Przeprowadzony w sierpniu 2020 roku przez Instytut Techniki Budowlanej eksperyment pożarowy w Pionkach potwierdził, że współczesne budynki o szkielecie drewnianym, mogą być bezpieczne pożarowo. Prefabrykacja i zastosowane technologie udowodniły swoją skuteczność, co otwiera nowe możliwości przed tą częścią rynku budowlanego.
Jak powstaje pożar
Przyczyn pożaru może być wiele, ale najczęściej powstają w wyniku przypadkowego zaprószenia lub zwarcia w instalacji elektrycznej. Słabe i powoli tlące się płomienie oraz nieszczelności w instalacjach wentylacyjnych narażają nas również na zatrucie dymem lub tlenkiem węgla, które jest szczególnie niebezpieczne – czad, jak popularnie zwany jest ten związek chemiczny, to bezbarwny i bezwonny gaz, który zabija w kilka minut.
Pożary są poważnym problemem w Polsce, a Państwowa Straż Pożarna ma ręce pełne pracy. Tylko w 2020 roku jednostki PSP wyjeżdżały do 128 738 pożarów, w których zginęło 428 osób, a 2836 odniosło obrażenia; statystyki zwracają uwagę na ważną rzecz – 7 na 10 śmiertelnych ofiar pożarów zginęło we własnym domu. Na tym przykładzie widać, jak istotna jest bierna ochrona przeciwpożarowa.
W myśl zasady, że lepiej zapobiegać niż leczyć, na etapie projektowania warto postawić na materiały i rozwiązania, które zabezpieczą konstrukcję budynku i uniemożliwią rozprzestrzenianie się ognia, a w razie jego powstania, pozwolą na przeprowadzenie bezpiecznej ewakuacji. Jest to jedno z najistotniejszych założeń biernej ochrony przeciwpożarowej – pożar powinien przebiegać na tyle długo i mało intensywnie, żeby udało się ewakuować z miejsca zdarzenia wszystkie narażone osoby.
Bezpieczeństwo poświadczone eksperymentalnie
Z każdym kolejnym rokiem rośnie zapotrzebowanie na rynku mieszkaniowym. buduje się coraz więcej osiedli mieszkalnych i domów prefabrykowanych, a budownictwo drewniane zyskuje jeszcze więcej zwolenników w Niemczech, krajach skandynawskich, a nawet w Polsce. Przykładem może być obecna działalność spółki Polskie Domy Drewniane, która promuje tego typu budownictwo oraz inwestuje w osiedla ekologicznych, przyjaznych mieszkańcom i środowisku mieszkań w Łodzi i Choroszczy. Ich niezaprzeczalnymi zaletami są przyjazne środowisku materiały, energooszczędność i szybki czas montażu, co udowodniła prowadzona przez Unihouse na zlecenie PDD inwestycja 21 domów w technologii drewnianej-panelowej w Choroszczy nieopodal Białegostoku – montaż jednego domu na placu budowy trwał tylko trzy dni, a przy zastosowaniu technologii modułowej, wystarczyłby tylko jeden dzień!
Wciąż jednak panuje przekonanie, że drewno jest materiałem łatwopalnym, a przez to jest gorszym surowcem do budowy domu niż cegła czy beton. Tymczasem współczesna technologia drewniana jest całkowicie bezpieczna pożarowo, czego dowiódł chociażby przeprowadzony w dniach 25-27 sierpnia 2020 roku przez Instytut Techniki Budowlanej eksperyment pożarowy w Pionkach. W jego ramach przeprowadzono serię kontrolowanych pożarów w budynku o konstrukcji szkieletowej-drewnianej. Przebieg eksperymentu udowodnił, że współczesna technologia drewniana gwarantuje bezpieczeństwo pożarowe i umożliwia szybką ewakuację osób z miejsca pożaru.
Drewno odporne na ogień
Nie byłoby to możliwe bez zastosowania szeregu materiałów i rozwiązań technologicznych. W wypadku pożaru najistotniejsze jest zachowanie konstrukcji nośnej budynku – jeżeli wytrzyma ona wystarczająco długo, straż pożarna zdąży ugasić pożar, co uniemożliwi zawalenie się budynku. Żeby było to możliwe, należy zastosować odpowiednią technologię obróbki drewna.
Drewno posiada wiele zalet, jest też materiałem odnawialnym. Obecnie istnieje bardzo wiele odmian drewna konstrukcyjnego, a każda z nich ma swoje przeznaczenie, np. zwiększa nośność stropów. Dzięki zastosowaniu odpowiedniej technologii obróbki, precyzyjnym procesie prefabrykacji i zabezpieczenia konstrukcji jeszcze w fabryce, drewno podczas ewentualnego pożaru zachowuje się przewidywalnie, Liczne zdjęcia po pożarach obrazują spalone domy z zachowaną drewnianą więźbą dachową – mówi Roman Jakubowski, Dyrektor Handlowy, Unihouse SA.
