Dachy z elementami przeszklonymi – zagadnienia związane z bezpieczeństwem pożarowym

Zapewnienie odpowiedniego oświetlenia i nasłonecznienia pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi jest jednym z kryteriów, jakie powinny spełniać budynki. Wymagania z tego zakresu określone są w dziale III rozporządzenia dotyczącego warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. Jednym ze sposobów odpowiedniego doświetlenia pomieszczeń jest stosowanie doświetli w połaci dachu. Rozróżniamy doświetla w postaci pojedynczych okien, pasm świetlnych, a nawet całych dachów przeszklonych. Wymienionym rodzajom doświetli dachowych podobnie jak innym elementom konstrukcyjnym budynku stawiane są wymagania związane z bezpieczeństwem pożarowym. W artykule zestawiono wymagania z zakresu bezpieczeństwa pożarowego, jakim muszą sprostać różnego rodzaju doświetlenia wykonywane w dachach, oraz opisano badania odporności ogniowej dachów przeszklonych.

Wymagania w obszarze bezpieczeństwa pożarowego

Dział VI rozporządzenia [1] poświęcony jest bezpieczeństwu pożarowemu. Rozporządzenie zawiera szczegółowe wymagania bezpośrednio lub pośrednio określone dla dachów, również takich z elementami przeszklonymi/ doświetlami.

Wśród najistotniejszych wymagań można wymienić niżej przedstawione (wyróżnienia autorów):

§ 216 ust. 1 – zawiera wymagania z zakresu odporności ogniowej w zależności od klasy odporności ogniowej. Wybrane wymagania dotyczące dachów, w tym dachów z przeszkleniami/doświetlami przedstawiono w tablicy.

§ 216 ust. 2 – m.in. informuje, że elementy wymienione w ust. 1 rozporządzenia (i w tablicy) powinny być elementami nierozprzestrzeniającymi ognia, przy czym w wybranych przypadkach się dopuszcza, żeby elementy konstrukcji dachu były słabo rozprzestrzeniające ogień, np. konstrukcja dachu i jego przekrycie w budynku niskim, PM, o maksymalnym obciążeniu ogniowym 1000 MJ/m².

§ 216 ust. 6 – definiuje stopień palności klap dymowych, które często wykonywane są z elementów przezier- nych – dopuszcza się stosowanie klap dymowych z materiałów łatwo zapalnych w dachach i stropodachach.

§ 218 ust. 1. Przekrycie dachu budynku niższego, usytuowanego bliżej niż 8 m lub przyległego do ściany z otworami budynku wyższego, z wyjątkami, w pasie o szerokości 8 m od tej ściany powinno być nierozprzestrzeniające ognia oraz w pasie tym:

–  konstrukcja dachu powinna mieć klasę odporności ogniowej co najmniej R 30,

–  przekrycie dachu powinno mieć klasę odporności ogniowej co najmniej RE 30.

§ 235 ust. 4. W budynku, z wyjątkiem zabudowy jednorodzinnej, w dachu którego znajdują się świetliki lub klapy dymowe, ściany oddzielenia przeciwpożarowego usytuowane od nich w odległości poziomej mniejszej niż 5 m, należy wyprowadzić ponad górną ich krawędź na wysokość co najmniej 0,3 m, przy czym wymaganie to nie dotyczy świetlików nie- otwieranych o klasie odporności ogniowej co najmniej E 30.

§ 257 ust. 2. Drabiny ewakuacyjne należy umieszczać w miejscach łatwo dostępnych. Sytuowanie drabin naprzeciw świetlików i okien jest zabronione.

Warto również zwrócić uwagę na następujące paragrafy: § 219 ust. 1, § 219 ust. 2, § 235 ust. 3, § 271 ust. 2, § 271 ust. 8, § 274 ust. 3, § 286 ust. 4, § 287 pkt 3, o których pisano m.in. w [10].

Rys. Dach z przeszkleniami (opracowanie własne na podstawie rozwiązań jednego z producentów)

Definicje oraz interpretacja najistotniejszych zagadnień stosowanych w polskich przepisach z zakresu bezpieczeństwa pożarowego świetlików i dachów

Przedstawione niżej definicje, takie jak: odporność ogniowa, klasy odporności ogniowej, wyroby nierozprzestrzeniające ognia, określenia dotyczące palności, sformułowano na podstawie norm: PN-EN 13501-2 [2], PN-EN 1991-1-2 [3], PN-EN ISO 13943 [4], PN-EN 13501-1 [6] oraz instrukcji ITB [5] i rozporządzenia [1]. Zagadnienia, takie jak: główna konstrukcja nośna, konstrukcja dachu, przekrycie dachu czy pokrycie dachu, nie są zdefiniowane w przepisach [1]^[1]. Nomenklatura budzi wiele wątpliwości, a co za tym idzie wiele spornych interpretacji tych zagadnień, w związku z tym zostały one dalej opisane.

