Szkło ma wiele zalet, a przede wszystkim tę, że jest przezroczyste. Nic więc dziwnego, iż korzysta się z niego wszędzie, gdzie tylko jest to możliwe.
Szkło o właściwościach ogniochronnych jest materiałem o wszechstronnym zastosowaniu. Może wypełniać ramy okienne, konstrukcje fasad, a także przegrody stref przeciwpożarowych we wnętrzach budynków. Zastosowanie znajduje również jako materiał na przeszklenia dachowe, podłogi czy drzwi. Czy za każdym razem jest to ten sam produkt?
Wiele możliwości
Wprawdzie w artykule skupimy się przede wszystkim na tych rodzajach szkła, które oferuje szeroką ochronę, jednak należy wspomnieć również o wyrobie niejako bazowym. Jest to szkło monolityczne, które powstaje w procesie walcowania płynnej masy i dostępne jest w postaci pojedynczej tafli. Ta zaś może być zbrojona stalową siatką. Szkło jest całkowicie przejrzyste dzięki polerowaniu, ale też półprzejrzyste, z powodu naniesionej na jego powierzchnię faktury, oraz ornamentowe.
Korzysta się ze szkła sodowo-wapniowego wzmacnianego termicznie lub borowo-krzemowego. W czasie pożaru szyba pozostaje przezroczysta. Pierwszy produkt wytrzymuje jednak warunki pożaru przez bardzo krótki czas. Drugi natomiast opiera się wysokiej temperaturze nawet przez 40 minut, a przy tym nie pęka pod wpływem wody np. z automatycznych zraszaczy. Niemniej szkło monolityczne jest stosowane w tych miejscach, gdzie od przegrody wymagana jest izolacyjność ogniowa, ale nie termiczna czy akustyczna.
Znacznie szersze zastosowanie ma obecnie szkło ogniochronne warstwowe, a do jego produkcji stosuje się float i specjalne żele. Korzysta się z dwóch technologii, w których żel rożni się pod względem chemicznym, a także niektórymi cechami. Podstawowa funkcja, czyli ochrona przed przedostawaniem się przez przegrodę bardzo wysokiej temperatury, jest przy tym w obu przypadkach spełniona w takim samym stopniu. Po przekroczeniu określonej temperatury przegroda staje się nieprzezroczysta. To ogromna zaleta, gdyż znacznie łatwiej jest dzięki temu opanować panikę, która z pewnością wybuchnie wśród zagrożonych na widok płomieni.
Szkło warstwowe w przeszkleniach zewnętrznych stanowi tylko jedną szybę w zespoleniu. Pozostałe tafle mogą być takie same jak w zwykłych oknach. Z jedną różnicą. Ze względu na oczekiwaną odporność na bardzo wysoką temperaturę nie używa się ramek tzw. ciepłych. Z uwagi na stabilność pracy szyby pod działaniem ognia w szybach zespolonych ze szkłem ognioodpornym muszą znajdować się ramki dystansowe ze stali ocynkowanej lub aluminium. –
Od szkła fasadowego oczekuje się – oprócz odporności na ogień – także innych cech, np. ciepłochronności, izolacyjności akustycznej czy kontroli słonecznej. Dlatego stosuje się szyby zespolone, gdzie tylko jedna tafla jest wykonana ze szkła ogniowego. Natomiast w zastosowaniach wewnętrznych, takich jak wydzielenia stref pożarowych, zazwyczaj wystarcza szkło pojedyncze. Nie jest wymagana izolacyjność termiczna. Wyjątkiem jest sytuacja, gdy przegrody wewnętrzne muszą chronić przed hałasem. Wówczas również tutaj stosuje się szyby zespolone – podkreśla Piotr Mazurkiewicz z Pilkingtona.
Laminat z żelem
W jednym z rozwiązań szybę przeciwpożarową tworzy laminat, niemal taki sam, z jakiego wykonuje się zwykłe przeszklenia. Zatem bardzo cienkie tafle szkła są przedzielone warstwami folii PVB. Tyle że to nie wszystko. Jest też dodatkowa przekładka w postaci miękkiego żelu zasadowo-krzemianowego. Ma ona, zależnie od oczekiwanej klasy odporności, grubość od 1 do 5 mm. Jak zachowuje się taki produkt w przypadku pożaru? Otóż czynnikiem, z powodu którego tafla z czasem ulega destrukcji, jest bardzo wysoka temperatura. Wówczas żel matowieje, tworzy twardą, nieprzezroczystą powłokę, a szkło pęka. Zanim jednak do tego dojdzie, preparat w miarę wzrostu temperatury pęcznieje, zwiększając objętość prawie 20-krotnie. Zawarta w nim woda paruje i chłodzi szkło.
