakresie. Powszechnieuznawana potrzeba gruntownych zmian w tym rozporządzeniu sprawiła, że doMinisterstwa napłynęły setki wniosków, które – co zrozumiałe – były nierzadkowzajemnie sprzeczne. Po wszystkich uzgodnieniach i przyjęciu przez komisjęprawniczą w Rządowym Centrum Legislacji, 11 lipca 2017 r. został opubliko-wany ostateczny projekt, skierowany do notyfikacji w Komisji Europejskiejw Brukseli. Pomimo zebrania w ciągu kilkunastu miesięcy konsultacji niezwy-kle obszernego materiału dotyczącego potrzeb pilnych zmian w rozporządze-niu, przepisy dotyczące bezpieczeństwa pożarowego budynków zostały podda-ne tylko nielicznym modyfikacjom merytorycznym, i to nie tym, które w zainte-resowanych środowiskach zawodowych uznawano za najistotniejsze. Oprócztego doprecyzowano niektóre z przepisów, mogących budzić wątpliwości in-terpretacyjne.

Najważniejsze zmiany merytoryczne są przedstawione niżej. Należy wśródnich zwrócić uwagę przede wszystkim na te, które są zawarte w § 207, stano-wiącym swego rodzaju wstęp do Działu VI „Bezpieczeństwo pożarowe”. Para-graf ten będzie teraz dostosowany do sformułowań z Załącznika I do rozporzą-dzenia 305/2011. Zgodnie z nimi, w razie wystąpienia pożaru w budynku, je-go konstrukcja musi zachowywać nośność przez ookkrreeśślloonnyy cczzaass.. Dotychczasw rozporządzeniu Ministra Infrastruktury istniał zapis – że pprrzzeezz cczzaass ookkrreeśślloonnyyww rroozzppoorrzząąddzzeenniiuu.. Zmiana ta nie ma charakteru jedynie stylistycznego. W od-niesieniu do budynków klasy „E” odporności pożarowej, np. powszechniewznoszonych stalowych hal przemysłowych, rozporządzenie Ministra Infra-struktury nniiee ssttaawwiiaałłoo wwyymmaaggaańń ww zzaakkrreessiiee nnoośśnnoośśccii ooggnniioowweejj ich konstrukcji(§ 216 ust. 1). Nie mogło to być w żadnym razie uznawane za ookkrreeśślleenniiee cczzaa--ssuu zzaacchhoowwaanniiaa nnoośśnnoośśccii.. Jednocześnie, zgodnie z Załącznikiem I do rozporzą-dzenia 305/2011, będzie istniała teraz alternatywa w stosunku do zagwaran-towania ludziom możliwości ewakuacji z budynku w razie pożaru, co dotądw rozporządzeniu Ministra Infrastruktury było obligatoryjne. Stanowi ją zapew-nienie uratowania ludzi w inny sposób, czyli bezpiecznego przetrwania przeznich pożaru bez opuszczania budynku, także przy pozostaniu ich w miejscu ak-tualnego przebywania.

Powiększenie maksymalnej powierzchni strefy pożarowej ZL o 100% – po-za wielokondygnacyjnymi budynkami wysokimi i wysokościowymi – będzie te-


128

raz dopuszczalne (§ 227 ust. 4) również przy zastosowaniu bardzo skutecz-nych, stałych urządzeń gaśniczych mgłowych.

Określone w § 245 wymagania dla klatek schodowych będą teraz odnosićsię tylko do tych z nich, które będą służyć ewakuacji z wymienionych rodzajówstref pożarowych, a nie do wszystkich klatek w budynkach, w których te strefypożarowe się znajdują. Znacznemu zaostrzeniu ulegną za to warunki technicz-ne dla tych klatek schodowych, co pociągnie za sobą znaczny wzrost ich kosz-tów. Drzwi prowadzące z korytarzy na wskazane klatki będą musiały bowiemjuż być dymoszczelne, a urządzenia oddymiające, stanowiące wyposażenieklatek – uruchamiane samoczynnie za pomocą systemu wykrywania dymu.