Odporność ogniowa – definiuje się ją jako zdolność konstrukcji, części konstrukcji lub elementu budynku do spełnienia określonych wymagań w warunkach jednego lub więcej poziomów odziaływania termicznego. Miarą odporności ogniowej jest wyrażony w minutach czas od momentu rozpoczęcia oddziaływania termicznego do chwili osiągnięcia danych kryteriów skuteczności działania.

Tablica

¹⁾ Klasa odporności ogniowej dotyczy elementów wraz z uszczelnieniami złączy i dylatacjami.
²⁾ Wymagania nie dotyczą naświetli dachowych, świetlików, lukarn i okien połaciowych (z wyjątkami), jeśli otwory w połaci dachowej nie zajmują więcej niż 20% jej powierzchni; nie dotyczą także budynku, w którym nad najwyższą kondygnacją znajduje się strop albo inna przegroda spełniająca kryteria określone dla stropów.

Fot. 1 Dach z przeszkleniem przed badaniem (archiwum ITB)

Najbardziej istotne kryteria odporności ogniowej dachów:

– nośność ogniowa (R) – zdolność do wytrzymania oddziaływania ognia przy określonych oddziaływaniach mechanicznych na jedną lub więcej powierzchni przez określony czas bez utraty właściwości nośnych – w przypadku dachów z przeszkleniami tę funkcję pełnią zarówno krokwie i płatwie połaci dachowej, jak również elementy przeszklone, które przenoszą np. obciążenie od śniegu;

– szczelność ogniowa (E) – zdolność do zapobiegania przechodzenia płomieni i gorących gazów.

Kryteria drugorzędne w przypadku odporności ogniowej dachów:

– izolacyjność ogniowa (I) – zdolność elementu oddzielającego do ograniczenia przechodzenia ciepła;

– promieniowanie (W) zdolność do ograniczenia znaczącego wypromieniowania ciepła na sąsiadujące materiały.

Odporność ogniową dachów, podobnie jak innych elementów konstrukcyjnych, określa się poprzez klasy odporności ogniowej zdefiniowane w normie [2]. Przykładowe klasy odporności ogniowej dachów to: RE 15, REI 30, REW 60, REI 15, RE 30/REI 15 itp. Należy zaznaczyć, że wymagane w rozporządzeniu [1] klasy odporności ogniowej określa się przy oddziaływaniu termicznym od spodniej strony dachu – wg standardowej krzywej temperatura-czas (pożar rozwinięty). Wyroby nierozprzestrzeniające ognia to takie, które się palą tylko w obrębie działania źródła ognia, nie obserwuje się spalania po zakończeniu badania i nie występują odpady stałe ani płonące krople podczas badania. W przypadku elementów dachowych są to elementy spełniające kryterium klasy B_ROOF (t1), którą określa się według normy [7], lub klasy B_ROOF – klasa określona bez potrzeby badań (klasa w przypadku określonej grupy produktów).

Określenia dotyczące palności (niepalne, niezapalne, trudno zapalne, łatwo zapalne itd.) – odpowiednie klasy reakcji na ogień zgodnie z [6] podano w tablicy 1 w załączniku nr 3 do rozporządzenia [1].

Fot. 2 Dach z przeszkleniem podczas badania odporności ogniowej (archiwum ITB)

Główna konstrukcja nośna – element konstrukcyjny budynku o istotnym znaczeniu konstrukcyjnym dla obiektu; awaria elementów głównej konstrukcji niesie ze sobą poważne konsekwencje dla innych elementów konstrukcyjnych, często tzw. katastrofę postępującą.

Konstrukcja dachu – najczęściej element prętowy typu: belka, dźwigar, rygiel, płatew, krokiew lub przestrzenna konstrukcja, np. kratownica dachowa, na której bezpośrednio spoczywa dach (przekrycie dachu). Niekiedy konstrukcja dachu jest również elementem głównej konstrukcji nośnej, np. w przypadku gdy istnieje sztywne połączenie między słupami a elementem dachowym. W takim przypadku konstrukcja dachu powinna spełniać wymagania określone w głównej konstrukcji nośnej.

