Bezpieczeństwo pożarowe dachów

Kosztowne doświadczenia, czyli trochę historii

Bezpieczeństwo pożarowe ma bardzo wysoką pozycję w rankingu wymagań podstawowych* stawianych budynkom. Jest ono drugim, tuż po bezpieczeństwie konstrukcji, pośród siedmiu wymagań. Tak ważnym dlatego, że potencjalne skutki pożarów bywają tragiczne i niezwykle kosztowne dla ludzi, gospodarki i środowiska. Można je porównywać tylko z innymi klęskami żywiołowymi: huraganami, powodziami, trzęsieniami ziemi, na które mamy jeszcze mniejszy wpływ. Fakt, że pożary nie są naszym codziennym doświadczeniem, zawdzięczamy głównie doświadczeniu i powszechnie stosowanym środkom prewencyjnym.

W przeszłości pożary zdarzały się bardzo często. W skrajnych przypadkach ich pastwą padały nawet całe miasta. Na przykład podczas opisanego w „Quo Vadis” pożaru Rzymu w roku 64 kompletnie spłonęło 10 spośród 14 dzielnic, a 2-milionowe miasto praktycznie przestało istnieć.

W bliższym nam 1666 r. w pożarze Londynu spaliło się 2/3 miasta: 13 200 budynków, 87 spośród 100 kościołów. To zdarzenie, mimo że pociągnęło za sobą zaledwie kilkanaście ofiar śmiertelnych, wywarło tak wielkie wrażenie na współczesnych, że spowodowało ustanowienie pierwszych powszechnych przepisów ochrony przeciwpożarowej. Również w Polsce wiele miast mocno ucierpiało w wyniku pożarów, np. 160 lat temu Kraków. Pożar w 1850 r. strawił dziesiątki budynków mieszkalnych, zabudowania klasztorów Franciszkanów i Dominikanów, drukarnię, szkołę techniczną, a wiele obiektów zostało zniszczonych podczas prowadzenia akcji ratowniczej, m.in. zrzucono dach Sukiennic i wielu innych budynków, aby w ten jedyny dostępny wówczas sposób ograniczyć rozprzestrzenianie się ognia.

W Polsce jeszcze po II wojnie światowej zdarzały się pożary, w których z dymem szły całe wioski drewnianych, krytych strzechą, domów. Eliminując łatwo palne materiały, wprowadzając inne wymagania, dotyczące np. minimalnych odległości między budynkami, ograniczono liczbę i skutki pożarów. Taki system działał niezmiennie i skutecznie do końca lat 80. w warunkach zcentralizowanej gospodarki, powtarzalnych rozwiązań realizowanych wg typowych projektów, wykorzystujących głównie materiały odporne na ogień, a tym samym na ludzkie błędy i zaniedbania.

© Juulijs – Fotolia.com

Być mądrym przed szkodą

Od 1989 r. nastąpił gwałtowny transfer, a następnie rozwój nieobecnych wcześniej w Polsce technologii. Nie towarzyszył mu równie szybki powszechny wzrost wiedzy, a nade wszystko świadomości. Problemem są przestarzałe przepisy. Ostatnie lata i zdarzające się coraz częściej pożary dużych obiektów wzniesionych w ostatnim 15-leciu wskazują potrzebę pilnego nadrobienia wielu zaległości.

Kilka faktów o pożarze

Pożar może się zdarzyć tylko wtedy, gdy jednocześnie występują trzy czynniki: paliwo, tlen, w ilości dostatecznej do spalenia paliwa oraz źródło ognia (w postaci płomienia i/lub wysokiej temperatury). Paliwem potencjalnie może być każdy palny przedmiot lub materiał. Może się zapalić bezpośrednio od płomienia albo ulec samozapłonowi lub samozapaleniu. Jeśli paliwa jest więcej, a ogień nie zostanie ugaszony na tym wczesnym etapie, może dojść do jego dalszego rozprzestrzeniania i rozwoju pożaru. W pożarze poza płomieniami i wysoką temperaturą istotnymi czynnikami niebezpiecznymi są dym i toksyczne gazy. Mając świadomość zagrożeń, ludzie mogą zarówno ograniczyć możliwość wystąpienia pożarów, jak również wpływać na zmniejszenie ich możliwych szkodliwych skutków dla zdrowia i życia, mienia, gospodarki, środowiska naturalnego.

