Dachy - wymagania bezpieczeństwa pożarowego

Rys. 1. Przykład budowy oraz opis elementów składowych przekrycia dachu oraz konstrukcji dachu

Badania ogniowe pozwalają ocenić rozwiązania przekryć dachów, dzięki czemu możliwe jest zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa pożarowego budynków.

Odporność ogniowa warstwowych przekryć dachowych
Przekrycie dachu jest to element zabezpieczający budynek głównie przed wpływami atmosferycznymi. Warstwowe przekrycie dachu zazwyczaj składa się z części nośnej, izolacji cieplnej oraz pokrycia.

Część nośna dachów o dużej powierzchni najczęściej wykonywana jest z blachy trapezowej. Izolacja cieplna zazwyczaj wykonywana jest z płyt ze skalnej lub szklanej wełny mineralnej, albo z płyt ze styropianu. Stosuje się również układy połączone w postaci izolacji cieplnej z płyt z wełny oraz styropianu. Pokrycie wykonuje się najczęściej z papy lub membrany PCV. W skład przekrycia może wchodzić również paroizolacja układana pomiędzy blachą a izolacją cieplną oraz włóknina szklana układana pomiędzy izolacją cieplną z płyt ze styropianu a membraną PCV.

Obciążenia z przekrycia przekazywane są na konstrukcję dachu, która najczęściej składa się z płatwi oraz dźwigarów lub belek.

Przykład budowy oraz opis elementów składowych przekrycia dachu oraz konstrukcji dachu przedstawiono na rys. 1.

Wymagania dotyczące odporności ogniowej
Wymagania w zakresie odporności ogniowej przekryć dachów, wynikają z postanowień obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych, zawartych w rozporządzeniu ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie wymagań technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75 z 15.06.2002 r. poz. 690).

Wymagania wynikające z § 216 ust. 1 dotyczą przekryć dachów w odniesieniu do całego układy przekrycia warstwowego i zależą od klasy odporności pożarowej budynku. W przypadku budynku zakwalifikowanego do klasy odporności pożarowej „A” i „B”, przekrycie dachu powinno spełniać wymagania w klasie odporności ogniowej E 30. Przekrycie o odporności ogniowej E 15 wymagane jest w przypadku budynków o klasie odporności pożarowej „C”.

Wymagania wynikające z § 216 ust. 1 w zakresie odporności ogniowej przekrycia dachu oraz konstrukcji dachu przedstawiono w tablicy 1.


Tablica 1. Wymagania wynikające z § 216 ust. 1 w zakresie odporności ogniowej przekrycia dachu
oraz konstrukcji dachu

Wymagania podane w tablicy 1 sformułowano, aby ograniczyć wydobywanie się płomieni i płonących głowni z budynku objętego pożarem, a więc aby ograniczyć możliwość przerzutu ognia na budynki sąsiednie. Jeżeli do przekrycia przewidziane są elementy instalacji lub sufit podwieszany, powinno ono spełniać także kryterium nośności R.

W § 218 ust. 1 i ust. 2 określono wymagania w zakresie odporności ogniowej przekrycia dachu budynku niższego w zależności od usytuowania w stosunku do budynku wyższego.

Wymagania te dotyczą zapewnienia szczelności ogniowej E 30 pasa przekrycia dachu budynku niższego o szerokości 8 m, przyległego lub usytuowanego bliżej niż 8 m od ściany z otworami budynku wyższego, wówczas gdy najbliżej położonych otwór w ścianie budynku wyższego znajduje się w odległości mniejszej niż 10 m od dachu budynku niższego lub gdy gęstość obciążenia ogniowego w budynku niższym przekracza 2000 MJ/m², a otwór w ścianie budynku wyższego znajduje się w odległości większej niż 10 m.

Wymagania te dotyczą także części niższej tego samego budynku, jeżeli ta część stanowi odrębną strefę pożarową; zostały one sformułowane w celu ograniczenia możliwości przerzutu pożaru z budynku lub części niższej budynku na wyższy lub wyższą część tego samego budynku. Ogranicza to także możliwość spowodowania pożaru części niższej, np. na skutek wyrzucenia palących się przedmiotów z części wyższej.   

Część nośna przekrycia dachu, mającego powierzchnię większą niż 1000 m2, zgodnie z § 219 ust. 1, powinna być wykonana z materiałów niepalnych, a w przypadku, gdy wewnątrz lub na części nośnej przekrycia jest umieszczona palna izolacja cieplna, klasa odporności ogniowej tej części nośnej przekrycia powinna być nie niższa niż E 15. W warstwowych przekryciach dachu często część nośną stanowi blacha trapezowa.