Gdy rozpatrujemy dach przeszklony, w myśl wymagań § 216 ust. 1 rozporządzenia [1], definicja konstrukcji dachu nie jest już taka prosta. Elementy bezpośrednio podpierające element przeszklenia mogą być traktowane jako konstrukcja dachu lub elementy składowe przekrycia dachu. Wszystko zależy od tego, czy element prętowy jest integralną częścią systemu przeszklenia czy też nie.

Fot. 3 Dach z przeszkleniem podczas badania odporności ogniowej – początek badania (archiwum ITB)

Elementy konstrukcji dachu nie są przedmiotem ocenianym w klasyfikacjach w zakresie odporności ogniowej dachów (przekryć dachowych), a co najwyżej określa się im wymagania, jakie powinny spełniać.

Przekrycie dachu (dach) – nośny, poziomy lub nachylony, oddzielający element budynku. Przekrycie dachu jest kombinacją różnych warstw, takich jak: elementy konstrukcyjne, np. blacha trapezowa, deskowanie, belki nośne, paroizolacja, izolacja cieplna (termoizolacja), izolacja przeciwwodna (hydroizolacja/pokrycie dachu), inne elementy, np. włóknina szklana. W przypadku dachów przeszklonych przez pojęcie to można rozumieć zarówno wypełnienia (panel szklany), jak i belki (krokwie, płatwie), które bezpośrednio współpracują z przeszkleniem i są zdefiniowane w klasyfikacji w zakresie odporności ogniowej dachu. Przykładem takiej interpretacji pojęcia są dachy przeszklone z krokwiami i płatwiami wykonanymi z aluminium, które pokazano na rysunku.

Pokrycie dachu – wierzchnia (zewnętrzna) warstwa dachu (ściślej przekrycia dachu). Termin trudny do interpretacji w przypadku dachów z przeszkleniami, w których przeszklenie jest zarówno elementem nośnym (przenosi obciążenie np. od śniegu), jak również izolacyjnym i hydroizolacyjnym.

Fot. 4 Dach z przeszkleniem podczas badania odporności ogniowej (archiwum ITB)

Badania odporności ogniowej

Badania odporności ogniowej dachów przeszklonych (podobnie jak innego typu dachów) wykonuje się według normy PN-EN 1365-2 [8], która ściśle związana jest z normą PN-EN 1363-1 [9]. Wymagania szczegółowe z zakresu badań odporności ogniowej dachów przeszklonych, kryteria skuteczności działania, a także zakres zastosowania wyników badań szczegółowo opisano w [11].

Warto jednak przypomnieć, że dachy z elementami przeszklonymi do badań odporności ogniowej to najczęściej konstrukcje krokwiowo-płatwiowe. Elementem nośnym są krokwie i/lub płatwie zazwyczaj aluminiowe lub stalowe. Wypełnienie między elementami nośnymi stanowią panele przeszklone wykonane ze szkła ogniochronnego. Przykładowe dachy do badań odporności ogniowej pokazano na fot. 1-4.

mgr inż. Paweł Roszkowski

dr inż. Paweł Sulik

Instytut Techniki Budowlanej

Zakład Badań Ogniowych

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie tz późn. zm.).

2. PN-EN 13501-2:2016 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnych.

3. PN-EN 1991-1-2:2006: Eurokod 1 Oddziaływanie na konstrukcje – Część 1-2: Oddziaływanie ogólne. Oddziaływanie na konstrukcje w warunkach pożaru.

4. PN-EN ISO 13943:2002 Bezpieczeństwo pożarowe. Terminologia.

5. Instrukcja ITB 401/2004 Przyporządkowanie określeniom występującym w przepisach techniczno-budowlanych klas reakcji na ogień według PN-EN.

6. PN-EN 13501-1:2008 A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków – Część 1: Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień.

7. PN-ENV 1187:2004 A1:2007 Metody badań oddziaływania ognia zewnętrznego na dachy.

8. PN-EN 1365-2:2014-12 Badania odporności ogniowej elementów nośnych – Część 2: Stropy i dachy.

9. PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej – Część 1: Wymagania ogólne.

10. P. Sulik, P. Roszkowski, Bezpieczeństwo pożarowe dachów. Reakcja na ogień i rozprzestrzenianie ognia przez dachy, cz. I, „IB” nr 4/2015.

11. P. Sulik, P. Roszkowski, Bezpieczeństwo pożarowe dachów. Odporność ogniowa dachów,cz. II, „IB” nr 5/2015.