Kilka ważnych modyfikacji przepisów będzie dotyczyć garaży. Jeżeli będąznajdować się one na poziomie minus 3 lub jeszcze niższym, będą musiały byćwyposażone w stałe samoczynne urządzenia gaśnicze wodne – chyba że danastrefa pożarowa garażu będzie mieć bezpośredni wjazd lub wyjazd z budynku.Wymaganie to bardzo skutecznie zniechęci projektantów do zagłębiania gara-ży poniżej drugiego poziomu podziemnego. Instalacja wentylacji oddymiającejuruchamiana za pomocą systemu wykrywania dymu będzie jak dotychczas wy-magana w strefie pożarowej garażu o powierzchni ponad 1500 m2, ale terazrównież w każdej innej, która nie ma bezpośredniego wjazdu lub wyjazdu z bu-dynku. Wydłużenie przejścia ewakuacyjnego z 40 do 60 m będzie dopuszczal-ne tylko przy zastosowaniu wentylacji oddymiającej innej niż strumieniowa (winnych krajach przejście dłuższe niż 40 m nie jest w garażach dopuszczalne ni-gdy).

Za ostatnią z istotnych zmian należy uznać pewne złagodzenie przepisówdotyczących odległości budynków od granicy lasu.

Po wejściu w życie wyżej omówionej nowelizacji rozporządzenia Ministra In-frastruktury, przewidzianej wstępnie na 1 stycznia 2018 r., rozporządzenie tow kilku istotnych kwestiach nadal nie będzie niestety w pełni odpowiadać pod-stawowym wymaganiom dla budynków z Załącznika I do rozporządzenia305/2011. Jest to związane przede wszystkim z nowym brzmieniem § 207.

Po pierwsze, nie wystarczy samo przytoczenie w § 207 wymagania zagwa-rantowania ludziom możliwości ewakuacji z budynku w razie pożaru lub ura-towania ich w inny sposób – przeniesionego z rozporządzenia 305/2011. Dal-sze paragrafy powinny bowiem wskazywać, która z tych dwóch możliwości mazostać zapewniona w poszczególnych rodzajach budynków i przy pomocy ja-kich rozwiązań będzie to osiągane. Tak jednak nie jest, co w największym stop-niu dotyczy budynków mieszkalnych wielorodzinnych, zwłaszcza średniowyso-kich. Z jednej strony nie zapewniają one możliwości ewakuacji w czasie poża-ru, gdyż klatki schodowe nie są zabezpieczone przed oddziaływaniem ogniai dymu z palącego się mieszkania. Z drugiej strony ściany i stropy pomiędzymieszkaniami są odporne na oddziaływanie pożaru jedynie przez 30 minut, conie gwarantuje wcale ludziom przetrwania pożaru w mieszkaniu sąsiadującymz tym, w którym pożar powstał. Ostatnie badania pożarów mieszkań w Polscew skali naturalnej wykazały, że przy ich współczesnym wyposażeniu, do rozgo-rzenia może dojść nie po 30 minutach, zgodnie z krzywą normową, ale nawetjuż po 18 minutach. Należy zaznaczyć, że od drzwi do mieszkań nie jest wy-

Co dalej z przepisami bezpieczeństwa pożarowego

129

magana żadna odporność ogniowa, a pożar może przenosić się także po pal-nej izolacji cieplnej fasady budynku, co miało miejsce np. w tragicznym poża-rze budynku mieszkalnego 14 czerwca br. w Londynie. Ta sprawa będzie wy-magała jak najpilniejszego uregulowania w polskich przepisach, zwłaszczaw aspekcie przewidywanego rozwoju budownictwa mieszkaniowego, gdyżobecnie ponad 90% ofiar śmiertelnych pożarów w budynkach, to ofiary z bu-dynków mieszkalnych. Trzeba tu dodać, że w większości państw Unii za normęuznaje się wydzielenie wszystkich mieszkań na 60 minut trwania pożaru, sto-sowanie drzwi wejściowych do nich o klasie odporności ogniowej E I 30 orazzabezpieczenie przed przeniesieniem się pożaru przez fasadę budynku.

