Izolacja w obiektach wielkopowierzchniowych. Jak zabezpieczyć konstrukcje stalowe przed ogniem?

Jeżeli chodzi o ten pierwszy aspekt, to konkretnych informacji dostarczają określone w Warunkach Technicznych przepisy budowlane, które określają parametry odporności ogniowej dla obiektów o zróżnicowanej wysokości i przeznaczeniu.

Wymagana odporność ogniowa konstrukcji zależy także bezpośrednio od zadania, jakie pełni dany element budynku. Prace rozpoczynamy od teoretycznego określenia temperatury, której dany element nie wytrzyma z punktu widzenia nośności (R), integralności (E) oraz izolacyjności ogniowej (I), wyjaśnia Adam Buszko, ekspert w firmie Paroc Polska. W praktyce ochrona konstrukcji stalowych ogranicza się do zdefiniowania wymaganej nośności ogniowej w czasie pożaru, dodaje.

Temperatura krytyczna i współczynnik masywności kształtu

Konstrukcje stalowe niestety nie należą do materiałów odpornych na działanie wysokich temperatur. Mianem temperatury krytycznej określamy temperaturę, w której dany wyrób traci połowę swoich właściwości wytrzymałościowych. W przypadku stali niskowęglowej i niskostopowej wartość tego parametru plasuje się mniej więcej na poziomie 450°C. Standardowe konstrukcje stalowe uzyskują tę temperaturę zaledwie po około 10 minutach; jeszcze szybciej w obecności gazów palnych i łatwo zapalnych płynów. Z tego względu ocena realnego zagrożenie w trakcie pożaru hal magazynowych, logistycznych czy produkcyjnych, jest zadaniem dość trudnym.

Doboru odpowiedniej izolacji przeciwpożarowej do wymaganej odporności ogniowej dokonujemy w zależności od wspomnianej temperatury krytycznej, a także od współczynnika masywności kształtownika stalowego. Wielkość ta wyraża stosunek rozgrzanej powierzchni do objętości elementu. Fizycznie przekrój stalowy o dużej powierzchni przyjmuje więcej energii, niż przekrój o mniejszej powierzchni. Jednocześnie im większa objętość przekroju, tym lepiej rozprasza on ciepło.

Innymi słowy, im wyższa wartość współczynnika masywności kształtu, tym grubszej izolacji będzie wymagać dany element, tłumaczy Adam Buszko.

Dobór odpowiedniej grubości izolacji

Dobierając konkretne rozwiązanie izolacji przeciwpożarowej dla elementów stalowych, w pierwszej kolejności warto zwrócić uwagę na jego klasę reakcji na ogień. Parametr ten nie tylko określa temperaturę, pod wpływem której wyrób ulega zniszczeniu, lecz także zdolność materiału do wytwarzania dymu oraz płonących kropel, a więc czynniki krytyczne z punktu widzenia przebiegu pożaru. Pod tym i wieloma innymi względami doskonale sprawdzają się niepalne, płytowe powłoki ogniochronne na bazie wełny kamiennej.

To jedna z najpopularniejszych metod izolacji przeciwpożarowej elementów stalowych w polskim budownictwie. Za jej pomocą z powodzeniem zabezpieczymy konstrukcje, kanały wentylacyjne czy strefy pożarowe, podkreśla Adam Buszko. Inżynierom hal magazynowych czy produkcyjnych szczególnie polecamy wykorzystanie płyt ognioochronnych o dużej gęstości. Im wyższa gęstość materiału, tym dłuższy czas ochrony przeciwpożarowej. W przypadku płyt PAROC FPS 17 udało się uzyskać gęstość na poziomie około 170kg/m3, co z jednej strony zapewnia optymalne parametry ogniochronne, a z drugiej - niesie stosunkowo nieduże obciążenie dla zabezpieczanych konstrukcji, dodaje ekspert firmy Paroc Polska.

Aby system działał prawidłowo, izolacja ochronna powinna jeszcze posiadać odpowiednią grubość. Dobierając grubość powłok izolacyjnych, współczynnik masywności należy przemnożyć przez wartość, jaką otrzymamy dzieląc współczynnik przewodzenia ciepła materiału przez jego grubość. Alternatywnie, możemy wykorzystać gotowe obliczenia producentów izolacji. Jeżeli znamy współczynnik masywności konstrukcji, wymaganą grubość płyt PAROC FPS 17 dla określonej nośności ogniowej odczytamy z poniższej tabeli, która prezentuje dane w odniesieniu do zdefiniowanej temperatury krytycznej stali na poziomie 450°C.

źródło i zdjęcie: Paroc