Materiał ognioodporny

Naturalne materiały izolacyjne a ochrona przeciwpożarowa.

Ognioodporność celulozy przekonuje inwestorów, władze i straż pożarną.

Przedruk z magazynu Isoliertechnik 3/98, przekazany przez

 

 

EDGAR HAUPT

Jakość i ekologiczność materiałów izolacyjnych wytwarzanych z celulozy znajduje coraz większe uznanie. Jednak w odniesieniu do ognioodporności szersze zastosowanie materiałów budowlanych pochodzenia naturalnego budzi wątpliwości natury prawnej, a także uprzedzenia i zastrzeżenia nacechowane emocjonalnie: skoro papier, z którego wytwarzane są produkty celulozowe, jest łatwo palny, to w przypadku pożaru istnieje podwyższone zagrożenie dla „życia i mienia”. Ten wniosek jest jednak niesłuszny! Nie ma wątpliwości – pożar stanowi zawsze poważne zagrożenie, dlatego stosowanie jak najlepszej ochrony jest sprawą oczywistą. Często jednak, starając się minimalizować ryzyko potencjalnego zagrożenia, kierujemy się emocjami i niedostateczną wiedzą, a nie faktami. Niezależne badania materiałowe oraz doświadczenie inwestorów i straży pożarnej dowodzą, że celulozowy materiał izolacyjny, sklasyfikowany jako palny, bynajmniej nie zwiększa zagrożenia w razie pożaru. Wprost przeciwnie: w porównaniu z niepalnymi, za to syntetycznymi materiałami izolacyjnymi, ten naturalny materiał wykazuje liczne zalety.  Uniknięcie chemicznych, często silnie trujących produktów spalania i ochrona przeciwpożarowa, jaką celuloza zapewnia konstrukcjom budowlanym, to doskonały argument za tym, aby zdecydować się na zastosowanie tego naturalnego materiału izolacyjnego  – „naturalnie” w zgodzie z obowiązującymi przepisami przeciwpożarowymi.

Sytuacja alarmowa:  pożar w sanatorium Bad Elster.


  • Pożar więźby dachowej w sanatorium Bad Elster, Saksonia, spowodowany przez prace restauratorskie.

Celem modernizacji sanatorium w Bad Elster, zabytkowej budowli neorenesansowej, była poprawa warunków termicznych, akustycznych i zabezpieczeń przeciwpożarowych – to idealny przypadek do zastosowania celulozowego materiału izolacyjnego. Z uwagi jednak na to, że w miejscach zgromadzeń, takich jak w sanatorium, dopuszczalne są z reguły wyłącznie niepalne materiały budowlane klasy A, przeprowadzona została próba pożarowa, która miała udowodnić przydatność celulozy. W próbie uczestniczyli przedstawiciele inwestora, Sächsische Staatsbäder GmbH, Krajowego  Urzędu ds. Budownictwa Lądowego w Zwickau (Staatshochbauamt Zwickau), władz wydających zezwolenia na budowę oraz przedstawiciele lokalnej straży pożarnej. Ze względu na przekonująco dobrą ognioodporność starostwo powiatowe Vogtlandkreis (Landsratamt Vogtlandkreis), urząd odpowiedzialny za wydanie zezwolenia na budowę, wyraziło zgodę na zastosowanie produktu isofloc s (B1). Cytat z decyzji zatwierdzającej z dn. 14.11.1996r.: „Porównawczy test pożarowy materiału celulozowego i materiału izolacyjnego z włókien mineralnych, sklasyfikowanego jako A2, przeprowadzony przez firmę isofloc na terenie sanatorium Bad Elster, a w którym uczestniczyli rzeczoznawcy ds. ochrony przeciwpożarowej, w aspekcie techniki ochrony przeciwpożarowej nie wykazał wyniku, który skłaniałby ku odrzuceniu tego pierwszego materiału.

W konsekwencji, na powierzchnię 530 m2 stropu dachowego skrzydła północnego i południowego budynku wdmuchano płatki celulozy. Podczas prac restauratorskich zdobnych okapów, w czerwcu 1997 r., na skutek przeciążenia termicznego wywołanego przez pistolet na gorące powietrze, doszło do pożaru w części więźby dachowej. Całkowicie spaliła się konstrukcja drewniana dachu i deski podłogowe na stropie. Jednak położone pod nimi legary drewniane, tworzące konstrukcję stropu, a nawet ochrona przeciwosypowa z papy, pozostały nieuszkodzone. Na górnej warstwie izolacji celulozowej utworzyła się jedynie kilku milimetrowa zwęglona skorupa, poza tym izolacja ta także zachowała się w pełni. W obszarach stropu zaizolowanych płatkami celulozowymi żaden z trapów do montażu legarów drewnianych nie uległ uszkodzeniu na skutek pożaru, podczas gdy niezaizol owanedrewno konstrukcyjne było silnie zwęglone lub spalone. Już następnego dnia po pożarze podjęto decyzję o rekonstrukcji, i to z wykorzystaniem pierwotnych legarów i ponownie stosując izolację z celulozy, która dowiodła swojej ognioodporności.