Po drugie, w przepisach rozporządzenia powinno zostać konkretnie określo-ne, w jaki sposób będzie spełnione nowe wymaganie § 207 ust. 1 pkt 1, abykonstrukcja budynku w warunkach pożaru zachowała nośność przez określonyczas. Bez wprowadzenia zmian w § 216 ust. 1, zgodnie z którym wymaganiadla konstrukcji nośnej budynków klasy „E” w zakresie odporności ogniowej nieistnieją, gwarantowany czas zachowania nośności może wynosić „0”. Wskaza-nie właśnie tego uniemożliwiałoby oczywiście ubezpieczenie budynku i byłobycałkowicie nie do przyjęcia w odniesieniu do budynków z pomieszczeniamiprzeznaczonymi na pobyt ludzi. Dla tych ostatnich budynków należałoby roz-ważyć wymaganie zapewnienia zachowania funkcji nośnej ich konstrukcjiprzez 15 minut pożaru. Udowadniane byłoby to przy pomocy Eurokodów, a nie– badań ogniowych wg krzywej normowej temperatura – czas, i dotyczyłoby ta-kiego pożaru, jaki może wystąpić w danym budynku. Dopuszczona w § 215ust. 1 możliwość obniżenia klasy odporności pożarowej jednokondygnacyjnychhal przemysłowych do „E” bez konieczności wyposażenia ich w stałe urządze-nia gaśnicze wodne powinna zostać ograniczona jedynie do tych hal, w któ-rych gęstość obciążenia ogniowego strefy pożarowej nie przekracza2000 MJ/m2. Jak wynika z doświadczeń nie tylko polskich, przy większej gęsto-ści obciążenia ogniowego hale są w razie pożaru nie do uratowania.

Kolejną kwestię stanowi konieczność zastąpienia w przepisach „warunkówtechnicznych” polskich określeń dotyczących palności i rozprzestrzenianiaognia europejskimi klasami reakcji na ogień z normy PN-EN 13501-1, orazz normy PN-EN 13501-5 w odniesieniu do klasy odporności dachów na ogieńzewnętrzny. Zalecenie dla państw członkowskich Unii, aby w formułowaniuwymagań dotyczących obiektów budowlanych, odnoszących się do zasadni-czych charakterystyk wyrobów budowlanych, posługiwać się kryteriami z euro-pejskich norm zharmonizowanych, jest bowiem zamieszczone w obszernymwstępie do rozporządzenia 305/2011, zawierającym założenia do postanowieńrozporządzenia, a także ich uzasadnienie. Obecnie relacje pomiędzy polskimiokreśleniami stosowanymi w przepisach i euroklasami zdefiniowane są w za-łączniku do „warunków technicznych”, w dodatku tylko w jednym kierunku(przyporządkowanie euroklas polskim określeniom dotyczącym palności i roz-przestrzeniania ognia), co powoduje liczne komplikacje.

W oparciu o wieloletnie doświadczenia praktyczne, krajowe i zagranicznemożna stwierdzić, że niektóre wymagania dotyczące odległości pomiędzy bu-dynkami z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe mogą zostać obniżone przy za-


130

chowaniu niezbędnego poziomu bezpieczeństwa. Umożliwiłoby to znacznezmniejszenie kosztów inwestycji.

Możliwość obniżenia klasy odporności pożarowej budynku o jedną, w przy-padku stosowania stałych urządzeń gaśniczych wodnych (§ 214 pkt 1), mogła-by zostać rozszerzona także na budynki wysokie i wysokościowe, podobnie jakto ma miejsce w innych państwach. Obecnie jest to i u nas powszechnie reali-zowane, ale w oparciu o zgodę na odstępstwo od przepisów.