Żel, umieszczany w ogniochronnym szkle laminowanym, nie jest – w dłuższym czasie – odporny na kontakt z powietrzem, promienie UV ani kwasy i silne rozpuszczalniki. Dlatego też krawędzie szyby dokładnie zabezpiecza się taśmą aluminiową, zaś ostatnią warstwą przed zewnętrzną taflą szkła musi być folia, która stanowi filtr ochronny.
Szkło z miękkim żelem jest dostępne w klasach E lub EI (piszemy o nich dalej), może być poddawane dalszej obróbce; także laminowaniu zwiększającemu izolacyjność akustyczną albo odporność na włamanie czy uderzenie pocisku z broni palnej. Często zespala się je ze szkłem funkcyjnym, np. niskoemisyjnym, refleksyjnym, strukturalnym, drukowanym czy barwionym.
Jak zespolenie
Druga technologia produkcji szkła o podwyższonej odporności ogniowej również wykorzystuje żel, jednak ma on inny skład chemiczny. Szkło przed zamontowaniem w szybie ogniochronnej jest hartowane poprzez nagrzanie do ok. 700° C i gwałtowne schłodzenie zimnym powietrzem. Proces ten zwiększa wytrzymałość materiału na uszkodzenia mechaniczne i wysoką temperaturę.
Szkło przeciwpożarowe wykonane w opisywanej technologii budową przypomina zespolenie szybowe. Otóż między dwiema taflami szkła umieszczona jest znacznie grubsza warstwa żelu tzw. twardego. Preparat nie ulega destrukcji pod wpływem promieni UV ani zawartej w powietrzu wilgoci. Krawędzie tafli nie wymagają zatem specjalnego zabezpieczenia. Chodzi tylko o to, aby żel nie wydostawał się poza obręb szkła. Gdy wzrasta temperatura, preparat zaczyna matowieć, a następnie twardnieje. Oczywiście samo szkło po określonym czasie i tak pęka.
Sprawdzone cechy
Szkło, nazywane przeciwpożarowym, ma określoną odporność. Charakteryzują ją następujące czynniki. Pierwszy to szczelność ogniowa i gazowa, oznaczana literą E, drugi zaś to izolacyjność ogniowa, oznaczana literą I. Oba parametry podawane są w minutach. Określono sześć klas, a każdej przypisany jest określony czas, przez który szyba nie może ulec destrukcji. Najniższy to 15 minut, najwyższy 180. Pozostałe klasy to 30, 60 oraz 90 minut. Ponadto często jest wymagana od szkła jeszcze jedna właściwość. Chodzi o tłumienie promieniowania cieplnego (oznaczenie literowe: W), co oznacza, że temperatura po chronionej stronie przegrody nie może przez wskazany czas przekroczyć maksymalnej określonej wartości.
Klasy szkła przeciwpożarowego są określone w normie PN-EN 13501-2:2016-07, dostępnej obecnie w języku angielskim. Jej tytuł to: Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 2: Klasyfikacja na podstawie wyników badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej. Zgodnie z tym dokumentem badaniu poddawana jest nie tylko odporności ogniowa, ale też dymoszczelność. Metody badań zostały opisane w rozdziałach 2 i 7. Takie testy, skutkujące przyznaniem klasy odporności, mogą prowadzić tylko notyfikowane laboratoria.
Opisaliśmy kilka rodzajów szkła o właściwościach przeciwpożarowych. Trzeba przyznać, że architekci szeroko korzystają z możliwości, jaką dają przezroczyste, a jednocześnie bezpieczne przeszklenia. Zdaniem Piotra Mazurkiewicza: – Jeszcze 10 lat temu szkło fasadowe stanowiło ok. 20 proc. sprzedaży całego szkła ogniowego. Resztę stanowiło szkło ogniowe pojedyncze, do zastosowań we wnętrzach. Dzisiaj proporcje są zupełnie inne i szyby zespolone ze szkłem ogniowym stanowią mniej więcej połowę sprzedaży. Na koniec warto jeszcze dodać, że inwestorzy planujący montaż szyb ppoż. zespolonych ze szkłem przeciwsłonecznym refleksyjnym i barwionym w masie, powinni sprawdzić, jaka jest możliwość zastosowania takiego rozwiązania w konkretnej inwestycji. Chodzi bowiem o to, że pod wpływem bardzo silnego nagrzewania promieniami słonecznymi, może nadmiernie podnosić się temperatura szkła ogniochronnego. Po przekroczeniu zaś określonej wartości traci ono swoje cechy ochronne.
Hanna Czerska