  • Poddasze po usunięciu spalonej więźby dachowej i pierwotnej izolacji; dzięki osłonie utworzonej przez płatki celulozowe belki nośne pozostały praktycznie w pełni zachowane.

Pożar w domu jednorodzinnym rodziny Flinkerbusch.

We wrześniu 1997 r. u rodziny Flinkerbusch w Meckenheim wybuchł pożar. Na pierwszym piętrze domu od gorącej lampy stojącej zapaliła się powiewająca zasłona okienna.

Płomienie z palącej się zasłony przeskoczyły przez otwarte okno na poddasze. Tutaj zapaliły się meble, a zaraz potem zapłonęła drewniana podłoga i schody. Płomienie szalały przez ponad godzinę, do czasu ugaszenia pożaru. Gdy przerażenie minęło, dokonano bilansu strat. Mimo długo trwającego pożaru i temperatur od 800 do 900 stopni Celsjusza, konstrukcja dachowa względnie dobrze przetrwała ogień. Widoczna drewniana konstrukcja nośna była wprawdzie zwęglona, lecz nadal stabilna. Krokwie wyremontowanego dachu i izolacja wykonana płatkami celulozowymi, znajdująca się za płytami gipsowo-kartonowymi, były praktycznie nietknięte przez ogień. W rzeczywistości największe szkody powstały na skutek otwarcia dachu przez straż i działanie wody gaśniczej. Cały dom trzeba było odremontować od podstaw, i to tuż po przeprowadzonym niedawno „ekologicznym remoncie” na lata (słowa inwestora). Mimo to, lub właśnie z tego powodu, rodzina Flinkerbusch jest dzisiaj przekonana, że praca ta nie poszła na marne. Dzięki temu, że wszystkie naturalne materiały budowlane i izolacyjne spaliły się nie wydzielając substancji toksycznych, podczas pożaru dom nie uległ skażeniu chemicznemu.


  • Poddasze po zagaszeniu pożaru; na pierwszym planie
    zwęglona, lecz nadal zachowana konstrukcja nośna,
    w tle (niebieska) folia ochronna.

  • Materiał isofloc wyjęty z ogniska pożaru w bezpośredniej styczności z otwartym płomieniem płatki celulozowe uległy zwęgleniu, poza tym jednak izolacja pozostała nieuszkodzona.

Pożar w domu państwa Melchior.

Ognioodporności płatków celulozowych dowiodło także doświadczenie państwa Melchior z Langenfeld, w których domu, w październiku 1996 r. wybuchł pożar. Tutaj nasyp z celulozy na strop nieużytkowego poddasza uchronił mieszkańców przed poważniejszą szkodą spowodowaną przez wodę gaśniczą, ponieważ celuloza wchłonęła jej znaczną część. Zalanie kolektora wody deszczowej papką składającą się z wody gaśniczej i płatków celulozy także nie spowodowało większych szkód. W ekologicznym domu chemika środowiskowego wykluczono także zanieczyszczenie instalacji szkodliwymi dla zdrowia produktami spalania i gaszenia, pochodzącymi np. z topiących się wiatroizolacji lub rur z tworzywa sztucznego. W tym przypadku utylizacja nie była szczególnie uciążliwa – wystarczyło wypompować wodę gaśniczą do kanalizacji. Późniejsze próby zapłonu wykonywane przez strażpożarną i badanie przeprowadzone przez przysięgłego rzeczoznawcę wykazały, że także w tym przypadku nie doszło do spalenia izolacji z celulozy, a zwęgleniu uległa jedynie jej wierzchnia warstwa. Przeprowadzenie takiej oceny było niezbędne, ponieważ, jak się okazało, ogień pojawił się na skutek błędu instalacyjnego w oświetleniu niskonapięciowym. Zabrakło odpowiedniej wentylacji lamp halogenowych zamontowanych w suficie, wobec czego zastój temperatury pod warstwą celulozy – w przypadku lamp halogenowych o mocy 25W powstaje ciepło odpadowe o temperaturze 220 °C – uruchamia proces piroforowy. Papa paroizolacyjna zaczęła się tlić; początkowo tlący się miejscowo ogień rozprzestrzeniał się w papie, do momentu, gdy dopływ tlenu spowodował powstanie otwartego płomienia. W konsekwencji krokwie zajęły się ogniem i spaliła się połowa więźby dachowej.

Procesy piroforowe, takie jak tlenie się, zapłon pod wpływem zastoju temperatury i związane z nim obniżenie temperatury zapłonu są – tak na marginesie – całkowicie niezależne od materiału użytego do izolacji.


  • Dom rodziny Flinkerbusch w Meckenheim: Płonie pierwsze piętro, poddasze i klatka schodowa.

Pożar i zagrożenia.

