SULIK Paweł 1 SĘDŁAK Bartłomiej 1 IZYDORCZYK Daniel 1 Odporność ogniowa i dymoszczelność drzwi przeciwpożarowych na wyjściach awaryjnych z tuneli badania i klasyfikacja WSTĘP Zgodnie z wymaganiami przedstawionymi w Rozporządzeniu Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (wraz z późniejszymi zmianami) [7] tunele o długości większej niż 500 m powinny posiadać wyjścia awaryjne umożliwiające użytkownikom opuszczenie pojazdów i dotarcie w miejsce bezpieczne oraz zapewniające pieszy dostęp do tunelu służbom ratowniczym. Wyjścia te natomiast powinny być zamykane drzwiami przeciwpożarowymi o klasie odporności ogniowej EI 120 S 60 określonej zgodnie z Polską Normą dotyczącą klasyfikacji ogniowej wyrobów budowlanych na podstawie badań odporności ogniowej. Przedstawiona w Rozporządzeniu klasa odporności ogniowej EI 120 S 60, zapisana jest w błędny sposób, ponieważ zgodnie z normą PN-EN 13501-2+A1:2010 [1], klasyfikującą między innymi drzwi przeciwpożarowe i dymoszczelne nie jest możliwe nadanie tego typu klasy. W dalszych rozważaniach przyjęto, że człon EI 120 z przedstawionej w rozporządzeniu klasy dotyczy odporności ogniowej EI 1 120 lub EI 2 120, a człon S 60, oznacza że drzwi powinny być dymoszczelne, czyli posiadać klasę dymoszczelności S m. 1 KLASYFIKACJA W ZAKRESIE ODPORNOŚCI OGNIOWEJ ORAZ DYMOSZCZELNOŚCI Zgodnie z normą PN-EN 13501-2 [1] klasyfikacje w zakresie odporności ogniowej oraz dymoszczelności drzwi powinny być opracowane na podstawie wyników: badań przeprowadzonych zgodnie z normą PN-EN 1634-1 [5] (ocena szczelności ogniowej (E), izolacyjności ogniowej (I), i promieniowania (W)), badań przeprowadzonych zgodnie z normą PN-EN 1634-3 [6] (ocena dymoszczelności), badań przeprowadzonych zgodnie z normą PN-EN 14600 [4] (ocena samoczynnego zamykania (C)). Normy te określają dokładnie sposób, w jaki powinno być przeprowadzone odpowiednie badanie, jak również dają wskazówki Zleceniodawcy, dzięki którym może on osiągnąć najszerszy zakres zastosowania opisany później w klasyfikacji, a następnie w Aprobacie Technicznej. Istotne jest, że Zleceniodawca przed badaniem powinien ustalić z laboratorium zakres zastosowania elementu, który znajdzie się później w klasyfikacji. Od tego zależeć będzie konstrukcja elementów próbnych, rodzaj konstrukcji mocującej, w jakiej zostaną zamontowane drzwi, rodzaj dobranych okuć a także liczba niezbędnych badań, które należy przeprowadzić w celu uzyskania oczekiwanego zakresu. Norma klasyfikacyjna [1] w przypadku drzwi przeciwpożarowych definiuje klasy odporności ogniowej zestawione w tabeli 1 oraz klasy dymoszczelności S a i S m. Tab. 1. Klasy odporności ogniowej drzwi [1] Klasa Czas klasyfikacyjny E 15 20 30 45 60 90 120 180 240 EI 1 15 20 30 45 60 90 120 180 240 EI 2 15 20 30 45 60 90 120 180 240 EW 20 30 60 1 Instytut Techniki Budowlanej, Zakład Badań Ogniowych, 02-656 Warszawa, ul. Ksawerów 21, tel.+48 22 843 14 71, fax +48 22 843 29 31, e-mail: fire@itb.pl 10104
Poszczególne oznaczenia klas odporności ogniowej związane są z kryteriami skuteczności działania, takimi jak: szczelność ogniowa (E), izolacyjność ogniowa (I) oraz promieniowanie (W). Szczelność ogniowa to zdolność elementu konstrukcji, który pełni funkcję oddzielającą do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony bez przeniesienia ognia na stronę nienagrzewaną w wyniku przeniknięcia płomieni lub gorących gazów. Kryterium oceniane jest na podstawie trzech aspektów: zapalenia tamponu bawełnianego, utrzymywania się płomienia na powierzchni nienagrzewanej, pęknięć lub otworów przekraczających dopuszczalne wymiary. W przypadku, gdy element klasyfikowany jest tylko w zakresie szczelności ogniowej bez uwzględnienia klasyfikacji izolacyjności ogniowej, nie bierze się pod uwagę kryterium związanego z zapaleniem się tamponu bawełnianego. Izolacyjnością ogniową nazywamy zdolność danego elementu próbnego, będącego oddzielającym elementem konstrukcji budowlanej, poddanego działaniu ognia z jednej strony, do ograniczenia przyrostu temperatury na powierzchni