Współcześnie, szkło i elementy przeszklone znajdują bardzo szerokie zastosowanie – również, a może przede wszystkim, w budownictwie. Przeszklone elementy budowlane przeżywają chyba najbardziej dynamiczny rozwój, zarówno pod względem konstrukcyjnym jak i technologicznym.
Szkło charakteryzuje się szeregiem cech, które powodują, że jest obecnie bardzo często wybierane przy projektowaniu różnych obiektów. Przede wszystkim decydującą charakterystyką jest przepuszczalność światła, co zapewnia możliwość odpowiedniego doświetlenia przestrzeni zarówno światłem naturalnym, jak i sztucznym. Równocześnie, obecnie stosowane elementy przeszklone są w stanie zapewnić bardzo dobre parametry w zakresie akustyki czy izolacyjności cieplnej, ale także mają bardzo dobre właściwości mechaniczne – mogą być również kuloodporne. Dodatkowo, bardzo dobre walory użytkowe, jak łatwość utrzymania w czystości czy możliwość kształtowania podziału przestrzeni dużymi taflami w połączeniu z przezroczystością elementów, wpływają na to, że są bardzo często wybierane przez architektów i projektantów do zastosowania zarówno w nowych obiektach, jak i przy modernizacji lub przebudowie obiektów istniejących. Postęp w technologii wytwarzania profili konstrukcyjnych oraz rozwój bezprofilowych metod mocowania i łączenia tafli szklanych miał (i ma) ogromne znaczenie dla powstawania nowych, innowacyjnych rozwiązań. Stosowane obecnie rozwiązania elementów przeszklonych są w stanie zapewnić spełnienie jednocześnie wielu wymagań funkcjonalnych i użytkowych, a także wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego.
Dzięki nowoczesnym technologiom wykorzystujacym powszechne już hartowanie czy np. wplatanie włókien propylenowych i stalowych, laminowanie, powlekanie różnorodnymi powłokami, zespalanie i tworzenie komór termicznych wypełnionych kryptonem lub argonem szkło nabiera niebywałych nowych właściwości np. chroniąc coraz efektywniej nie tylko przed zimnem, ale i przed przegrzaniem. Przełom dokonał się także w systemach połączeń tafli ze sobą oraz innymi elementami obiektu. Coraz częściej stosowane są np. systemy bezramowe, w których tafle szklane łączone są za pomocą cięgien stalowych i uchwytów lub tylko silikonu.
W związku z postępami w zastosowaniu całkowicie przezroczystych folii fotowoltaicznych (naklejanych na szyby stare i nowe) zewnętrzna, przeszklona powłoka obiektu może stać się w przyszłości bardziej aktywna i pełnić np. funkcje oddychającą, ogrzewającą, chłodzącą, zmieniającą barwę i stopień przejrzystości, wyświetlającą informacje czy też podgrzewającą wodę i produkującą prąd.
Niezmienne jednak elementy przeszklone muszą spełniać wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego obiektów budowlanych. Wymagania te formułowane są w odniesieniu do poszczególnych rodzajów elementów budynku i funkcji jaki dany element pełni. Inaczej formułowane są wymagania w przypadku elementów, które mogą być narażone na oddziaływanie od wewnątrz obiektu, inaczej w przypadku elementów, które mogą być narażone na oddziaływanie od zewnątrz.
Zakres pracy ograniczono do przedstawienia sposobów realizacji postulatów „biernego” bezpieczeństwa pożarowego w budynkach przy zastosowaniu elementów przeszklonych w ramach biernej ochrony przeciwpożarowej. Zasadniczo, wymagania stawiane elementom budynku (w tym przeszklonym) w polskich przepisach techniczno-budowlanych dotyczą:
i. reakcji na ogień,
ii. rozprzestrzeniania ognia,
iii. odporności dachów na oddziaływanie ognia zewnętrznego,
iv. odporności ogniowej.
Na ogół można uznać, że elementy przeszklone speniają wymagania w zakresie reakcji na ogień. Szkło jako takie uznawane jest za wyrób niepalny. Powłoki nakładane na tafle szklane nie muszą być jednak wyrobami niepalnymi. Po takiej modyfikacji klasyfikacja w zakresie reakcji na ogień wynikająca z właściwości samego szkła nie musi już być prawdziwa. Odrębnym problemem w ocenie reakcji na ogień są profile obramowania oraz systemy uszczelnienia oszklenia.
Podobnie jest z wymaganiami w zakresie rozprzestrzeniania ognia. Zarówno zastosowanie dodatkowych powłok na powierzchni szkła, jak i zachowanie w warunkach badania ogniowego profili obramowania i systemu uszczelnienia oszklenia może prowadzić do niespełnienia wymagań w zakresie rozprzestrzeniania ognia.
W przypadku wymagań dotyczących odporności dachów na oddziaływanie ognia zewnętrznego sytuacja jest analogiczna do spełnienia wymagań w zakresie rozprzestrzeniania ognia z tą różnicą, że do samego oddziaływania ogniowego należy dodać oddziaływanie mechaniczne grawitacyjne (elementy przeszklone w dachach usytuowane są poziomo lub są nachylone do poziomu). Kryteria sprawdzane w badaniu ogniowym odnoszą się także do możliwej penetracji ognia od zewnętrznej strony dachu do wewnątrz budynku.
W przypadku wszystkich trzech rodzajów wymagań wykorzystywane są różne metody badań. W każdej z tych metod stosowane są różne poziomy oddziaływań, różne elementy próbne do badań oraz różne ich konfiguracje. Jest to konsekwencja odwoływania się do różnych scenariuszy pożarowych.