Celem ustawowych przepisów dotyczących ochrony przeciwpożarowej budynków w pierwszej kolejności jest ochrona ich mieszkańców i użytkowników. Generalne doświadczenie z pożarami wykazuje, że zagrożenie w sytuacji alarmowej jedynie częściowo wynika z konstrukcji budynku i zastosowanych materiałów budowlanych.Przyczyną pożaru najczęściej są urządzenia techniczne lub meble. Ogień rozprzestrzenia się również z reguły poprzez elementy wyposażenia, a także książki i odzież – przedmioty łatwo dostępne i łatwo palne.

Przyczyną urazów i uszkodzeń u ludzi podczas pożarów tylko rzadko jest otwarty ogień, zagrożenie dlazdrowia a nawet śmierć – powodują w większości przypadków znaczne ilości dymu i toksyczne produkty spalania syntetycznych komponentów wyposażenia i materiałów budowlanych. Godnym uwagi następstwem spalania tworzyw sztucznych jest skażenie budynku.

Ponadto, w większości przypadków pogorzelisko i woda gaśnicza wymaga oddzielnej utylizacji. Odpady z naturalnych materiałów można, zasadniczo, tak jak to opisano w powyższych przykładach, wyrzucić ze zwykłymi śmieciami domowymi, ponieważ ich produkty spalania nie stwarzają zagrożenia!

Celulozowe materiały izolacyjne a przeciwpożarowa ochrona budowli.

Podstawę oceny materiałów i elementów konstrukcji budowlanych pod kątem ochrony przeciwpożarowej stanowią procedury testowe wg DIN 4102. W normie klasyfikowane są materiały budowlane pod względem swojej palności – klasa A (A1/A2) niepalne, klasa B(B1/B2/B3) palne – oraz elementy konstrukcji budowlanych pod kątem ognioodporności.

 

Oznaczenia F30 do F180 określają przy tym czas w minutach, przez który konstrukcja musi oprzeć się normowanej ekspozycji na pożar. Kryteriami badania są stateczność, zachowanie szczelności ogniowej i ograniczenie wzrostu temperatury po stronie nie wystawionej na działanie płomieni. Klasyfikację określa jakość ochrony przeciwpożarowej, którą zależnie od sposobu wykorzystania i oszacowania ryzyka musi spełnić budynek poprzez elementy swojej konstrukcji. Im wyższa budowla, im więcej jednostek mieszkalnych i im więcej osób w niej przebywa, tym wyższe są wymagania dotyczące ochrony przeciwpożarowej. Ponieważ materiały budowlane i izolacyjne z włókien naturalnych, takie jak celuloza, sklasyfikowane są jako palne, ich dopuszczalność ze strony nadzoru budowlanego jest ograniczona. Z drugiej jednak strony konstrukcje budowlane, wykonane w całości z naturalnych materiałów budowlanych, osiągają klasę ognioodporności nawet do F 90 B lub AB.


  • Nieużytkowe poddasze nad sypialnią podczas oceny szkód:
    nasyp isofloc pomiędzy belkami stropu jest prawie w pełni zachowany (jasnoszary),
    ew. na powierzchni zwęglony (czarny).

Z punktu widzenia techniki przeciwpożarowej skuteczność ochrony w pierwszej kolejności podnosi wykończenie przy użyciu płyt gipsowo-kartonowych (materiał budowlany klasy A); montaż zagęszczonych płatków celulozowych hamuje w obrębie elementów konstrukcyjnych dopływ tlenu niezbędny dla rozwoju otwartego płomienia. Płatki celulozy chronią jednocześnie drewniane elementy konstrukcji nośnej przed szybkim spaleniem, co wykazały symulacje testowe i co dowiedzione zostało także w praktyce. W opisanych pożarach, nawet w temperaturze ponad 800° Celsjusza, krokwie i łaty dachowe pozostały nienaruszone; jedynie na powierzchni wystawionej na bezpośrednie działanie płomieni utworzyła się cienka warstwa sadzy i zwęglenia. Typowa dla drewna właściwość opóźniania rozwoju pożaru charakteryzuje również celulozowy materiał izolacyjny. Tli się on tylko na powierzchni, nie pozwala jednak na rozwój płomienia. Testy pożarowe wykazały ponadto, że nawet gdy zawiedzie okładzina, to ochronne działanie celulozowego materiału izolacyjnego utrzyma się jeszcze przez dłuższy okres czasu. Materiały izolacyjne klasy A, takie jak np. wełna szklana z punktem topnienia 600° Celsjusza, po uszkodzeniu okładziny, bynajmniej nie przyczyniają się do wydłużenia czasu ognioodporności.

Wniosek: Klasyfikacja A i B jest zbyt wąska; dopiero jakość elementów konstrukcji budowlanych pozwala na realistyczną ocenę palności materiałów i konstrukcji. Wiele przemawia za stosowaniem izolacji isofloc, także i właśnie z powodu braku problemów odnoszących się do palności. Testy pożarowe, oraz przykłady z „praktyki”, jednoznacznie dowodzą braku problemów związanych z palnością celulozy, co zgodnie potwierdziły władze wydające zezwolenia na budowę, rzeczoznawcy, mieszkańcy domów dotkniętych pożarem i straż pożarna.