Ten ostatni aspekt staje się coraz istotniejszy, zwłaszcza w przypadku pożarów dużych hal magazynowo-przemysłowych. W Holandii już przed laty szacowano, że szkody w środowisku spowodowane rocznie przez pożary są porównywalne z tymi, które są skutkiem transportu samochodowego. W Polsce również się już zdarzało, że trwające wiele godzin pożary dużych hal nie tylko zanieczyszczały atmosferę, ale i prowadziły do długotrwałych skażeń wód gruntowych. Wystarczy, że pozostałości po pożarze wraz z wodą używaną podczas akcji gaśniczej dostaną się do gruntu.

Wymagania ppoż. a klasyfikacje ogniowe

Powszechnie obowiązujące wymagania techniczno-budowlane, w szczególności zawarte w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT) dotyczące materiałów, wyrobów, całych rozwiązań lub elementów budowlanych, wyrażane są poprzez różne klasyfikacje ogniowe:

• reakcję na ogień wyrobów budowlanych,
• określenia dotyczące stopnia rozprzestrzeniania ognia, w tym odporność dachów na ogień zewnętrzny,
• klasyfikację w zakresie odporności ogniowej.

Zasady poszczególnych klasyfikacji opisane są szczegółowo w normach (reakcja na ogień, odporność ogniowa) lub w normach i przepisach (rozprzestrzenianie ognia).

Każda z klasyfikacji jest jednoznacznie związana z określoną metodą lub metodami badawczymi i związanymi z tym kryteriami.

Zakresy zastosowania każdej klasyfikacji są ograniczone. Chcąc, by określone rozwiązanie zastosowane w rzeczywistości było równie skuteczne jak uzyskana przez nie klasyfikacja ogniowa, należy ściśle przestrzegać zakresów, dla jakich klasyfikacje zostały wydane, oraz uwzględniać podczas realizacji wszelkie zapisy i wymagania zawarte w raportach z badań i klasyfikacji. Mogą one dotyczyć wszelkich parametrów związanych z poszczególnymi materiałami i wyrobami (takich jak kompozycja, gestość, zużycie, grubość, retardanty etc.) oraz konstrukcyjno-montażowych (jak przekroje, rozpiętości, usytuowanie, orientacja, nachylenie, sposób mocowania, rodzaj i rozstaw łączników etc.).

Więcej o klasyfikacjach

Reakcja na ogień wyrobów budowlanych odpowiada w przybliżeniu dawnej polskiej klasyfikacji palności/niepalności materiałów znanej jako opisowa klasyfikacja cech palności: materiały budowlane (a nie wyroby) określano jako niepalne lub palne (w tym: niezapalne, trudno zapalne, łatwo zapalne i samo- gasnące). Te nazwy wciąż znajdują się w niezmienionych od lat przepisach techniczno-budowlanych, które w swym ogólnym zarysie pochodzą z lat 80. minionego wieku. Najniezbędniejsze uzupełnienia zostały do nich wprowadzone drogą kolejnych nowelizacji i załączników. Tak się stało również z klasyfikacjami ogniowymi. Dlatego wymagania wpisane w tekst główny WT należy czytać i interpretować w powiązaniu z odpowiednimi normami, wyszczególnionymi w załączniku nr 1 do WT, i załącznikiem nr 3 do WT, który tłumaczy, jak należy przypisywać odpowiednim współcześnie uzyskiwanym klasom stare określenia w WT. Utrudnieniem jest przywołanie w załączniku nr 1 norm datowanych, co powoduje, że w bardzo wielu przypadkach, gdy dostępne są nowsze wersje norm, formalnie przepisy nakazują korzystanie z wersji nieaktualnych.

Stopień rozprzestrzeniania ognia

Określenia dotyczące stopnia rozprzestrzeniania ognia odnoszą się do całych elementów budynków (ścian, ociepleń, dachów, przekryć) i instalacji (przewodów wentylacyjnych, rurociągów) oraz materiałów pokryciowych.

Podstawowe definicje tych określeń znajdują się w § 208a WT.

