Tomasz Wiśniewski

Transkrypt

1 Tomasz Wiśniewski

2 PRZECIWPOŻAROWE WYMAGANIA BUDOWLANE Bezpieczeństwo pożarowe stanowi jedną z kluczowych kwestii w projektowaniu współczesnych konstrukcji budowlanych. Dlatego zgodnie z PN-EN 1990 w ocenie stanu granicznego nośności, analizując kryteria związane z katastrofą lub zniszczeniem, należy zapewnić konstrukcji wytrzymałość nie tylko na oddziaływania od ciężaru własnego, obciążeń klimatycznych, technologicznych itp., ale także pożaru.

3 BEZPIECZEŃSTWO POŻAROWE KONSTRUKCJI STALOWYCH Stal jest materiałem konstrukcyjnym, którego właściwości ulegają bardzo dużym zmianom w warunkach oddziaływania pożaru. Niezabezpieczone ognioochronnie kształtowniki stalowe już po minutach nagrzewania w warunkach pożaru standardowego osiągają temperaturę około 700 o C. W tej temperaturze następuje spadek wytrzymałości stali do poziomu około 23%, co w konsekwencji prowadzi do wyczerpania nośności elementów konstrukcyjnych.

4

5 DREWNO JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY

6 DREWNO JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY Drewno, jeden z najstarszych i najczęściej używanych materiałów budowlanych, również obecnie jest wykorzystywane w budownictwie. Najczęściej stosowane jest przy wykonywaniu więźby dachowej, domów w systemie szkieletowym oraz stolarki okiennej i drzwiowej.

7 DREWNO JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY Od lat wiadomo iż odporność na działanie wysokich temperatur zarówno nie zabezpieczonej stali, betonu jak i kamieni jest znacznie mniejsza niż drewna. Utworzona podczas pożaru warstwa węgla chroni wnętrze elementów drewnianych takich jak belki w stopniu pozwalającym na zachowanie przez dłuższy czas ich nośności

8

9 DREWNO JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY Dzięki swej porowatej strukturze (w wyniku termicznego rozkładu drewna powstaje tylko 15% substancji stałych) warstwa ta ma niską przewodność cieplną, kilka razy mniejszą od przewodności drewna z drzew iglastych. Warstwa ogranicza dopływ tlenu do niezwęglonego wnętrza elementu, a więc i przyrost temperatury, co umożliwia przez pewien czas przenoszenie obciążeń eksploatacyjnych przez konstrukcję drewnianą podczas pożaru.

10

11 DREWNO JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY Należy jednak pamiętać, że pomimo zalet drewno posiada również pewne ujemne właściwości: Może ono ulegać biodegradacji wywołanej przez grzyby, owady szkodniki techniczne drewna oraz ulec zniszczeniu pod wpływem ognia. Podstawową cechą wyróżniającą drewno od materiałów takich jak beton i stal jest jego palność.

12 DREWNO JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY

13 WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE DREWNA Ciepło spalania w odniesieniu do różnych rodzajów drewna ciepło spalania wynosi od 18,9 do 22,1 MJ/kg. Drewno jest mieszaniną wysokocząsteczkowych naturalnych polimerów, z których najistotniejsze są: celuloza C 6 H 10 O 5 ok. 50% hemiceluloza ok. 25% lignina ok. 25% Pozostałe składniki to m.in. żywica, sól i woda, których zawartość procentowa jest zmienna, w zależności od gatunku i stopnia wysuszenia drewna oraz od postaci w jakiej występuje drewno.

14 ODPORNOŚĆ OGNIOWA KONSTRUKCJI DREWNIANYCH W wyniku działania ognia ulega zmniejszeniu przekrój poprzeczny elementu wskutek zwęglenia. Zwęglona warstwa drewna tworzy rodzaj otuliny izolacyjnej. Przyjmuje się prędkość zwęglania drewna litego wynosi 0,8 mm/min, a drewna klejonego warstwowo 0,6 mm/min. Nieco większa jest prędkość zwęglania w narożach.

15 ODPORNOŚĆ OGNIOWA KONSTRUKCJI DREWNIANYCH Zasady określania odporności ogniowej prętowych konstrukcji z drewna klejonego podawane są w aprobatach technicznych. W przypadku zbyt małych przekrojów stosuje się zabezpieczenia ogniochronne.

16 WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE DREWNA Rodzaj drewna Temperatura zapłonu [ O C] Temperatura samozapłonu [ O C] Balsa Lipa Świerk Sosna Brzoza Mahoń Dąb Akacja Długotrwałe ogrzewanie drewna osusza je, co powoduje obniżenie temperatury, w której drewno zapala się. Badania Schaffera wykazały, że ekspozycja drobnych włókien celulozowych na temperaturę 150 O C przez długi okres czasu, prowadzi do powstania węgla drzewnego, który może się zapalić.

17 PRZYKŁAD 1

18 PRZYKŁAD 2

19 PRZYKŁAD 3

20 WNIOSKI Podczas projektowania konstrukcji budowlanych często pomijane jest obciążenie konstrukcji ogniem podczas pożaru. Jest to ważny aspekt, gdyż konstrukcja zaprojektowana z uwzględnieniem możliwości wystąpienia pożaru może uchronić lub znacznie wydłużyć czas potrzebny na ewakuację przed poważną katastrofą budowlaną.

21 WNIOSKI Drewno klejone ze względu na sposób wykonania ma inną odporność ogniową niż drewno lite. Drewno klejone spala się w sposób bardziej równomierny oraz wolniej w porównaniu do drewna litego. Spowodowane jest to występowaniem pęknięć w drewnie litym, przez które ogień głęboko je penetruje. Grubość tarcicy w drewnie klejonym nie ma wpływu na szybkość zwęglania, lecz wpływ ma rodzaj zastosowanego kleju, kształt przekroju poprzecznego oraz kierunek spoin.

22 WNIOSKI Pomimo tego drewno klejone można zakwalifikować jako słabo rozprzestrzeniające ogień (przy wymiarach elementów do 12 cm) oraz nierozprzestrzeniające ognia (przy wymiarach elementów powyżej 12 cm lub zastosowaniu impregnacji). Cechą charakterystyczną elementów drewnianych jest to, że spadek wytrzymałości podczas pożaru spowodowany jest zarówno obniżeniem właściwości mechanicznych w niezwęglonym jądrze, jak i zmniejszeniem wymiarów przekroju poprzecznego.

23 DREWNO KLEJONE, TO NAJBARDZIEJ ODPOWIEDNI MATERIAŁ NA WYPADEK POŻARU

24 Tomasz Wiśniewski Komenda Wojewódzka Państwowej Straży Pożarnej w Poznaniu Biegły sądowy w zakresie pożarnictwa Rzeczoznawca SITP w zakresie ustalania przyczyn pożarów Członek Polskiego Towarzystwa Kryminalistycznego oraz Ekspert Polskiego Towarzystwa Ekspertów Dochodzeń Popożarowych