nienagrzewanej powyżej danego poziomu. [11] Oceny izolacyjności ogniowej dokonuje się na podstawie: w przypadku izolacyjności ogniowej I 1 : pomiaru przyrostu średniej temperatury powierzchni nienagrzewanej skrzydła drzwi, który ograniczony jest do 140 C powyżej początkowej temperatury średniej, pomiaru przyrostu maksymalnej temperatury w dowolnym punkcie nienagrzewanej powierzchni skrzydła (nie biorąc pod uwagę pomiaru temperatury na skrzydle drzwiowym w obszarze odległym mniej niż 25 mm od linii granicznej widocznej krawędzi skrzydła drzwi), który ograniczony jest do 180 C powyżej początkowej temperatury średniej, pomiaru przyrostu maksymalnej temperatury w dowolnym punkcie na ościeżnicy (mierzonym w odległości 100 mm od widocznej krawędzi nienagrzewanej powierzchni skrzydła, o ile ościeżnica jest szersza niż 100 mm, a w przeciwnym przypadku na granicy ościeżnica - konstrukcja mocująca), który ograniczony jest do 180 C. w przypadku izolacyjności ogniowej I 2 : pomiaru przyrostu średniej temperatury powierzchni nienagrzewanej skrzydła drzwi, który ograniczony jest do 140 C powyżej początkowej temperatury średniej, pomiaru przyrostu maksymalnej temperatury w dowolnym punkcie nienagrzewanej powierzchni skrzydła (nie biorąc pod uwagę pomiaru temperatury na skrzydle drzwiowym w obszarze odległym mniej niż 100 mm od linii granicznej widocznej krawędzi skrzydła drzwi), który ograniczony jest do 180 C powyżej początkowej temperatury średniej, pomiaru przyrostu maksymalnej temperatury w dowolnym punkcie na ościeżnicy (mierzonym w odległości 100 mm od widocznej krawędzi nienagrzewanej powierzchni skrzydła, o ile ościeżnica jest szersza niż 100 mm, a w przeciwnym przypadku na granicy ościeżnica - konstrukcja mocująca), który ograniczony jest do 360 C. Zgodnie z tabelą 1 drzwi nie mogą być klasyfikowane tylko w zakresie izolacyjności ogniowej. Klasy oznaczone symbolem EI 1 i/lub EI 2 dotyczą oprócz izolacyjności ogniowej także szczelności. Oznacza to, że osiągnięcie, któregokolwiek kryterium szczelności ogniowej oznacza również utratę izolacyjności ogniowej, niezależnie od tego, czy poszczególne granice temperaturowe izolacyjności zostały przekroczone. Promieniowanie jest zdolnością elementu konstrukcji do wytrzymania oddziaływania ognia tylko z jednej strony tak, aby ograniczyć prawdopodobieństwo przeniesienia ognia w wyniku znaczącego wypromieniowania ciepła albo poprzez element albo z jego powierzchni nienagrzewanej do sąsiadujących materiałów. Oceniane jest na podstawie czasu, w którym maksymalna wartość promieniowania mierzonego zgodnie z normą PN-EN 1363-2 [3] nie przekracza 15 kw/m 2. Dymoszczelnością, ogólnie nazywana jest zdolność danego elementu do eliminacji lub ograniczenia przemieszczania się dymu lub spalin (gazów) z jednej strony elementu na drugą. [10] Klasa dymoszczelności S m nadawana jest, gdy maksymalna prędkość przepływu mierzona zarówno w temperaturze otoczenia, jak i temperaturze 200 C, przy ciśnieniu do 50 Pa nie przekracza 20 m 3 /h, w przypadku drzwi jednoskrzydłowych lub 30 m 3 /h, w przypadku drzwi dwuskrzydłowych. Klasa dymoszczelności S a nadawana jest, kiedy maksymalna prędkość przepływu mierzona w temperaturze 10105
otoczenia i przy ciśnieniu do 25 Pa nie przekracza 3 m 3 /h na metr długości szczeliny pomiędzy zamocowanymi a ruchomymi elementami składowymi drzwi. Do wyznaczenia długości szczeliny nie bierze się pod uwagę szczeliny progowej. Samoczynne zamykanie to zdolność otwartych drzwi do pełnego zamknięcia w swojej ościeżnicy oraz zatrzaśnięcia zapadki, w którą mogą być wyposażone, bez interwencji ludzkiej, dzięki zgromadzonej energii. W obowiązujących w Polsce przepisach budowlanych nie określa się wymagań w zakresie trwałości funkcji samoczynnego zamykania drzwi wewnętrznych o wymaganej klasie odporności ogniowej i dymoszczelności poprzez klasy C0 do C5, a jedynie poprzez wprowadzenie wymagania zaopatrzenia drzwi w urządzenia zapewniające samoczynne zamknięcie otworu w razie pożaru (np. samozamykacz lub zawias wyposażony w sprężynę). Klasy odporności ogniowej i lub dymoszczelności drzwi nie da się wyliczyć czy ocenić na podstawie projektu czy specyfikacji danego elementu. Jedynym sposobem na określenie klasy odporności i dymoszczelności danych drzwi jest przeprowadzenie odpowiedniego badania. 