Ocena tej właściwości polega na sprawdzeniu, czy w przypadku pojawienia się niewielkiego płonącego przedmiotu w sąsiedztwie elementu budowlanego ten ostatni ulegnie zapaleniu i w konsekwencji doprowadzi do dalszego rozwoju ognia (pożaru). Znajomość tego poziomu oddziaływania ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia, że element określony jako „nierozprzestrzeniający ognia” wcale nie oznacza, że nie rozprzestrzenia on ognia w żadnych warunkach. Wprost przeciwnie, z założenia będzie go rozprzestrzeniał, gdy pierwotne źródło ognia będzie większe lub gdy w rzeczywistości wystąpią inne warunki różne niż podczas badania klasyfikacyjnego.

Pewną odmianą tej klasyfikacji, odnoszącą się do pokryć lub przekryć dachów, jest tzw. odporność dachów na ogień zewnętrzny, w Polsce oceniana wg metody nr 1 (t1), jednej z czterech opisanych w tymczasowej normie europejskiej. Sprawdza się wg niej możliwość rozprzestrzeniania ognia przez pokrycie/przekrycie dachu przy oddziaływaniu ognia w postaci żagwi odpowiadającej wielkością 600 g płonącej wełny drzewnej.

Klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej elementów budynków (ściany, stropy, dachy) lub wyposażenia (klapy dymowe, świetliki, przeszklenia) odnosi się do warunków pożarowych i wskazuje w minutach, jak długo element zachowuje właściwości użytkowe ze względu na określone kryteria, takie jak:

• nośność ogniowa R,
• izolacyjność I,
• szczelność ogniowa E,
• dymoszczelność S,
• promieniowanie W,
• samozamykalność C,
• odporność na „pożar sadzy” G,
• zdolność do zabezpieczenia ogniochronnego K.

Wymagania zawarte w przepisach mogą się nakładać i dotyczyć wszystkich lub tylko niektórych właściwości; tym samym dla ich potwierdzenia konieczne może być posłużenie się w odpowiednim zakresie wszystkimi wymienionymi klasyfikacjami. Na przykład dach będzie musiał jednocześnie odpowiadać określeniu „nierozprzestrzeniający ognia” (czyli B_ROOF(t1)), zawierać niepalną izolację cieplną (czyli co najmniej A2-s3,d0) i mieć konstrukcję o odporności ogniowej R 30, a przekrycie o odporności ogniowej EI 30.

Klasy odporności pożarowej budynków PM

Powszechne wymagania ppoż. w przepisach techniczno-budowlanych – czemu służą?

Wprawdzie pośród wymagań podstawowych dotyczących właściwości użytkowych budynków bezpieczeństwo pożarowe jest na wysokim drugim miejscu, tuż po bezpieczeństwie konstrukcji, jednak odnosi się ono do ludzi, ich zdrowia i życia.

Poziom bezpieczeństwa pożarowego budynku nie jest wyłącznie sprawą prywatną jego właściciela, bo skutki ewentualnego pożaru mogą dotyczyć wszystkich użytkowników tego obiektu, jak również innych osób, np. w przypadku rozprzestrzenienia się pożaru na inne obiekty. Dlatego każde państwo stara się chronić obywateli przed konsekwencjami pożarów, tworząc odpowiednie przepisy ppoż. i organizując oraz utrzymując wyspecjalizowane służby.

Jednak żadne państwo nie przejmuje na siebie odpowiedzialności za skutki pożaru, odnoszące się do mienia czy funkcjonowania firm. Troskę o majątek, firmę pozostawia się właścicielom, którzy samodzielnie decydują, czy i jak chcą swoje dobra chronić, np. stosując rozwiązania lepsze niż wymagane przepisami ppoż. i ubezpieczając je.

Powszechnie obowiązujące przepisy mają zapewnić, by podczas pożaru budynek zachował w określonym czasie swoje właściwości użytkowe, bo to umożliwia bezpieczną ewakuację ludzi z płonącego obiektu oraz przeprowadzenie akcji ratowniczo-gaśniczej.

Ochrona ppoż. majątku – czy rzeczywiście tylko prywatna sprawa?