Zewnętrzne warstwy drewna podczas pożaru ulegają zwęgleniu, co przez pewien czas wydłuża ich odporność na działanie ognia – zwęglona część utrudnia wnikanie tlenu i temperatury do wnętrza, co zwiększa nośność całości. Jest to niezwykle istotne w kontekście bezpieczeństwa przeciwpożarowego, gdyż umożliwia bezpieczną ewakuację. Drewniane elementy konstrukcyjne, w przeciwieństwie do np. stalowych, nie ulegają odkształceniom w wyniku działania temperatury.
Dzisiejsza wiedza projektowa, umiejętność obliczania „zwęglania drewna”, łatwa dostępność drewna konstrukcyjnego, stosowanie okładzin zabezpieczających przegrodę, pozwalają na zapewnienie właściwej ochrony przeciw pożarowej – dodaje Roman Jakubowski.
Genialnym w swojej prostocie zabiegiem zwiększającym wytrzymałość ogniową drewna konstrukcyjnego jest czterostronne struganie, dzięki któremu drewniany szkielet jest gładki, co utrudnia rozprzestrzenianie się ognia. Płomienie potrzebują „zaczepienia”, więc gładka powierzchnia utrudnia rozwój pożaru, podobnie jak zaokrąglenie wszystkich krawędzi.
Materiały chroniące drewno
W kontekście biernej ochrony przeciwpożarowej niezwykle istotne są ściany i ich pokrycie np. ogniochronnymi płytami g-k oraz wypełnianie izolacji np. wełną mineralna, która jest niepalna. To wszystko ma niebagatelny wpływ na sposób rozprzestrzeniania się ognia, ale również na szczelność całego budynku. W szczelnym wnętrzu, w którym dojdzie do pożaru, ogień rozwija się wolniej, w sposób kontrolowany, powoduje mniejsze straty i daje więcej czasu na przybycie Straży Pożarnej. Dzięki przemyślanym rozwiązaniom inżynierów Unihouse, zastosowanym w budynku eksperymentalnym ITB NZP 124, podczas eksperymentu w Pionkach, w trakcie trwania jednego z pożarów, w wyniku spalenia całego tlenu w pomieszczeniu, pożar samoistnie się zatrzymywał. W celu podsycenia ognia i możliwości kontynuowania badań strażacy musieli rozbić szyby w oknie.
Przestrzenie wewnątrz szkieletu zostały wyłożone niepalną wełną mineralną, która wytrzymuje temperatury do 1000°C, zaś ściany zbudowano z ogniochronnych płyt gipsowo-kartonowych. Ich dobór nie był przypadkowy, gdyż gips stosowany do ich powstania jest niepalny. Dodatkowo, w każdej płycie g-k znajduje się woda w postaci krystalicznej, która podczas pożaru ulega powolnej dehydratacji, czyli odparowaniu. To wydłuża czas wytrzymałości płyty, a zatem również całej konstrukcji.
Użyte w budynku rozwiązania spełniły wymagania stawiane materiałom budowlanym o klasie REI 30 i REI 60. Mimo iż w pewnym momencie temperatura wewnątrz budynku przekraczała 1000°C, jego drewniana konstrukcja pozostała nienaruszona, a w pomieszczeniach obok pomiary wykazały zaledwie 23°C!
Zastosowanie w inwestycjach
Materiały i rozwiązania opracowane na potrzeby eksperymentu pożarowego w Pionkach już są używane w trwających inwestycjach. Przykładem może być realizowane przez Unihouse osiedle HeimdalsPorten w norweskim Trondheim. Na jego potrzeby powstały już trzy budynki siedmio i ośmiokondygnacyjne, a kolejny jest już w trakcie montażu – wszystkie oparte na modułach kubaturowych, co czyni je jednymi z najwyższych realizacji w tej technologii.
Wymagania postawione inwestycji były spore – budynki musiały nie tylko posiadać odporność ogniową na poziomie REI 90, ale również być odporne na oddziaływania sejsmiczne, znaczne obciążenie śniegiem czy silny wiatr. Unihouse, we współpracy z włoską firmą Ergodomus, zastosowały w budynku m. in. drewno LVL X, które umożliwia znaczącą redukcję odkształceń poziomych, zaś żeby zapewnić najwyższą ochronę przeciwpożarową, wszystkie pomieszczenia zostały wyposażone w instalacje tryskaczowe. Dwa ukończone już budynki zostały docenione przez norweskich referentów, bez problemu przechodząc wszystkie testy.
Szczegóły zastosowanych przez Unihouse i Saint Gobain technologii, zostaną omówione w powstającym właśnie drugim odcinku cyklu dokumentalnego „Dom Bezpieczny Pożarowo” (pierwszy odcinek można obejrzeć tutaj), który nawiązuje do wyników badań eksperymentu pożarowego w Pionkach oraz jego wpływie na polską legislację w zakresie ochrony przeciwpożarowej. Zarówno eksperyment, jak i inwestycja HeimdalsPorten pokazują jednoznacznie, że współczesne budynki w konstrukcji szkieletu drewnianego, dzięki precyzyjnej prefabrykacji i wysokiej kontroli jakości, są bezpieczne pożarowo i już teraz zaczynają wypierać tradycyjny sposób budowania.
