Jak uprzemysłowione drewno używane w domach szkieletowych zachowuje się podczas pożaru

Za każdym razem, gdy pojawia się artykuł o drewnianych domach, przynajmniej jedna osoba apokaliptycznie komentuje ich ognisty koniec. A jednak domy z drewna budowane są na całym świecie, nie tylko tutaj. Co więcej, w innych częściach świata drewno zdaje się coraz częściej zastępować tradycyjne materiały budowlane. Nie mówimy już tylko o domach, ale o wielopiętrowych budynkach i imponujących konstrukcjach cywilnych i przemysłowych. Wyobrażam sobie, że ci, którzy budują lotniska, hotele lub sale teatralne na drewnianych konstrukcjach, mają solidne argumenty i nie podejmują ryzyka pojawienia się w programach informacyjnych tylko ze względu na budowanie z drewna.

Rozmawialiśmy ze specjalistami z Ściemniacz,budowniczy drewnianych domów w Comănești. Opowiedzieli nam o tym, jak uzyskać belki używane w konstrukcji, o zabiegach ognioodpornych i o przepisach, których należy przestrzegać, aby móc budować zarówno w kraju, jak i w Europie. Przekazali nam również informacje na temat zachowania drewna w ogniu na blogu.

Europejskie przepisy dotyczące budowy domów szkieletowych

Firmy, które od lat budują domy na konstrukcjach drewnianych, w kraju i w krajach europejskich, nie budują przypadkowo. Istnieją normy i przepisy, których należy przestrzegać, aby zapewnić bezpieczeństwo osobom mieszkającym lub użytkującym budynek. Warunkiem posiadania dobrze wykonanego i bezpiecznego domu jest współpraca z wyspecjalizowanymi firmami, które przestrzegają obowiązujących norm i udzielają gwarancji na wykonaną pracę.

Norma EN 1995 lub Eurokod 5: Projektowanie konstrukcji drewnianychE5 to europejski dokument regulujący konstrukcje drewniane. Decyzja 2000/367/WE to kolejny europejski dokument referencyjny, który określa klasy wydajności materiałów w zakresie ochrony przeciwpożarowej.

Dokumenty ważne na poziomie WE są wspierane przez przepisy krajowe, które mają pierwszeństwo, jeśli są bardziej restrykcyjne. Wszystko jest zaprojektowane z korzyścią dla beneficjenta, dlatego zawsze wybierane są surowsze, bardziej drastyczne przepisy. Również w Rumunii budownictwo na konstrukcjach drewnianych podlega przepisom, a ustawy 307/2006, 212/1997 i rozporządzenie rządu 114/2000 są tymi, których należy przestrzegać. Bardzo ważnym przepisem dotyczącym bezpieczeństwa pożarowego jest P188 z 1999 r. zaktualizowany.

Zachowanie drewna podczas pożaru w porównaniu ze stalą i betonem

Badając spalanie drewna, specjaliści wykazali, że w temperaturach 225-250°C wytworzonych przez płomień gazowy drewno zaczyna się palić, ale spalanie ustaje po usunięciu płomienia. Od 250ºC do 270ºC drewno pali się nawet po usunięciu płomienia, a w zakresie temperatur 330-520ºC pali się spontanicznie. Gęste, wilgotne drewno spala się wolniej niż lekkie, suche drewno.

Elementami konstrukcyjnymi domów drewnianych są belki lamelowe. Są one gęste, ciężkie i masywne, o wyższej temperaturze zapłonu i spalania. Belki są wykonane poprzez sklejenie kilku warstw drewna jedna na drugiej, co utrudnia ich spalanie. Warstwa węgla drzewnego powstająca na zewnątrz podczas spalania drewna działa jako bardzo skuteczny izolator termiczny. Samo drewno jest bardzo dobrym izolatorem termicznym, więc jeśli temperatura spalonego drewna na zewnątrz wynosi 1000°C, wewnątrz belki będzie to tylko 40°C. Jest to powód, dla którego budynki z bardzo grubymi drewnianymi elementami konstrukcyjnymi nie zawalają się łatwo podczas spalania. Zawalenie następuje tylko gdy niedokończona część drewniana jest bardzo mała i nie jest w stanie utrzymać ciężaru konstrukcji.

Rola w spowalnianiu, a nawet zatrzymywaniu rozprzestrzeniania się ognia w drewnie laminowanym (wiązki płytkowe, CLT) to środki ognioodporne i klej stosowany do klejenia. Impregnowanie drewna roztworami, które zatrzymują spalanie (krzemian soduna przykład), a użycie klejów z możliwością zatrzymania postępu pożaru wewnątrz belek może spowodować, że belka nie zapali się lub spali się bardzo nieznacznie i tylko na powierzchni.

