Odporność ogniowa dachu. Od czego zależy?

Zagrożenie pożarowe to czynnik, który odgrywa ważną rolę przy projektowaniu i wznoszeniu obiektów budowlanych. Sposobem na znacznie ograniczenie ryzyka powstania szybko rozprzestrzeniającego się zarzewia ognia jest stosowanie odpowiednio dobranych materiałów konstrukcyjnych i pokryciowych. W zależności od rodzaju i przeznaczenia budynku muszą one spełniać wymogi określonych klas wytrzymałościowych.

Zagrożenia pożarowe i sposoby ich unikania w przypadku konstrukcji dachowych

Dach jest częścią budynku, która w głównej mierze odpowiada za ochronę przed czynnikami zewnętrznymi – opadami atmosferycznymi, wiatrem, chłodem oraz dobiegającym z zewnątrz hałasem. Powinien zapobiegać ucieczce ciepła z wnętrza budynku oraz zabezpieczać wnętrza przed zbytnim nagrzaniem wskutek nasłonecznienia. Równie ważne okazuje się ograniczenie niebezpieczeństwa pożaru. Jest ono tym większe, że przez dach są zwykle wyprowadzane przewody kominowe, które w obiektach ogrzewanych paliwami stałymi osiągają niejednokrotnie wysokie temperatury powierzchni. Nawet w przypadku nowoczesnych instalacji kominowych ryzyko zaprószenia ognia utrzymuje się na wysokim poziomie z uwagi na osadzające się na wewnętrznych ścianach komina zanieczyszczenia – sadze oraz substancje smoliste i żywiczne, które są wyjątkowo łatwopalne. Problemem mogą okazać się również unoszące się wraz z dymem żarzące się drobiny sadzy, które opadając na dach, mogą doprowadzić do zapłonu i pożaru, o ile pokrycie dachowe nie będzie odpowiednio wytrzymałe – wyjaśnia przedstawiciel firmy Dachlux, która dostarcza pokrycia dachowe.

Przyczyn pożaru dachu może być jednak więcej. Problemem może okazać się wysoka temperatura pojawiająca się w przypadku wyładowania atmosferycznego. Jeśli instalacja odgromowa nie będzie wykonana poprawnie lub ulegnie awarii, energia przepływająca przez elementy metalowe może doprowadzić do takiego ich rozgrzania, że staną się one zarzewiem ognia, zapalając sąsiadujące z nimi materiały łatwopalne. Dach może się też zająć od ognia, który pojawi się na zewnętrznych ścianach budynku, np. w wyniku pożaru elewacji – materiału dociepleniowego lub użytej okładziny. Jeszcze większe będzie ryzyko przeniesienia ognia z poddasza. Powodem zajęcia się pokrycia dachowego może być pożar sąsiednich budynków albo znajdujących się w pobliżu drzew. Spore zagrożenie wiąże się z używaniem na dachu otwartego ognia lub urządzeń powodujących podwyższoną temperaturę bądź powstawanie iskier, np. przy prowadzeniu prac remontowych z wykorzystaniem palników, spawarek czy urządzeń do cięcia metalu.

Warto pamiętać, że w przypadku pożaru najpoważniejszym zagrożeniem powodującym największą liczbę ofiar jest rozprzestrzeniający się dym. Groźna jest jednak również wysoka temperatura oraz pojawiające się płomienie, które nie tylko są przyczyną groźnych poparzeń, ale również w znacznym stopniu sprzyjają rozprzestrzenianiu się ognia. Podczas pożaru dachu istnieje poważne ryzyko zawalenia się konstrukcji, które może doprowadzić do zniszczenia budynku, a także skutecznie uniemożliwić prowadzenie akcji ratunkowej. Ze względu na zagrożenia pożarowe wszystkie elementy konstrukcyjne budynku, w tym jego dach muszą mieć odpowiednią odporność ogniową.

Struktura nośna dachu a bezpieczeństwo pożarowe

W przypadku dachu wytrzymałość na ogień jest kluczowa zarówno przypadku jego konstrukcji nośnej, jak i użytego pokrycia dachowego oraz materiałów termoizolacyjnych. Jeżeli chodzi o strukturę dachu, to w budynkach mieszkalnych najczęściej jest ona wykonana z drewna przy dachach spadzistych albo żelbetonu używanego zazwyczaj dla dachów płaskich. W obiektach użytkowych poza drewnianą więźbą dachową oraz żelbetem także konstrukcje stalowe.