Ograniczanie ryzyka strat materialnych spowodowanych ogniem oraz ewentualnej odpowiedzialności cywilnej pozostaje w gestii właścicieli obiektów budowlanych. To właściciel decyduje, czy poprzestaje na minimalnym poziomie ochrony, wynikającym z obowiązujących przepisów, a tym samym ponosi zwiększone ryzyko znacznych strat w przypadku pożaru, czy woli wybudować lepiej, niż wymagają przepisy, czasem również nieco drożej, ale bezpieczniej, by lepiej chronić ludzi, obiekt i swój biznes.

Dlatego w krajach bardziej rozwiniętych, z większym doświadczeniem, dużą rolę w zwiększaniu bezpieczeństwa pożarowego odgrywają firmy ubezpieczeniowe. Wysokość składki uzależniają od zastosowanych rozwiązań przestrzennych, instalacji, wyposażenia. Zdarza się, że odmawiają ubezpieczenia, nawet gdy spełnione są formalnoprawne wymagania ppoż., jeżeli uznają, że zastosowane rozwiązania nie zabezpieczają w sposób wystarczający mienia. W Polsce takie podejście ubezpieczycieli nie jest jeszcze powszechne, bo rynek ubezpieczeń wciąż się kształtuje, ale już można zaobserwować pojawianie się podobnych tendencji.

O bezpieczeństwie decyduje praktyka

Nie wystarczy poprawnie zaprojektować obiekt, użyć materiałów i wyrobów zadeklarowanych właściwościach, z wymaganymi klasyfikacjami ogniowymi dobrej jakości.

Jeżeli na etapie realizacji wystąpią, pozornie nawet drobne, odstępstwa od sklasyfikowanych układów, efektem może być nieuzyskanie oczekiwanych właściwości ogniowych i niższy niż zakładany poziom ochrony i bezpieczeństwa pożarowego.

Podobnie na etapie użytkowania obiektu. Wykonanie dodatkowych, nawet niewielkich otworów w ścianach może zupełnie zmienić właściwości i klasyfikacje ogniowe całych elementów budowlanych. Przykład – używanie otwartego ognia podczas prac remontowych w sąsiedztwie lub podczas przebudowy elementów zawierających palne materiały, mimo ich deklarowanego nierozprzestrzeniania ognia i odporności ogniowej – może skończyć się rozwiniętym pożarem.

Do bezpieczeństwa pożarowego budynków przyczyniają się na równi:

• projekt zgodny z przepisami i innymi wymaganiami, np. ubezpieczyciela,
• staranność na wszystkich etapach realizacji,
• użytkowanie budynku w sposób zapewniający utrzymanie obiektu, instalacji, w tym wszystkich biernych i czynnych zabezpieczeń ppoż. w stanie pełnej sprawności i skuteczności, zgodnie z wymaganym instrukcjami.

Przydatne definicje i określenia związane z bezpieczeństwem pożarowym

Budynki ZL – budynki mieszkalne, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej, czyli budynki zaliczane do różnych kategorii zagrożenia ludzi:

Zł I – zawierające co najmniej jedno pomieszczenie przeznaczone do jednoczesnego przebywania ponad 50 osób, które nie są jego stałymi użytkownikami, np. duże pomieszczenia handlowo-usługowe, lokale gastronomiczno-rozrywkowe, poczekalnie dworcowe, a także niektóre sale konferencyjne i wykładowe.

Z L II – przeznaczone przede wszystkim do użytku ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się, takie jak szpitale, żłobki, przedszkola, domy dla osób starszych, czyli osób niemogących samodzielnie się ewakuować.

ZL III – przeznaczone dla użyteczności publicznej, z wyjątkiem przeznaczonych przede wszystkim dla ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się oraz zawierających pomieszczenie dla ponad 50 osób, przeznaczenie biurowe lub socjalne.

ZL IV – o przeznaczeniu mieszkalnym, niezależnie od rodzaju budynku, w którym się znajdują.

Z L V – przeznaczone do zamieszkania zbiorowego, z wyjątkiem przeznaczonych przede wszystkim dla ludzi o ograniczonej zdolności poruszania się, oraz zawierających pomieszczenie dla ponad 50 osób, niebędących jego stałymi użytkownikami.