W przeciwieństwie do drewna, stal stosowana w elementach konstrukcyjnych jest znacznie mniej odporna na ogień. Drewno spala się stopniowo, od zewnątrz do wewnątrz, a niespalona część nadal podtrzymuje obciążenie. Jednak stal zmienia swoje właściwości mechaniczne w temperaturach powyżej 200ºC, a powyżej 600ºC nie wytrzymuje już obciążeń, co grozi zawaleniem. W betonie zbrojonym wytrzymałość mechaniczna zależy od grubości warstwy betonu, która chroni metalowe pręty wewnątrz przed ogniem. Jednak w betonie transfer ciepła jest szybszy niż w drewnie, a ciepło szybko dociera do metalu. W wysokich temperaturach metal traci swoją wytrzymałość i nie jest już w stanie utrzymać dużej ilości betonu, przez co zawala się. W artykuł na stronie internetowej Dimmer to stare zdjęcie zrobione po pożarze. Obraz przedstawia stalowe belki "wygięte" przez wysoką temperaturę nad stojącą spaloną drewnianą belką.

Zachowanie prefabrykowanych ścian w warunkach pożaru

Prefabrykowane ściany wykonane są z kilku warstw materiałów które mogą opóźnić lub nawet zatrzymać spalanie. Włókno bazaltowe jest powszechnie stosowanym izolatorem w prefabrykowanych ścianach, ponieważ się nie pali. Oprócz bardzo dobrych właściwości termoizolacyjnych, włókno bazaltowe wytrzymuje 2 godziny w temperaturze 1000ºC, po czym zaczyna się topić. Choć może się to wydawać trudne do uwierzenia, panele izolacyjne z włókna drzewnego są również wysoce ognioodporne. Test ogniowy, który można zobaczyć tutajdemonstracje.

Według danych opublikowanych przez ISU, jedna czwarta pożarów ma miejsce w budynkach mieszkalnych, zarówno betonowych, ceglanych, jak i drewnianych. Główną przyczyną są usterki elektryczne, a następnie nieostrożność i nieczyste kominy. To nie ściany zapalają się jako pierwsze, ale meble, ponieważ lakier, jeśli nie jest ognioodporny, sprawia, że spalanie jest bardziej intensywne.

Impregnacja ogniochronna drewna

Drewno stosowane w konstrukcjach domów drewnianych jest poddawane obróbce w celu zwiększenia jego wytrzymałości. Specjalne substancje sprawiają, że jest ono odporne na owady, wilgoć, grzyby, pleśń i ogień. Po zastosowaniu środków zmniejszających palność drewno staje się bardziej odporne na ogień, rozprzestrzenianie się ognia spowalnia, a ogień jest łatwiejszy do ugaszenia. Obróbkę elementów przeprowadza się po zakończeniu obróbki mechanicznej, aby drewno nie uległo dalszym przemianom, które mogłyby zmniejszyć skuteczność środka zmniejszającego palność. Obróbka może polegać na zanurzaniu, szczotkowaniu lub natryskiwaniu. Czasami elementy drewniane są poddawane obróbce ciśnieniowej w autoklawach, dzięki czemu drewno staje się gęstsze i twardsze, a tym samym bardziej odporne na ogień.

Producenci domów drewnianych stosują również techniki obróbki mechanicznej, które, jak udowodniono, spowalniają rozprzestrzenianie się ognia. Na przykład słupki i wsporniki ścienne nie mają prostych krawędzi. Profil jest okrągły, ponieważ rozprzestrzenianie się ognia na takim profilu jest znacznie wolniejsze niż na prostej krawędzi.

Coraz więcej budynków na całym świecie budowanych jest na drewnianych konstrukcjach, a mentalność ludzi się zmienia. Jednym z przykładów jest Wielka Brytania. Do 1996 r. przepisy były bardzo surowe, a wysokie drewniane budynki nie były dozwolone, ponieważ przez lata Anglia miała pożary, które zniszczyły całe miasta. Teraz, w Londynie, istnieje funkcjonalny 8-piętrowy budynek wykonany w całości z drewna. Wytrzymałość drewna przemysłowego i zabiegi ognioodporne, którym jest poddawane, doprowadziły do zmiany przepisów i odnowienia zaufania do drewna.