Pod względem odporności na ogień największą wytrzymałość oferują elementy betonowe, które zachowują swoją nośność również w temperaturach przekraczających 500°C, i choć będzie ona obniżona, to nie spowoduje to szybkiego zawalenia się dachu, a co ważne nie będzie sprzyjało rozprzestrzenianiu się ognia. Więcej problemów może sprawiać stal, której podstawowy parametr związany z wytrzymałością, czyli granica plastyczności znacznie się obniża wskutek działania wysokiej temperatury. Oznacza to, że konstrukcja stalowa już przy 500°C może się odkształcać, plusem jest jednak fakt, że nie przyczynia się ona do rozprzestrzeniania ognia. Inaczej jest, gdy w grę wchodzi konstrukcja drewniana.

Drewno jako materiał palny w wyniku wysokich temperatur dość łatwo ulega zapłonowi. Ogólna wytrzymałość zależy od gatunku drewna oraz tego, w jaki sposób zostało ono dodatkowo zabezpieczone. Gatunki liściaste wyróżniają się mniejszą podatnością na ogień, przy budowie konstrukcji znacznie częściej korzysta się jednak z drewna iglastego, które powinno być zabezpieczone ciśnieniowo albo dokładnie pokryte impregnatem obniżającym palność. Zwęglenie zewnętrznej warstwy powoduje ograniczenie spalania, ponieważ odcina dostęp tlenu do części położonych bliżej rdzenia konkretnego elementu. O ile zwęglone części konstrukcji nie mają tendencji do osypywania się, to drewniana więźba i konstrukcja stropu jest w stanie nadal przenosić obciążenia, lecz jej wytrzymałość będzie się bardzo szybko zmniejszać.

Rodzaj pokrycia dachowego a ograniczenie ryzyka rozprzestrzeniania się ognia

Równie ważnym dla odporności ogniowej dachu elementem co konstrukcja nośna jest rodzaj ułożonego na nim pokrycia. Materiały pokryciowe różnią się od siebie swoimi parametrami – klasą palności, wytwarzaniem dymu oraz tendencją do powstawania płonących kropel i cząstek. Jeśli chodzi o palność, to pokrycie może być zaliczone do niepalnych, niezapalnych, trudnozapalnych lub łatwo zapalnych. Pokrycia niepalne (klasa A1 i A2) wyróżniają się brakiem reakcji na temperaturę, nie wydzielają ciepła ani nie dymią. Materiały niezapalne  (klasa B) nie powodują rozgorzenia ognia nawet w warunkach ekspozycji na znaczną energię cieplną. Substancje trudno zapalne (klasa C) nie będą się przyczyniały do rozgorzenia ognia przy niższych energiach cieplnych, mogą jednak się zapalić, jeśli przekroczy ona wartość 100 kW. Materiały łatwo zapalne staną w płomieniach w wyniku działania energii 100 kW w ciągu od 2 do 10 minut od momentu ekspozycji na jej działanie (klasa D) i w czasie do 2 minut (klasa E). Materiały, które zapalają się przy bardzo niskich energiach i szybko rozprzestrzeniają płomienie, są zaliczane do klasy F.

Ważnym kryterium oceny materiałów konstrukcyjnych i pokryć dachowych jest odporność ogniowa. Parametr ten pokazuje, jak długo materiał zachowuje swoje właściwości wytrzymałościowe w warunkach podwyższonej temperatury. Odporność ogniową opisują trzy parametry – nośność, szczelność oraz izolacyjność ogniowa, które są określane w minutach, co pokazuje czas, w jakim podstawowe cechy nie ulegną obniżeniu. W przypadku konstrukcji dachowej kluczowa jest nośność ogniowa, a jeśli chodzi o samo przekrycie dachu, najbardziej liczy się szczelność. Wartości te są uzależnione od klasy odporności pożarowej budynku. W obiektach, w których przebywa większa liczba osób, a ryzyko powstania pożaru jest wyższe, wymagania będą bardziej surowe.

Różne rodzaje pokryć dachowych mogą odznaczać się rozmaitą odpornością ogniową. Najniższą ochroną przed rozprzestrzenianiem się ognia zapewniają pokrycia tradycyjne, takie jak strzechy czy klasyczny gont drewniany, choć i one, po nasączeniu odpowiednimi środkami, mogą być dopuszczone do używania. Znacznie lepszymi parametrami odznaczają się natomiast wszystkie rodzaje pokryć bitumicznych – papy termozgrzewalne czy gonty bitumiczne. Pod względem odporności ogniowej dobrze też wypadają blachy dachowe – zarówno blachy płaskie, przeznaczone do łączenia metodą rąbka stojącego, jak i blacha trapezowa, zwykła blachodachówka, a także jej odmiany modułowe i hybrydowe. Bardzo dobrą odpornością ogniową mają dachówki ceramiczne oraz betonowe, które są w stanie znosić wysokie temperatury, a z uwagi na swoją niepalność eliminują niebezpieczeństwo przenoszenia się ognia. Na temperaturę i płomienie są niezwykle wytrzymałe także pokrycia z łupka skalnego.