Wymaganie to ma za zadanie ograniczenie możliwości przedostania się ognia z palącego się dachu do wnętrza budynku na skutek rozszczelnienia części nośnej (np. połączeń blach trapezowych lub styków płyt żelbetowych).

Wymagania dotyczące odporności ogniowej przekrycia dachu mogą również wynikać z wymagań stawianych przez inwestorów lub ubezpieczycieli, lecz nie mogą być one na niższym poziomie niż wymagania określone w obowiązujących przepisach techniczno-budowlanych.

Specyficzne wymagania w zakresie odporności ogniowej przekrycia dachu mogą powstać, jeżeli np. podwiesza się lub mocuje do przekrycia przewody lub kable stosowane w systemach zasilania i sterowania urządzeniami służącymi ochronie przeciwpożarowej lub też gdy do przekrycia mocuje się element o wymaganej odporności ogniowej wyższej niż odporność ogniowa przekrycia wynikająca z wymagań określonych w przepisach. W takich przypadkach przekrycie, które stanowi konstrukcję wsporczą innych elementów lub instalacji, co do których stawiane są wymagania w zakresie odporności ogniowej lub od których wymaga się zachowania ciągłości dostawy energii elektrycznej w warunkach pożaru, powinno mieć klasę odporności ogniowej nie niższą niż wymagana odporność ogniowa elementów lub instalacji podwieszonej lub bezpośrednio zamocowanej do części nośnej przekrycia dachu. Tego typu wymagania zilustrowano schematycznie na rys. 2.


Rys. 2. Wymagania w zakresie odporności ogniowej przekrycia, do którego mocowane są inne elementy budynku o wymaganej odporności ogniowej

Badania i ocena odporności ogniowej warstwowych przekryć dachów oraz części nośnych warstwowych przekryć dachów
Badania warstwowych przekryć dachów oraz części nośnych warstwowych przekryć dachów przeprowadza się zgodnie z normą PN-EN 1365-2:2002 „Badania odporności ogniowej elementów nośnych. Stropy i dachy” na stanowisku badawczym przeznaczonym do badań elementów poziomych pod obciążeniem. Minimalna wielkość elementu próbnego przekrycia dachu lub części nośnej przekrycia dachu wynosi 3 × 4 m. Badanie przeprowadza się przy oddziaływaniu pożaru od spodniej strony przekrycia wg standardowej krzywej nagrzewania temperatura-czas.

Możliwy zakres oceny warstwowych przekryć dachów zależy od badanej konfiguracji, tzn. np. od:

• nachylenia badanego przekrycia,
• poziomu wykorzystania dopuszczalnego obciążenia blachy z uwagi na nośność,
• grubości, gęstości, rodzaj oraz układu warstw izolacji cieplnej,
• wielkości dodatkowego obciążenia podwieszonego do części nośnej przekrycia,
• rozwiązania uszczelnienia przekrycia z attykami,
• rodzaju i parametrów łączników łączących np. blachę z płatwiami oraz blachy ze sobą na połączeniach podłużnych,
• rodzaju pokrycia, itd.

Parametry wymienione powyżej mają istotny wpływ na wyniki badań i każdorazowo są określane w dokumentacji technicznej przekrycia, które ma zostać ocenione w zakresie odporności ogniowej.

W tablicy 2 przedstawiono możliwy zakres oceny w zależności od badanego nachylenia przekrycia lub części nośnej przekrycia.


Tablica 2. Możliwy zakres oceny nachylenia przekrycia w zależności
od nachylenia, jakie zastosowano w badaniu

Warstwowe przekrycia dachów oraz części nośne warstwowych przekryć dachów ocenia się i klasyfikuje według kryteriów określonych w normie PN-EN 13501-2:2005 „Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej” na podstawie wyników badań odporności ogniowej.

Zgodnie z ta normą przekrycia dachów oraz części nośne warstwowych przekryć dachów klasyfikuje się w klasach odporności ogniowej RE xx lub REI xx, gdzie „xx” oznacza czas spełnienia kryteriów:

• R – nośności ogniowej,
• E – szczelności ogniowej,
• I – izolacyjności ogniowej.

Klasyfikacja REI xx lub RE xx zapewnia również spełnienie wymagań klasy E xx.
W tablicy 3 przedstawiono zakres klas odporności ogniowej określonych w normie PN-EN 13501-2:2005.


Tablica 3. Klasy odporności ogniowej przekryć dachów według PN-EN 13501-2:2005

Klasyfikacja przekryć dachowych z uwagi na rozprzestrzenianie ognia
Norma PN-ENV 1187 wprowadza cztery odrębne metody badań. Są to badania oparte na metodach, odpowiednio: niemieckiej, skandynawskiej,  francuskiej i brytyjskiej). Metody oznaczono symbolami: tl, t2, t3, t4. W metodach tych stosuje się następujące oddziaływania:
t1 – płonąca żagiew,
t2 – płonąca żagiew + wiatr,
t3 – płonąca żagiew + wiatr + promieniowanie cieplne,
t4 – metoda dwustopniowa, obejmująca zapalność oraz płonącą żagiew + wiatr + promieniowanie cieplne.