2 BADANIE ODPORNOŚCI OGNIOWEJ DRZWI [8], [9] Badanie odporności ogniowej przeprowadzane jest na wytypowanych wcześniej elementach próbnych. Próbka drzwi powinna być w pełni reprezentatywna dla zestawu drzwiowego, który zostanie zastosowany w warunkach rzeczywistych. Element próbny powinien posiadać rzeczywiste wymiary, jeśli oczywiście nie ograniczają tego wymiary przedniego otworu pieca, w przypadku gdy piec jest za mały należy przebadać element o największych możliwych wymiarach. Jeżeli w skład zestawu drzwiowego wchodzą również płyta górna, boczna lub płycina licująca, przeszklone lub nieprzeszklone powinny one być badane jako część zestawu. Element próbny powinien być wyposażony w reprezentatywne wykończenie powierzchni oraz okucia budowlane i wyposażenie, które są istotną częścią elementu próbnego i mogą wpływać na jego zachowanie podczas badania. Ponieważ drzwi stanowią element oddzielający, któremu stawiane są wymagania, aby był on sklasyfikowany w zakresie odporności ogniowej z obu stron (nie wiadomo po której stronie drzwi pojawi się pożar), zgodnie z postanowieniami normy PN-EN 1363-1 [2] należy badać dwa elementy próbne (po jednym z każdej strony). W pewnych przypadkach możliwe jest jednak opracowanie zasad, na podstawie których odporność ogniowa asymetrycznego zestawu drzwiowego, zbadanego przy nagrzewaniu w jednym kierunku, może mieć zastosowania przy oddziaływaniu ognia z drugiej strony. Istotnym elementem z uwagi na późniejszą klasyfikację drzwi jest zastosowanie w badaniu odpowiedniej konstrukcji mocującej. To w jakiej konstrukcji zamontowany jest element próbny wpływać będzie w sposób bezpośredni na jego późniejszą klasyfikację. Element próbny do badania odporności ogniowej należy zamontować w konstrukcji mocującej o odporności ogniowej przynajmniej współmiernej ze spodziewaną odpornością ogniową zestawu drzwiowego. Zamocowanie elementu próbnego musi być jak najbardziej reprezentatywne dla stosowanego w warunkach rzeczywistych. Połączenia między zestawem drzwiowym a konstrukcją mocującą wraz z łącznikami i materiałem stosowanym do wykonania połączenia traktowane są jako część elementu próbnego i powinny być takie same jak w warunkach rzeczywistych, ponieważ również podlegają ocenie. Ogólnie wyróżnia się dwa rodzaje konstrukcji mocujących konstrukcje standardowe oraz konstrukcje stowarzyszone. Standardowa konstrukcja mocująca to taka konstrukcja stosowana do zamknięcia pieca i do zamocowania zestawu drzwiowego, która ma możliwy, do ilościowego określenia, wpływ na przepływ ciepła między konstrukcją a elementem próbnym oraz znaną odporność na odkształcenie termiczne. Wyróżnia się dwa typy standardowych konstrukcji mocujących konstrukcja sztywna i podatna, przy czym ta pierwsza znajduje znacznie częstsze zastosowanie w tunelach. Standardowa konstrukcja mocująca sztywna nie powinna mieć swobody odkształcenia wzdłuż pionowych krawędzi w kierunku prostopadłym do płaszczyzny konstrukcji, oznacza to że powinna być zamocowana do wnętrza ramy badawczej tak jak w warunkach rzeczywistych. Jako standardowe konstrukcje sztywne najczęściej stosowane są konstrukcje wykonane z bloczków z betonu 10106
komórkowego o gęstości 550 700 kg/m 3. Zastosowanie takiej konstrukcji mocującej pozwala na rozszerzenie zakresu zastosowania o konstrukcje o większej grubości i gęstości (np. z cegły ceramicznej czy betonu). Element próbny zamocowany w standardowej sztywnej konstrukcji mocującej przedstawiony został na fotografii 1. Fot. 1. Widok nienagrzewanej powierzchni drzwi zamontowanych w standardowej sztywnej konstrukcji mocującej podczas badania w zakresie odporności ogniowej Standardowa konstrukcja mocująca podatna powinna być zamontowana w taki sposób, który zapewni jej swobodę odkształcenia wzdłuż pionowych krawędzi