G.nther Ruffert – Tłumaczył Wiesław Słowik

Zgodnie z przepisami obiekty budowlane powinny być wznoszone i utrzymywane w sposób zapewniający porządek publiczny i bezpieczeństwo, a w szczególności w sposób nie zagrażający życiu i zdrowiu ludzi. Wynika z tego konieczność stosowania zapobiegawczej ochrony przeciwpożarowej. Główny cel zapobiegawczej ochrony przeciwpożarowej jest określony w ogólnych warunkach ¤ 17 Prawa Budowlanego w sposób następujący:

  • obiekty budowlane powinny być wykonane w taki sposób, aby uniemożliwić powstanie w nich ognia i dymu, a w razie pożaru umożliwić skuteczne działania, mające na celu jego ugaszenie oraz ratowanie ludzi i zwierząt.

    Formalną podstawą ochrony przeciwpożarowej budynków są wymagania zawarte w Prawie Budowlanym. Stawiają one elementom nośnym budowli dwa wymagania:

  • zachowanie odpowiedniej – w zależności od stopnia zagrożenia w przypadku pożaru – klasy odporności ogniowej (dla obiektów wielokondygnacyjnych na ogół min. F90),
  • zastosowanie wyłącznie materiałów o odpowiedniej klasie odporności ogniowej(dla obiektów wielokondygnacyjnych na ogół materiały klasy A).

    W normach PN-90/B-02851, PN-91/B-02840, DIN 4102 dotyczących ochrony przeciwpożarowej i odporności ogniowej elementów i materiałów budowlanych – stanowiącej podstawę wymagań w zakresie ochrony przed pożarem, zostały określone szczegółowe wymagania, mające na celu, w przypadku pożaru, zapewnienie bezpieczeństwa ludzi, a także przeprowadzenie skutecznej akcji gaśniczej, zanim wskutek utraty nośności elementów budynku dojdzie do jego zawalenia. Zachowanie określonych w tych normach, w zależności od wymaganej klasy odporności ogniowej, minimalnych wymiarów elementów oraz właściwych cech użytych materiałów zapewni wymagane bezpieczeństwo konstrukcji i nie dopuści do jej zniszczenia wskutek utraty nośności.

    Wymiarowanie elementów nośnych z żelbetu z uwzględnieniem zagrożenia pożarem wykonuje zię z reguły w oparciu o stabelaryzowane w normach wartości, uwzględniające wpływ pożaru na materiały i elementy. Żelbet jest materiałem niepalnym i odpornym na działanie ognia. Pomimo to nawet w typowym dla zwykłych pożarów przedziale temperatur od 500 do 1000 !C mogą występować uszkodzenia, których skutki są zależne od czasu trwania pożaru oraz rodzaju konstrukcji.

    Beton
    Spadek wytrzymałości betonu w temperaturze ok. 200 !C jest niewielki; w przedziale między 200 a 500 !C spadek wytrzymałości jest znacznie szybszy i w temperaturze 500 !C podstawowa wytrzymałość na ściskanie i rozciąganie może zmniejszyć się o 50 %. Upraszczając, można przyjąć, że w przypadku pożaru , do temperatury 500 !C beton zachowuje swoją wytrzymałość, natomiast powyżej 500 !C jego wytrzymałość spada prawie do zera. Dzięki dobrej izolacyjności termicznej, w przypadku zwykłego pożaru wysoka temperatura występuje tylko w powierzchniowej strefie elementu, nie dochodząc do rdzenia przekroju.

    Stal
    Stal jest znacznie bardziej wrażliwa na wysoką temperaturę aniżeli beton. Już przy stosunkowo niskiej temperaturze stal zaczyna wydłużać się. Zachodzi to tym szybciej, im mniejsza jest jej otulenie betonem. Wskutek wydłużenia stali dochodzi do odspojenia otuliny betonowej, szczególnie w narożach przekroju. W praktyce najważniejsze jest to, że wskutek podgrzania obniża się granica plastyczności stali. Już w temperaturze 500 !C stal obciążona naprężęniami rozciągającymi osiąga swoją granicę plastyczności (w zależności od gatunku stali; im większa jest wyutrzymałość stali, tym bardziej jest ona wrażliwa na działanie wysokiej temperatury) i nie jest zdolna do przenoszenia większych obciążeń. Natomiast w przypadku stali sprężąjącej, krytyczna temperatura wynosi niewiele powyżej 350 !C. Jeżeli w zbrojeniu elementu konstrukcyjnego granica plastyczności stali obniży się poniżej wartości naprężeń, które w niej występują, następuje wyczerpanie nośności. Konstrukcja najpierw ulega odkształceniom, a następnie zniszczeniu.

    Szczegółowe wymagania techniczne odnośnie do odporności ogniowej elementów budowlanych (klasy odporności ogniowej) względnie materiałów budowlanych (klasa materiału) są określone w normach dotyczących ochrony przed ogniem materiałów i elementów budowlanych. Wypełnienie tych wymagań w nowo budowanych obiektach jest kontrolowane przez konieczność uzyskania odpowiednich zatwierdzeń i zezwoleń. W robotach remontowych kontrola ta przypada nadzorowi budowlanemu, a za pełne realizowanie ustaleń i zaleceń nadzoru budowlanego jest odpowiedzialny inżynier rzeczoznawca. Oznacza to w rzeczywistości, że nie jest wystarczające odtworzenie uprzedniego stanu konstrukcji, nawet jeżeli poprzedni system ochrony przed ogniem nie zawiódł, bo budynek się nie spalił. Program prac remontowych musi obejmować także pełną ochronę pożarową zgodnie z aktualnymi wymaganiami.

    Znaczącym warunkiem zapobiegawczej ochrony przeciwpożarowej w elementach żelbetowych jest wykonanie odpowiedniej otuliny betonowej zbrojenia. Jeżeli w trakcie prowadzenia prac remontowych okaże się, że niektóre przyjęte na początku rozwiązania – na przykład zbyt małe otuliny – nie odpowiadają wymaganiom ochrony przeciwpożarowej, istnieje prawny obowiązek projektanta opracowania właściwych wytycznych naprawy i ochrony elementu budowli oraz zastosowania wszelkich niezbędnych środków zaradczych, aby usunąć nie tylko powstałą wskutek tego korozję, lecz także spełnić wszelkie wymagania odnoszące się do ochrony przed ogniem, określone w normach, w zakresie wymiarów elementów konstrukcyjnych oraz cech stosowanych materiałów.

    Literatura
    Richtlinie f.r Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen. D.A.f.Sb.1990. (Wytyczne ochrony i naprawy elementów z betonu).
    G. RUFFERT: Schutz und Instandsetzung von Bauteilen. (Ochrona i naprawa elementów budowli). Bauverlag 1990.
    PN-84/B-03264. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i z betonu sprężonego – obliczenia statyczne i projektowanie.
    PN-90/B-02851. Ochrona przeciwpożarowa budynków metoda badania odporności ogniowej elementów budynku.
    PN-91/B-02840. Ochrona przeciwpożarowa budynków nazwy i określenia.
    DIN 1045. Beton und Stahlbeton, Bemessung und Ausf.hrung, 1988. (Konstrukcje betonowe i żelbetowe wymiarowanie i wykonawstwo).
    DIN 18551. Spritzbeton, Herstellung und Pr.fung, 1992. (Beton natryskowy, wykonanie i badania).
    DIN 4102. Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen. Zusammenstellung klassifizierter Baustoffe und Bauteile (Odporność ogniowa materiałów i elementów budowlanych).