Aby zwiększyć bezpieczeństwo ludzi mających możliwość ewakuowania siętylko jedną drogą ewakuacyjną (z tzw. ślepego zaułka) i nie dopuścić do szyb-kiego odcięcia tej drogi przez pożar, istniejąca dotychczas konieczność zapew-nienia odpowiedniej klasy odporności ogniowej obudowy poziomej drogi ewa-kuacyjnej powinna być rozszerzona również na drzwi. Dotąd nie stawiano imwymagań. Z kolei aktualnie obowiązujące, bardzo ogólnikowo sformułowanewymaganie stosowania „rozwiązań techniczno-budowlanych zabezpieczają-cych przed zadymieniem poziome drogi ewakuacyjne” w budynkach wysokichi wysokościowych – poza ZL IV – powinno zostać uzupełnione o stwierdzenie,że niezbędnym elementem tych rozwiązań są drzwi dymoszczelne klasy S200z pomieszczeń, prowadzące na drogi komunikacji ogólnej. Jak jednoznaczniewynika ze światowych doświadczeń, bez efektywnego ograniczenia możliwościwypływu dymu z pomieszczenia objętego pożarem na drogi ewakuacyjne, przy-najmniej w pierwszej fazie pożaru, nie istnieje żadna gwarancja zapewnienia natych drogach w niezbędnym okresie czasu odpowiednich warunków ewakuacji.

Doprecyzowania wymagają warunki dotyczące oddymiania garaży, w opar-ciu o dotychczasowe doświadczenia krajowe i zagraniczne. Dla instalacji wen-tylacji oddymiającej garażu powinny w przepisach być określone dwa zasadni-cze wymagania. Po pierwsze powinna ona – jak każda inna taka instalacja –zapewnić, że w czasie przewidywanym na ewakuację ludzi nie wystąpią nachronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych – zadymienie i temperaturauniemożliwiające bezpieczną ewakuację. Po drugie, musi ona również zagwa-rantować możliwość dostępu ekip ratowniczych do palącego się samochoduco najmniej z jednej strony, z odległości nie większej niż 10 m, w temperatu-rze nieprzekraczającej 100° C, w czasie nie mniejszym niż 15 minut od powsta-nia pożaru, przy zachowaniu nośności elementów konstrukcji garażu. Będziestanowić to realizację wymaganego przez rozporządzenie 305/2011 uwzględ-nienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych.

Wiele istotnych przepisów decydujących o poziomie bezpieczeństwa poża-rowego budynków zawiera rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Ad-ministracji z 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budyn-

ków, innych obiektów budowlanych i terenów. Znacznie nowocześniejsze odomawianego rozporządzenia Ministra Infrastruktury, wymaga jednak pilnychzmian dotyczących kwestii hydrantów wewnętrznych. Powinny one dotyczyćstopniowego zastępowania przestarzałych hydrantów 52, łatwymi w użyciu hy-drantami 33 oraz wprowadzenia powszechnie wykorzystywanych w Europie hy-drantów 19, podłączanych do standardowej sieci wodociągowej i stosowanychw istniejących budynkach, niespełniających współczesnych wymagań bezpie-czeństwa pożarowego.

Co dalej z przepisami bezpieczeństwa pożarowego

131

Wprowadzając wskazane wyżej, a także inne niezbędne zmiany w przepi-sach bezpieczeństwa pożarowego, należałoby zadbać o umożliwienie szerokie-go stosowania metod inżynierii bezpieczeństwa pożarowego, pozwalającychna znacznie doskonalsze i mniej kosztowne niż w przypadku przepisów naka-zowych dopasowanie rozwiązań stosowanych w budynku do potrzeb związa-nych z bezpieczeństwem.


132

Praca zbiorowa

BEZPIECZEŃSTWO

ISBN 978-83-64795-22-0

Źródło zdjęć: wroclaw.fotopolska.eu

księgarnia internetowa

www.polcen.com.pl Warszawa 2017

POŻAROWE BUDYNKÓW

Praca zbiorowa BEZPIECZEŃSTWO -...

Documents

Transcript of Praca zbiorowa BEZPIECZEŃSTWO -...