w kierunku prostopadłym do płaszczyzny konstrukcji, oznacza to że na każdym końcu konstrukcji powinna być krawędź swobodna. Standardowe konstrukcje podatne wykonywane są jako ściany z płyt gipsowokartonowych typu F lub DF na ruszcie z kształtowników stalowych. Wymiary kształtowników stalowych, oraz ilość i grubość zastosowanych płyt okładzinowych zależna jest od oczekiwanej klasy odporności ogniowej konstrukcji mocującej. Element próbny zamocowany w standardowej podatnej konstrukcji mocującej przedstawiony został na fotografii 2. Fot. 2. Widok nienagrzewanej powierzchni drzwi zamontowanych w standardowej podatnej konstrukcji mocującej podczas badania w zakresie odporności ogniowej Stowarzyszona konstrukcja mocująca jest specjalną konstrukcją mocującą, w której zestaw drzwiowy ma być montowany w warunkach rzeczywistych i która jest stosowana do zamknięcia pieca; zapewnia odpowiednie zamocowania i przepływ ciepła, przyjęte w rzeczywistym użytkowaniu. Konstrukcją taką może być np. ściana z płyt warstwowych lub przeszklona ściana profilowa. Konstrukcja mocująca stowarzyszona musi być zamocowana w sposób identyczny jak standardowa konstrukcja podatna dwie wolne krawędzie boczne, umożliwiające swobodę odkształcenia. Element próbny zamocowany w stowarzyszonej konstrukcji mocującej przedstawiony został na fotografii 3. 10107
Fot. 3. Widok nienagrzewanej powierzchni drzwi zamontowanych w stowarzyszonej konstrukcji mocującej podczas badania w zakresie odporności ogniowej Ogólnie konstrukcję mocującą należy przygotować przed zamocowaniem elementu próbnego, pozostawiając w niej odpowiedniej wielkości otwór umożliwiający montaż zestawu drzwiowego, z wyjątkiem przypadku, gdy jest ona wznoszona razem z zestawem drzwiowym z użyciem właściwych metod mocowania. W jednej konstrukcji mocującej zamontowanych być możne kilka elementów próbnych. Należy w takim przypadku pamiętać o zachowaniu odpowiednich odległości pomiędzy nimi (200 mm w przypadku konstrukcji sztywnej i 300 mm w konstrukcji podatnej). Należy również pamiętać o zachowaniu minimalnego obszaru konstrukcji mocującej szerokości 200 mm w otworze pieca, z każdej strony, oraz nad otworem, w którym ma być zamontowany element próbny. Poza obszarem o szerokości 200 mm grubość konstrukcji mocującej może być zwiększona. Ponieważ w większości przypadków spód zestawu drzwiowego w warunkach rzeczywistych znajduje się na poziomie podłogi powinno to zostać uwzględnione w warunkach badania. Na dole otworu pod zestaw drzwiowy powinna być symulowana ciągłość podłogi na szerokości 200 mm z każdej strony skrzydła lub skrzydeł elementu próbnego. Należy ją wykonać ze stałego niepalnego materiału o gęstości przynajmniej 450 kg/m 3. Symulacja podłogi wykonywana jest najczęściej przy użyciu bloczków z betonu komórkowego lub płyt gipsowo-kartonowych. Jeżeli podłoga pieca jest na poziomie elementu próbnego można ją traktować jako część symulacji ciągłej podłogi. Należy również pamiętać o odpowiednim czasie sezonowania konstrukcji mocującej, tak żeby odpowiadała ona konstrukcjom zastosowanym w praktyce. Przykładowo dla betonowych lub murowanych konstrukcji mocujących, do których używa się zaprawy na bazie wody okres sezonowania powinien wynosić 28 dni, a w przypadku ścian murowanych zbudowanych z bloczków do których używa się specjalnych spoiw twardniejących w krótkim czasie okres sezonowania powinien trwać do czasu stwardnienia spoiwa ale nie krócej niż 24 h. Dokładny opis konstrukcji mocujących oraz warunków dotyczących ich sezonowania znaleźć można w PN-EN 1363-1[2]. Przed badaniem dostarczony do laboratorium zestaw drzwiowy zostaje poddany weryfikacji. Dlatego też Zleceniodawca powinien dostarczyć do tego czasu dokładny opis elementu próbnego wystarczający do sprawdzenia i potwierdzenia dokładności dostarczonych informacji. W większości przypadków element próbny jest jednak skonstruowany w taki sposób, że nie da się go sprawdzić przed badaniem bez spowodowania trwałego uszkodzenia (nie da się np. określić wypełnienia stalowych drzwi płaszczowych bez uszkodzenia ich obudowy), wtedy możliwa jest weryfikacja elementu po badaniu. Jeśli natomiast nie da się sprawdzić elementu ani przed ani po badaniu laboratorium może zażądać nadzoru nad wykonaniem elementu próbnego lub dostarczenia przez Zleceniodawcę dodatkowego elementu próbnego lub jego części, która nie może być zweryfikowana (w takiej sytuacji laboratorium decyduje, który z dostarczonych elementów należy poddać badaniu). 10108