Sposób badania i oceny odporności ogniowej poszczególnych rodzajów elementów budynku jest bardziej jednorodny, ale szczegóły konfiguracji elementów badanych mają decydujący wpływ na ostateczną ocenę elementu w tym zakresie. Badania przeprowadzane są na elementach w pełnej skali (minimalne wymiary przekroju komory pieca badawczego to 3 m x 3 m). O wyniku badania decydują nie tylko właściwości ogniowe wyrobów składowych zastosowanych w elemencie, ale także wielkość i konstrukcja zastosowanych szyb wraz z ich sposobem osadzenia i uszczelnienia oraz interakcja w zachowaniu zastosowanych elementów składowych.
W opracowaniu przedstawiono zagadnienia związane z bezpieczeństwem pożarowym przeszklonych elementów budynku wynikających z obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych. Elementy przeszklone stanowią obecnie bardzo często znaczący udział w realizowanych budynkach, w szczególności w budynkach użyteczności publicznej. Poza tym potrafią wręcz decydować o ostatecznym efekcie funkcjonalnym i architektoniczno- -estetycznym obiektu. Z drugiej strony, w powszechnym odczuciu, szkło postrzegane jest jako wyrób kruchy, o niskich parametrach wytrzymałościowych, w przypadku stłuczenia niebezpieczny dla człowieka i nieodporny na oddziaływanie silnego źródła ciepła. Nowoczesne rozwiazania elementów przeszklonych zaprzeczają tym stereotypom. W opracowaniu autorzy skupili się tylko na właściwościach ogniowych szkła i elementów przeszklonych. Należy jednak pamiętać, że szyby o odpowiedniej konstrukcji są w stanie zapewnić bezpieczeństwo nawet w przypadku wybuchu.
Przedstawienie wymagań w zakresie bezpieczeństwa pożarowego wybranych rozwiązań konstrukcyjnych poprzedzono opisem systemu klasyfikacji ogniowych oraz rozdziałem poświęconym podstawowym właściwościom szkła i budowie szyb wykorzystywanych w elementach spełniających wymagania bezpieczeństwa pożarowego; scharakteryzowano także zachowanie takich szyb w warunkach badań ogniowych.
Opracowanie obejmuje różne aspekty związane z bezpieczeństwem pożarowym przeszklonych elementów budynku. Przedstawiono w nim:
l ogólne informacje dotyczące budowy szkła ognioodpornego;
l ustalenia Komisji Europejskiej dotyczące bezpieczeństwa pożarowego wyrobów budowlanych i elementów budynków, w tym postanowienia:
o dyrektywy 89/106/EC z dnia 21 grudnia 1988 r. „w sprawie zbliżenia przepisów ustawowych, wykonawczych i administracyjnych Państw Członkowskich odnoszących się do wyrobów budowlanych”,
o Dokumentu Interpretacyjnego nr 2 „Bezpieczeństwo pożarowe” (ID-2) wprowadzonego w 1994 r.,
i określony na ich podstawie europejski system klasyfikacji ogniowych;
l rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające Dyrektywę Rady nr 89/106/EWG, wraz z przyjetymi później zmianami;
l systemy klasyfikacji ogniowych, wraz z zakresami systemów klasyfikacji obejmujące scenariusze, charakterystyki skuteczności działania i wzorce deklaracji klas, oraz klasyfikacje ogniowe wyrobów i elementów budowlanych, dotyczące:
o reakcji na ogień wg normy EN 13501-1,
o klasyfikacji w zakresie rozprzestrzeniania ognia przez ściany zewnętrzne przy oddziaływaniu od strony zewnętrznej wg normy PN-B-02867,
o klasyfikacji dachów w zakresie oddziaływania ognia zewnętrznego wg normy EN 13501-5,
o odporności ogniowej wg normy EN 13501-2;
l wymagania polskich przepisów techniczno-budowlanych odnoszące się do bezpieczeństwa pożarowego przeszklonych wyrobów budowlanych i elementów budynku.
W opracowaniu zaprezentowano wymagania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego, wybrane rozwiązania konstrukcyjne oraz sposób klasyfikowania wraz z zasadami prowadzenia badań ogniowych w odniesieniu do następujących przeszklonych elementów budynku:
a) ścian zewnętrznych: słupowo-ryglowych, elementowych (segmentowych), wypełniających (międzystropowych), dwupowłokowych,
b) ścian wewnętrznych (działowych): profilowych, bezprofilowych, z pustaków szklanych, warstwowych tzw. „czystych” (nazywanych tak z uwagi na zastosowanie w pomieszczeniach o zwiększonych wymaganiach higienicznych),
c) drzwi z przeszkleniami: stalowych i drewnianych, drzwi przeszklonych profilowych – z profilami stalowymi, aluminiowymi i drewnianymi,
d) dachów przeszklonych (świetlików),
e) stropów przeszklonych, podłóg podniesionych, kładek, balkonów i schodów.
Na koniec omówiono zasady wprowadzania na rynki krajów Unii Europejskiej w systemie europejskim i w Polsce w systemie krajowym omawianych przeszklonych wyrobów budowlanych i elementów budynku.
W opracowaniu skoncentrowano się na przedstawieniu przeszklonych elementów budynku z uwagi na ich właściwości ogniowe. Aspekty dotyczące właściwości mechanicznych, funkcjonalnych, akustycznych, cieplnych i innych nie zostały tu ujęte.
Opracowanie może być interesujące dla architektów, projektantów, rzeczoznawców do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, inspektorów nadzoru budowlanego, producentów przeszklonych wyrobów budowlanych i elementów budynku, wykonawców, konsultantów, studentów wydziałów budownictwa oraz dla innych osób zainteresowanych ochroną przeciwpożarową obiektów budowlanych.
q