Budynki PM – budynki produkcyjne i magazynowe.

Budynki IN – budynki inwentarskie (służące do hodowli inwentarza).

Budynki niskie (N) – do 12 m włącznie nad poziomem terenu lub mieszkalne o wysokości do 4 kondygnacji nadziemnych włącznie.

Budynki średniowysokie (SW) – od 12 do 25 m włącznie nad poziomem terenu lub mieszkalne o wysokości od 4 do 9 kondygnacji nadziemnych włącznie. Budynki wysokie (W) – od 25 do 55 m włącznie nad poziomem terenu lub mieszkalne o wysokości od 9 do 18 kondygnacji nadziemnych włącznie.

Budynki wysokościowe (WW) – powyżej 55 m nad poziomem terenu.

Gęstość obciążenia ogniowego oznacza ilość materiałów palnych wyrażoną w MJ przypadającą na metr kwadratowy strefy pożarowej obiektu. Stanowi jeden z podstawowych parametrów przyjmowanych w przepisach techniczno-budowlanych przy określaniu wymagań dla budynków produkcyjno-magazynowych.

Klasy odporności pożarowej budynków lub ich części, od najwyższej do najniższej:

„A”, „B”, „C”, „D” i „E”.

Od tej klasy zależą wymagania ppoż. zawarte w WT.

Dla budynków ZL klasa odporności pożarowej zależy od wysokości i kategorii ZL. Dla budynków PM i IN – od gęstości obciążenia ogniowego i liczby kondygnacji.

Klasyfikacja w zakresie odporności ogniowej elementów budynku – przykłady:

R 15 (nośność elementu konstrukcyjnego)

E 30, EI 30 (szczelność ogniowa i szczelność/izolacyjność elementu nienośnego)

B₃₀₀30 – klapy dymowe odpowiednie przy temperaturach dymu nieprzekraczających 300^oC.

Klasy reakcji na ogień wyrobów budowlanych i elementów budynków, z wyjątkiem posadzek i wyrobów liniowych

A1

A2-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
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-s2,d0 D-s3,d0
D-s1,d1 D-s2,d1 D-s3,d1
D-s1,d2 D-s2,d2 D-s3,d2
E          E-d2
F

Odporność dachów na ogień zewnętrzny:

B_ROOF (t1), F_ROOF (t1)

Określenia dotyczące rozprzestrzeniania ognia:

NRO, SRO, silnie rozprzestrzeniające ogień.

Wysokość budynku – dla celów WT; mierzy się od poziomu terenu przy najniżej położonym wejściu znajdującym się na pierwszej kondygnacji nadziemnej budynku do górnej powierzchni najwyżej położonego stropu, łącznie z grubością izolacji cieplnej i warstwy ją osłaniającej.

Kondygnacja nadziemna – kondygnacja niebędąca kondygnacją podziemną.

Kondygnacja podziemna – kondygnacja zagłębiona ze wszystkich stron budynku co najmniej do połowy jej

Konstrukcja dachu – konstrukcja nośna.

Przekrycie dachu – przegroda (jedno- lub wielowarstwowa) osłaniająca od strony zewnętrznej dach przed oddziaływaniem czynników atmosferycznych. Elementy wyposażenia dachu: klapy dymowe, klapy wentylacyjne, świetliki, wyłazy dachowe.

Klapy dymowe – urządzenie przeznaczone do grawitacyjnego odprowadzania gazowych produktów spalania oraz ciepła powstającego podczas pożaru. Klapy wentylacyjne – urządzenie przeznaczone do wentylacji naturalnej pomieszczenia oraz doświetlenia.

Krzysztof Bagiński, Mercor

Maria Dreger, Rockwool

Stowarzyszenie DAFA

Uwaga: Treść artykułu nawiązuje do publikacji technicznej, opracowanej przez ekspertów DAFA: Bezpieczeństwo pożarowe dachów. Wytyczne Stowarzyszenia DAFA w postaci publikacji technicznych dostępne są na: www.dafa.com.pl.

*Podstawowe wymagania dotyczące obiektów budowlanych są przedmiotem załącznika I do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. ustanawiającego zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylającego dyrektywę Rady 89/106/EWG.