Weryfikacji podlegają także zadeklarowane wcześniej przez Zleceniodawcę szczeliny, czyli prześwity między dwoma nominalnie przylegającymi do siebie powierzchniami. Oczywiście szczeliny te powinny być reprezentatywne dla stosowanych w warunkach rzeczywistych, tak żeby zapewnić odpowiednie prześwity np. między elementami stałymi i ruchomymi. Jeżeli element próbny ma być poddany sprawdzeniu pod względem izolacyjności ogniowej, do jego nienagrzewanej powierzchni należy zamocować termoelementy powierzchniowe służące do pomiaru przyrostu temperatury średniej i maksymalnej. Termoelementy mocowane są w specjalnych miejscach określonych w normie badawczej [5]. Ponadto laboratorium badawcze powinno być wyposażone w termoelement ruchomy, który umożliwia pomiar temperatury w miejscach, w których z różnych przyczyn może nastąpić przekroczenie temperatury kryterialnej. W przypadku, gdy element oceniany jest również pod względem promieniowania, należy przed jego powierzchnią nienagrzewaną umieścić urządzenie umożliwiające pomiar radiacji. Pomiar ten powinien być prowadzony w odległości 1 m od geometrycznego środka nienagrzewanej powierzchni elementu próbnego. Kiedy element próbny jest już odpowiednio oprzyrządowany następuje sprawdzenie wskazań termoelementów piecowych i powierzchniowych oraz termoelementu mierzącego temperaturę otoczenia. Jeżeli wskazania mieszczą się w granicach określonych w normie [2] można rozpocząć badanie. Nagrzewanie elementu badanego prowadzone jest wg tzw. krzywej standardowej przyjmowanej jako właściwej dla odzwierciedlenia pożaru wewnątrz budynku i określonej w PN-EN 1363-1 [2] wzorem 2.1. Przykładowy wykres nagrzewania przedstawiono na rysunku 1. T = 345 log 10 (8t + 1) + 20 (2.1) Rys. 1. Przykładowy wykres temperatury nagrzewania elementu próbnego W ocenie autorów należałoby się zastanowić nad tym czy drzwi zamontowane w takim obiekcie jak tunel nie powinny być badane wg krzywej tunelowej. Takie badanie stanowi większe wyzwanie dla drzwi, ale jednocześnie odzwierciedla realne warunki panujące w tunelu podczas pożaru. W przypadku badania zestawu drzwiowego piec powinien być prowadzony w taki sposób, aby płaszczyzna neutralnego ciśnienia (ciśnienie równe zero) została ustalona 500 mm powyżej umownego poziomu podłogi. Niezależnie od tego ciśnienie u góry elementu próbnego nie może w żadnym momencie przekroczyć 20 Pa powyżej ciśnienia otoczenia i z tego wymagania może wynikać potrzeba dopasowania wysokości położenia płaszczyzny neutralnego ciśnienia. Powinno być one monitorowane przez całe badanie a dopuszczalne odchyłki to +(-) 5 Pa pomiędzy 5 i 10 minutą 10109
badania oraz +(-) 3 Pa w dalszej części badania. Brak jest wymagań co do dokładności w przeciągu pierwszych 5 minut badania. Podczas badania odporności ogniowej sprawdzane są kryteria opisane w punkcie 1 (tj. szczelność ogniowa, izolacyjność ogniowa oraz promieniowanie). Szczelność ogniowa zachowana jest, jeżeli: tampon bawełniany nie ulegnie zapaleniu lub żarzeniu przez okres 30 sekund od momentu przyłożenia go do elementu próbnego, penetracja szczelinomierzem o grubości 25 mm, lub 6 mm na długości 150 mm, przykładanym do (powstałej w wyniku działania ognia) szczeliny nie była możliwa, nie wystąpiło utrzymanie się płomienia po stronie nienagrzewanej (nie pojawił się tam ogień ciągły trwający dłużej niż 10 s). Na fotografiach 4 i 5 przedstawiono elementy próbne, które utraciły swoją szczelność ogniową. Fot. 4. Utrata szczelności ogniowej Fot. 5. Utrata szczelności ogniowej Weryfikacja izolacyjności ogniowej (przyrostu temperatury średniej i maksymalnej