Szkło ognioochronne

Nowoczesna architektura charakteryzuje się coraz większymi powierzchniami przeszklonymi, ustawionymi zarówno pionowo – fasady zewnętrzne, ściany czy drzwi wewnątrz budynków, jak i ukośnie lub poziomo – świetliki, podłogi szklane. Uzyskujemy dzięki temu otwarte, jasne pomieszczenia oświetlone światłem naturalnym. Zlokalizowane tam miejsca pracy nie są izolowane od siebie i dzięki kontaktowi wzrokowemu pracownicy czują się częścią dużego zespołu – jednocześnie zapewniona jest odpowiednia izolacyjność akustyczna, co pozwala na pełną koncentrację w pracy.

Zastosowane technologie muszą zapewnić bezpieczeństwo ludziom, jak i ochronę wyposażenia biur łącznie z komputerowymi bazami danych, których utrata często prowadzi do likwidacji firmy. Priorytetem jest oczywiście bezpieczna ewakuacja ludzi w razie pożaru, ale zapobieganie rozprzestrzenianiu się ognia ułatwia jego ugaszenie i chroni majątek. Budynki muszą spełniać wiele rygorystycznych wymagań, które zwiększają bezpieczeństwo w razie pożaru. Waga problemu zadecydowała więc o prawnym usankcjonowaniu obowiązku ochrony przeciwpożarowej, za pomocą norm i przepisów nakazujących m.in. przeprowadzanie badań reakcji na ogień materiałów budowlanych i konstrukcji.

Rodzaje szkła ognioochronnego

Funkcje przeciwpożarowe są uzyskiwane przez samo szkło dzięki jednej lub kilku przekładkom ognioochronnym. Ze względu na budowę, szkło ognioochronne możemy podzielić na:

• Monolityczne, które ma postać pojedynczej tafli szkła. Przeważnie jest wykonywane ze szkła sodowo-wapniowego wzmacnianego termicznie, może też być zbrojone siatką stalową. Szkło zbrojone wytwarzane jest metodą walcowania i występuje w odmianie polerowanej całkowicie przejrzystej, lub odmianie ornamentowej, półprzejrzystej, dzięki naniesionej na powierzchnię szkła fakturze. Niektórzy producenci do produkcji szkła ognioochronnego wykorzystują szkło borokrzemowe (borosilikatowe), mające większą odporność na temperatury od sodowo-wapniowego. Do 40 minut znormalizowanego pożaru trwa ono „sztywno” w ramie, jest też odporne na działanie wody gaśniczej (np. automatyczne zraszacze). Charakteryzuje się niższą rozszerzalnością termiczną rzędu 3,25•10-6 1/K – w porównaniu do szkła sodowo-wapniowego (9,0•10-6 1/K). Szkło monolityczne odznacza się odpornością na promieniowanie UV i posiada cechy pojedynczego szkła bezpiecznego. Zachowuje przejrzystość także w pożarze, co ułatwia działanie straży pożarnej.

• Wielowarstwowe, które jest zbudowane z dwu lub więcej tafli szkła przedzielonych cienkimi (gr. ok. 1 mm) przekładkami ognioochronnymi, najczęściej z żelu zasadowo-krzemianowego. W przypadku pożaru, w temperaturze ok. +120oC, przekładka „pieni się” – pęcznieje (rozszerza prawie 20-krotnie) i matowieje pochłaniając energię cieplną wytwarzaną przez ogień. Podczas dalszego działania ognia następuje powolny rozkład przekładki i ciepło jest przekazywane do następnej warstwy, która zaczyna reagować. Proces powtarza się przy każdej warstwie, aż szkło i przekładki zostają całkowicie zużyte. Zwykle przekładki żelowe muszą być chronione przed promieniami UV oraz wilgocią, nie mogą być też narażone na działanie zarówno zbyt niskiej jak i zbyt wysokiej temperatury – (większość producentów podaje bardzo mały zakres stabilności od -20 do +40oC, chociaż stosowany jest już żel stabilny nawet w +80oC i w -50oC). Należy stosować podkładki mocujące z twardego drewna lub jego odpowiednika o twardości wg skali Shore’a A75, aby nie uszkodzić krawędzi szkła i taśmy aluminiowej zabezpieczającej żel przed działaniem wilgoci. Ze względu na użyty żel szyby należy chronić przed działaniem kwasów i silnych rozpuszczalników (np. do uszczelniania należy używać silikonu neutralnego). Szkło wielowarstwowe zapewnia przejrzystość zbliżoną do tej, jaką ma szkło float tej samej grubości. Przekładki zwiększają jego izolacyjność akustyczną, a także powodują, że staje się szkłem bezpiecznym. Przy jego pękaniu odłamki szyby trzymają się leżącej wewnątrz warstwy żelu – nie powstają więc luźne odpryski o ostrych krawędziach (np. 10-milimetrowe szkło warstwowe jednego z producentów przeszło już pomyślnie badania i zostało zaliczone do szkieł bezpiecznych).