PN-EN 13501-5 wprowadza następujące klasy dachów:

• BROOF (t1), FROOF(t1),
• BROOF (t2), FROOF (t2),
• BROOF (t3), CROOF (t3), DROOF (t3), FROOF (t3),
• BROOF (t4), CROOF (t4), DROOF (t4), EROOF (t4), FROOF (t4),

W Polsce za podstawę klasyfikacji przekryć i pokryć dachowych przyjęto metodę oznaczoną symbolem t1, gdyż według niemal identycznej metody badano dachy dotychczas.

Kryteria klasyfikacyjne dachów wg EN 1301-5 podano w tablicy 4.


Tabela 4. Kryteria klasyfikacyjne wg PN-EN 13501-1

Na użytek krajowy kryteria oceny dachów wg PN-EN 13501-5 badanie tl dzieli się na dwie grupy:

a) powierzchniowe rozprzestrzenianie ognia:

• zasięg zniszczenia (na zewnątrz i wewnątrz dachu) w górę dachu < 0,700 m,
• zasięg zniszczenia (na zewnątrz i wewnątrz dachu) w dół dachu < 0,600 m,
• maksymalny zasięg zniszczenia na skutek spalania (na zewnątrz i wewnątrz dachu) <  0,800 m,
• brak palących się materiałów (kropli/odpadów stałych) spadających od strony eksponowanej,
• boczny zasięg ognia nie osiąga krawędzi mierzonej strefy (pasa),
• maksymalny zasięg – promień zniszczenia na dachach płaskich (na zewnątrz i wewnątrz dachu) < 0,200 m;

b) penetracja ognia do wewnątrz budynku:

• brak palących/żarzących się cząstek penetrujących konstrukcję dachu,
• brak pojedynczych dziur o powierzchni > 25 mm²,
• suma powierzchni wszystkich dziur < 4500 mm²,
• brak wewnętrznego spalania w postaci żarzenia.

Dachy klasy BROOF (t1) klasyfikuje się jako dachy nierozprzestrzeniające ognia. Zalicza się tu również dachy z pokryciami i przekryciami podanymi w tablicy 5.


Tablica 5. Pokrycia dachowe pozwalające na zakwalifikowanie dachu jako BROOF (t1, t2, t3)

Dachy klasy FROOF (t1) klasyfikuje się jako dachy silnie rozprzestrzeniające ogień.

Dachy spełniające kryteria b) i nie spełniające jednego lub więcej kryteriów a) klasyfikuje się jako słabo rozprzestrzeniające ogień.

W tablicy 5 podano pokrycia dachowe, których zastosowanie pozwala sklasyfikować przekrycia dachu jako BROOF (t1), czyli jako nierozprzestrzeniające ognia według polskich przepisów techniczno-budowlanych, zgodnie z Decyzją Komisji Europejskiej z 6 września 2000 r. nr 2000/553/EC.

Metodyka badań dachów wg PN-ENV 1187 badanie 1
W Polsce jako metodę badawczą służącą do określania klasyfikacji przekryć dachowych w zakresie rozprzestrzeniania ognia przyjmuje się test l wg normy PN-ENV 1187. Rys. 3 przedstawia próbkę dachu w trakcie badań. Źródłem ognia w badaniu jest wełna drzewna (wióry o wymiarach: szerokość 2 mm, grubość 0,2–0,3 mm z miękkiego drewna) o masie 600 g. Wełnę umieszcza się w drucianym koszyku bez dna, który kładzie się na badanej próbce.

W badaniach określa się zachowanie dachów w zależności:
a) nachylenia próbki:

• 15o dla dachów o możliwych nachyleniach do 20o,
• 45o dla dachów o możliwych nachyleniach powyżej 20o.

b) rodzaju podkładu (wybór w zależności od rodzaju podkładu występującego w rzeczywistości):

• ciągłego (deskowanie ciągłe, niepalny podkład o grubości powyżej 10 mm, blacha trapezowa),
• nieciągłego – o parametrach odzwierciedlających układ rzeczywisty,

c) rodzaju połączeń wierzchniego pokrycia dachowego i izolacji cieplnej.

W badaniach określa się:
a) rozprzestrzenianie ognia po powierzchni,
b) penetrację ognia i płonące krople i odpady stałe,
c) zasięg zniszczeń w poszczególnych warstwach.

dr inż. Andrzej Kolbrecki
mgr inż. Marek Łukomski
Instytut Techniki Budowlanej
Zakład Badań Ogniowych