na nienagrzewanej powierzchni) przeprowadzana jest za pomocą termoelementów powierzchniowych, zamocowanych do badanego elementu za pomocą kleju odpornego na temperaturę. Promieniowanie sprawdzane jest za pomocą radiometru ustawionego przed nienagrzewaną powierzchnią elementu próbnego. Ponadto podczas badania odporności ogniowej prowadzony jest pomiar przemieszczeń w charakterystycznych punktach zestawu drzwiowego. Nie ma, co prawda żadnego kryterium związanego z przemieszczeniami, jednakże mogą mieć one wpływ na późniejszy zakres zastosowania. Badanie może być zakończone w przypadku, gdy życzy sobie tego Zleceniodawca badania lub gdy osiągnięte zostały wybrane kryteria odporności ogniowej. Zakończenie może nastąpić również wtedy, gdy dalsze prowadzenie badania stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa personelu lub może spowodować uszkodzenie wyposażenia badawczego. 3 BADANIE DYMOSZCZELNOŚCI DRZWI [10] Badanie dymoszczelności drzwi podobnie jak badanie odporności ogniowej prowadzone jest na elementach próbnych drzwi, które muszą być w pełni reprezentatywne dla tych zastosowanych w praktyce. Zestaw drzwiowy zamocowany być musi w konstrukcji mocującej standardowej lub uzupełniającej. Konstrukcje mocujące standardowe to te same konstrukcje, które opisane zostały w punkcie 2. W przypadku badania dymoszczelności bardziej racjonalnym rozwiązaniem z punktu widzenia późniejszej klasyfikacji jest zastosowanie w badaniu konstrukcji podatnej, ponieważ wyniki takiego badania można będzie przenieść na konstrukcje sztywne. Element próbny zamocowany w standardowej podatnej konstrukcji mocującej przedstawiono na fotografii 6. Konstrukcja uzupełniająca jest odpowiednikiem konstrukcji mocującej stowarzyszonej opisanej w punkcie 2, czyli specjalną konstrukcją w której drzwi zamocowane mają być w praktyce. Badanie ma na celu jak najlepsze odwzorowanie działania na drzwi efektów pożaru. Dlatego też norma [6] określa dwa przypadki związane albo z fazą rozwoju pożaru albo z odległością drzwi od 10110
pożaru kiedy nie występuje zauważalny wzrost temperatury (w przypadku gdy drzwi znajdują się w znacznej odległości od miejsca powstania pożaru dochodzący do nich dym traci dużo ciepła podczas przemieszczania się co w konsekwencji sprawia, że ma on niższą temperaturę i mniejszą zdolność unoszenia się, jednakże ciągle może on powodować w danej strefie ograniczenie widoczności) i kiedy temperatura wzrasta do poziomu, w którym co prawda nie zachodzi zapalenie materiałów palnych, jednakże w wyniku oddziaływania ciepła nastąpić mogą deformacje lub uszkodzenia uszczelnień. Warunki te określone są następująco: warunki oddziaływania temperatury otoczenia (około 20 0 C), warunki oddziaływania temperatury podwyższonej (około 200 0 C). Fot. 6. Widok nie poddanej działaniu ciśnienia powierzchni drzwi zamontowanych w standardowej podatnej konstrukcji mocującej, przed badaniem w zakresie dymoszczelności Badanie dymoszczelności rozpoczyna się od ustalenia strumienia przepływu przez urządzenie badawcze i konstrukcję mocującą lub uzupełniającą w temperaturze otoczenia. Następnie wyznaczany jest całkowity strumień przepływu w temperaturze otoczenia. Odejmując od całkowitego strumienia przepływu strumień przepływu przez urządzenie badawcze i konstrukcję mocującą otrzymamy strumień przepływu przez element próbny w temperaturze otoczenia. Należy wykonać pomiar przy różnicach ciśnienia 10 Pa i 25 Pa lub, w przypadku wymagań specjalnych możliwy jest również pomiar przy innych różnicach ciśnienia. Różnica ciśnienia powinna być utrzymywana przez 2 minuty, a wartość strumienia przepływu przez element próbny powinna być wyznaczana pod koniec tego okresu. W przypadku, gdy element sprawdzany jest również w temperaturze podwyższonej następnym krokiem badania jest podniesienie temperatury w komorze badawczej do wymaganej ustabilizowanej temperatury 200 ± 20 0 C w ciągu 30 ± 5 min. Po wykonaniu tej czynności sprawdzany jest całkowity strumień przepływu w temperaturze podwyższonej, a następnie strumień