Może też być poddawane dalszej obróbce:

• laminowaniu – występuje wtedy w zestawach o zwiększonej izolacyjności akustycznej albo wzmocnionych szkłem antywłamaniowym lub kuloodpornym (folia PVB ułożona od strony zewnętrznej zabezpiecza też żel przed promieniowaniem UV);

• zespalaniu z wieloma rodzajami szkła: ze szkłem niskoemisyjnym (w celu zwiększenia izolacyjności termicznej – można np. otrzymać U=1,1 W/m2K), refleksyjnym, strukturalnym, pokrytym sitodrukiem, barwionym w masie (należy jednak podkreślić, że szkła charakteryzujące się dużą absorpcyjnością, szczególnie na elewacjach południowych, mogą się nagrzewać do wysokich temperatur, co może zagrażać stabilności żelu). Obowiązujące obecnie w Polsce przepisy wymagają, aby szyby zespolone miały certyfikat na znak bezpieczeństwa B;

• piaskowaniu (brak przejrzystości można też otrzymać przez naklejenie mlecznej folii lub zespolenie z szybą ornamentową);

• cięciu – niektóre firmy oferują szkło w dowolnych kształtach: prostokątnych, ostrokątnych lub krzywoliniowych.

Z żelem w grubej warstwie, które składa się z szyb oddzielonych komorami szer. ok. 5 mm wypełnionymi przezroczystym wodnistym żelem, reagującym na temperaturę, co pozwala na absorpcję energii cieplnej emitowanej przez ogień. W czasie pożaru żel pęcznieje, wytwarzając ściankę izolacyjną – stanowiącą nieprzepuszczalny ekran cieplny. Żel ten nie jest wrażliwy na promieniowanie UV i działanie wilgoci, ale jest stabilny w określonym zakresie temperatur (od -15 do + 45oC). Uzyskiwane w ten sposób szkło ognioochronne może być łączone w zestawy przez laminowanie lub zespalanie z różnymi innymi gatunkami szkła (może być stosowane również ze szkłem giętym). Poza przeciwpożarowymi, spełnia ono również dodatkowe wymagania dotyczące: bezpieczeństwa, statyki, kontroli termicznej, odporności na atak, redukcji hałasu itp. Materiały konstrukcji przegród – przykłady systemów StalW najbardziej znanych systemach przegród przeciwpożarowych stosowane są profile stalowe o dużej sztywności, dającej możliwość wykonania lekkiej i smukłej konstrukcji o dużych rozpiętościach, bez dodatkowych konstrukcji wsporczych. Wychodzi to naprzeciw potrzebom współczesnej architektury, zmierzającej do zminimalizowania konstrukcji nośnej przy maksymalizacji naświetlenia. Niższa rozszerzalność termiczna stali w porównaniu z aluminium wpływa na ograniczenie odkształceń termicznych konstrukcji, natomiast wyższa temperatura topnienia i gorsze przewodzenie ciepła są dodatkową zaletą w stosowaniu stali w przegrodach przeciwpożarowych. JANSEN (przedstawiciel KÖNIG STAHL) – zasadnicze elementy wykonane ze stali zwykłej lub nierdzewnej mogą być skręcane (łatwość montażu) lub spawane (duża sztywność i trwałość połączenia, szczególnie ważna w drzwiach i konstrukcjach słupowo-ryglowych o dużych rozpiętościach). Wyróżniamy dwa systemy:JANSEN ECONOMY (aprobata AT-15--2777/2000), z profili stalowych bez izolacji termicznej, przeznaczony do wykonywania drzwi i ścianek przeciwpożarowych. Klasy odporności E30 i E60, dla przegród stałych również E120. Dostępne są też drzwi dymoszczelne, zachowujące szczelność przez 30 lub 60 minut; uszczelnienie ich progu uzyskuje się dzięki uszczelce gumowej lub automatycznej listwie opadającej JANISOL o konstrukcji z profili izolowanych termicznie. Współczynnik przenikania ciepła U=2,0-2,8 W/m2K. Wewnątrz profili umieszczone są wkładki izolacyjne z gipsu. Izolacyjność dodatkowo zwiększają ognioodporne uszczelki pęczniejące. Odmiana JANISOL 2 (aprobata AT-15--2072/98) oferowana jest w klasach EI 15, EI 30 lub E30 i E60. Dostępne są też drzwi dymoszczelne w klasie EI 30 S60. Odmiana JANISOL 3 (aprobata AT-15--3419/2001) ścianki i drzwi oferowana są w klasie EI 60, a przegrody stałe dodatkowo EI60/E120. Drzwi mogą być również dymoszczelne – klasa EI 60 S 60. Do zamocowania szkła ognioodpornego służą listwy przyszybowe – szkło nie może bezpośrednio dotykać elementów metalowych więc bezpośrednio przy szybie układana jest uszczelka z włókien ceramicznych.PROMAT – ścianka PROMAGLAS SYSTEMCONSTRUCTION (aprobaty AT-15-4106/ 2000, AT-15-4107/2000) – zasadnicze elementy wykonane ze profili stalowych ogólnie dostępnych w handlu. Łatwy montaż dzięki możliwości prefabrykacji i skręcania poszczególnych elementów. Dostępne w klasach EI 30 i EI 60. Jest również ścianka całoszklana, składająca się z tafli szkła ognioochronnego ujętych w profile zamontowane przy podłodze i suficie pomieszczenia. Ścianka może mieć maksymalną wysokość 2,70 m i nieograniczoną długość (składa się z tafli o szerokości 1,20 m przedzielonych fugami wypełnionymi silikonem – może mieć klasę EI30 lub EI60 wg badań austriackich). Odmianą tego systemu jest ścianka z taflami z fugami poziomymi (tafle szer. 3,63 m i wys. 1,20 m) również wypełnionymi silikonem. Ścianka może mieć maksymalną wysokość 3,63 m, tafle zamocowane są w ścianach i stalowych profilach pionowych za pomocą ciągłych listew (klasa EI 30 lub EI 60) lub mocowaniem punktowym (klasa EI 30).