przepływu przez urządzenie badawcze i konstrukcję mocującą lub uzupełniającą. Podobnie jak dla temperatury otoczenia od pierwszej z wyżej wymienionych wartości odejmuje się tę drugą i otrzymuje strumień przepływu przez element próbny w temperaturze podwyższonej. Należy tutaj wykonać pomiar przy różnicach ciśnienia 10 Pa i 25 Pa i 50 Pa lub, w przypadku wymagań specjalnych możliwy jest również pomiar przy innych różnicach ciśnienia. Pomiary te powinny zostać wykonane w ciągu 10 minut od osiągnięcia temperatury badania, a różnica ciśnienia podobnie jak w badaniu w temperaturze otoczenia powinna być utrzymywana przez 2 minuty. WNIOSKI Klasa odporności ogniowej oraz dymoszczelności drzwi zależna jest od wielu czynników związanych zarówno z ich konstrukcją jak i ze sposobem zamocowania. Przedstawiona 10111
w rozporządzeniu [7] klasa odporności ogniowej EI 1 120 / EI 2 120, jest bardzo wysokim wymaganiem, dlatego też wykonanie drzwi o konstrukcji pozwalającej na spełnienie jej kryteriów jest trudne (na polskim rynku istnieje niewielu producentów posiadających w swoim asortymencie drzwi o tak wysokiej klasie odporności ogniowej). Najczęściej spotykaną konstrukcją w przypadku tego rodzaju drzwi są stalowe drzwi płaszczowe, wypełnione wełną mineralną o wysokiej gęstości i/lub specjalnymi płytami ogniochronnymi. Należy tutaj przywiązać szczególną uwagę do odpowiedniego połączenia warstw składowych - zastosowanie odpowiedniego kleju, w odpowiedniej ilości potrafi w znaczący sposób podnieść klasę odporności ogniowej danych drzwi. Istotnym elementem jest również odpowiednie usztywnienie konstrukcji drzwi, ponieważ uginanie się ich górnych krawędzi pod wpływem działania ognia może spowodować przejście płomienia na nienagrzewaną powierzchnię. Zapobiec temu może wprowadzenie odpowiednich profili wzmacniających konstrukcję skrzydła drzwiowego oraz zastosowanie przylg o odpowiednich wymiarach. W celu uniknięcia przejścia ognia przez połączenie skrzydła drzwiowego z ościeżnicą stosowane są specjalne uszczelki pęczniejące, które pod wpływem działania wysokiej temperatury zwiększają swoją objętość i zamykają szczeliny, przez które mógłby przedostać się ogień. Należy również pamiętać o zastosowaniu odpowiednich okuć w tego rodzaju drzwiach, muszą być one dobrane odpowiednio do dużego ciężaru, który zazwyczaj posiadają drzwi o tak wysokiej klasie odporności ogniowej, oraz nie osłabiać (pod względem właściwości ogniowych) konstrukcji drzwi. Często drzwi tego typu wyposażone są również w przeszklenia. Muszą być one wykonane ze specjalnych szyb ogniowych, najczęściej składających się z kilku warstw szyb hartowanych przedzielonych warstwami pęczniejącego pod wpływem temperatury żelu. Przy projektowaniu drzwi dymoszczelnych należy zwrócić uwagę na ich odpowiednie uszczelnienie, tak, aby w jak największym stopniu ograniczyć możliwość przedostania się przez nie dymu. Ciekawym rozwiązaniem, umożliwiającym dobre uszczelnienie szczeliny progowej są uszczelki opadające. Nie da się ocenić klasy odporności ogniowej czy też dymoszczelności drzwi na podstawie samego ich projektu. Nawet niewielka zmiana w konstrukcji czy też sposobie zamocowania może znacząco wpłynąć na ich właściwości związane z odpornością ogniową i dymoszczelnością, dlatego też jedynym sposobem na określenie rzeczywistej klasy odporności ogniowej lub dymoszczelności drzwi jest wykonanie odpowiedniego badania. Kiedy drzwi przeciwpożarowe będą już zamontowane na wyjściu awaryjnym z tunelu należy pamiętać o odpowiednim sposobie ich użytkowania, jeżeli mają one spełniać swoje zadanie w warunkach pożaru. Wszystkie elementy mechaniczne drzwi powinny być w odpowiedni sposób konserwowane. Drzwi tego typu powinny być zaopatrzone w urządzenia umożliwiające ich samoczynne zamknięcie w razie pożaru i ich skrzydła nie mogą być blokowane elementami, które to zamknięcie uniemożliwią. Nie dopuszcza się również, aby drzwi zamknięte były w sposób uniemożliwiający ich natychmiastowe użycie w przypadku pożaru (dlatego też podczas badania wymaga się aby drzwi nie były zamknięte na klucz). Istotne jest również, aby nie pomagać zamykaczom w zamykaniu skrzydeł drzwiowych gdyż w konsekwencji doprowadzić to może do tego że skrzydła te nie będą się domykać. Streszczenie Tunele o długości większej niż 500 m powinny posiadać wyjścia awaryjne umożliwiające użytkownikom opuszczenie bez pojazdów i dotarcie w miejsce bezpieczne oraz zapewniające pieszy dostęp do tunelu służbom ratowniczym. Wyjścia te natomiast powinny być zamykane drzwiami przeciwpożarowymi o określonej klasie odporności ogniowej i dymoszczelności. Klasy odporności ogniowej i lub dymoszczelności drzwi nie da się wyliczyć czy ocenić na podstawie projektu czy specyfikacji danego elementu. Jedynym sposobem na określenie klasy odporności i dymoszczelności danych drzwi jest przeprowadzenie odpowiedniego badania. W niniejszym artykule przedstawiony został sposób klasyfikacji w zakresie odporności ogniowej i dymoszczelności drzwi na podstawie odpowiednich badań. Opisana została metodyka badań odporności ogniowej i dymoszczelności tego typu elementów. Omówione zostały kryteria skuteczności działania sprawdzane podczas badania. Ponadto w artykule przedstawiono wnioski płynące z badań odporności ogniowej i dymoszczelności drzwi prowadzonych na przestrzeniu ostatnich lat przez Zakład Badań Ogniowych Instytutu Techniki Budowlanej. 10112
Fire resistance and smoke control of fire doorsets placed in tunnels emergency exits tests and classification Abstract The tunnels longer than 500 m shall have emergency exits to allow users to leave without vehicles and reach a place of safety and to ensure pedestrian access to the tunnel emergency services. These exits should be closed with the fire doorsets of a certain class of fire resistance and smoke control. Classes of fire resistance and smoke control of the doorsets, can t be calculated or assessed on the basis of the design or specifications of the item. The only way to determine the real fire resistance and smoke control of the doors is to perform an adequate test. This article presents a way of classification of fire resistance and smoke control doors on the basis of relevant tests. It describes the fire resistance and smoke control test methodology for this type of elements. Performance criteria verified during the test have been discussed. In addition, the article presents the conclusions from the tests of fire resistance and smoke control doors conducted in the last years by the Fire Research Department of Building Research Institute. BIBLIOGRAFIA 1. PN-EN 13501-2+A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków Część 2: Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnych. 2. PN-EN 1363-1:2012 Badania odporności ogniowej Część 1: Wymagania ogólne. 3. PN-EN 1363-2:2001 Badania odporności ogniowej Cześć 2: Procedury alternatywne i dodatkowe. 4. PN-EN 14600:2009 Drzwi, bramy i otwieralne okna o właściwościach odporności ogniowej i/lub dymoszczelności Wymagania i klasyfikacja. 5. PN-EN 1634-1:2014 Badanie odporności ogniowej i dymoszczelności zestawów drzwiowych i żaluzjowych, otwieralnych okien i elementów okuć budowlanych Część 1: Badanie odporności ogniowej drzwi, żaluzji i otwieralnych okien. 6. PN-EN 1634-3:2006+AC:2006 Badanie odporności ogniowej i dymoszczelności zestawów drzwiowych i żaluzjowych, otwieralnych okien i elementów okuć budowlanych Część 1: Badanie odporności ogniowej drzwi, żaluzji i otwieralnych okien. 7. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (wraz z późniejszymi zmianami). 8. Sędłak, B., Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych Część 1", Świat Szkła 2012, nr 3, s. 50-52,60. 9. Sędłak, B., Metodyka badań odporności ogniowej drzwi przeszklonych Część 1", Świat Szkła 2012, nr 4, s. 55-58,60. 10. Sędłak B. Przeszklone drzwi dymoszczelne badania oraz klasyfikacja w zakresie dymoszczelności, Świat Szkła, 2013, nr 4, s. 35-38. 11. Sędłak, B. Systemy przegród aluminiowo-szklanych o określonej klasie odporności ogniowej" Świat Szkła, 2013, nr 10, s. 30-33,41. 10113