Zrównoważone projektowanie budynków zyskuje na popularności, a drewno konstrukcyjne nabiera znaczenia. Mimo to tradycyjne konstrukcje stalowe wciąż dominują w wielu miejscach, często z powodu błędnego przekonania o większej palności drewna. Należy pamiętać, że zarówno drewno, jak i stal reagują inaczej na pożar i potrzebują specyficznych metod naprawy. Oba materiały można skutecznie odnowić po uszkodzeniu. Jednak czy w obu przypadkach jest to równie łatwe technicznie i racjonalne ekonomicznie?
Drewno vs Ogień: nowoczesne standardy bezpieczeństwa
Chociaż drewno jest materiałem palnym, nowoczesne konstrukcje drewniane spełniają najwyższe standardy bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Dawniej całe drewniane miasta były niszczone przez pożary, co wpłynęło na powszechne przekonanie o ich podatności na ogień. Technologia budowy i normy regulacyjne zdecydowanie jednak ewoluowały, a domy i budynki drewniane są uważane za bezpieczne, a nawet są cenione przez strażaków za ich właściwości w zakresie bezpieczeństwa. Niezależnie od użytego materiału, wszystkie budynki muszą przestrzegać określonych przepisów bezpieczeństwa, a drewniane konstrukcje nie są tu wyjątkiem.
W zestawieniu z różnymi materiałami budowlanymi, drewno prezentuje szereg korzystnych właściwości w kontekście reakcji na ogień. Spala się jednostajnie i bez pośpiechu. Nie ulega topnieniu ani kapaniu, a jego konstrukcja nie rozpada się niespodziewanie. W kontraście, istnieją materiały takie jak stal, które pod wpływem ognia mogą niespodziewanie i nieprzewidywalnie ulec destrukcji. Strażacy często preferują interwencje w budynkach drewnianych, gdyż proces spalania jest bardziej przewidywalny, co umożliwia kontrolę nad sytuacją.
A jak prezentuje się kondycja drewna i stali po pożarze? Czy uszkodzony przez ogień budynek drewniany jest możliwy do odrestaurowania? Zapraszamy do porównania dwóch rywalizujących ze sobą materiałów w kontekście ich naprawy popożarowej.
Naprawa drewnianych i stalowych konstrukcji – krok po kroku
> Zachowanie podczas pożaru i bezpośrednie następstwa
DREWNO
Drewno zwęgli się w przewidywalnym tempie, tworząc ochronną warstw, która izoluje i chroni nienaruszony rdzeń. To oznacza, że zachowuje dużą część swojej integralności strukturalnej podczas i po pożarze dzięki zwęglonej warstwie.
STAL
Traci swoją wytrzymałość strukturalną wraz ze wzrostem temperatury, co może prowadzić do wybrzuszenia lub deformacji. Może doświadczyć odprysków, jeśli jest pokryta betonem, gdy betonowa warstwa odrywa się z powodu ekspansji termicznej.
> Ocena uszkodzeń
DREWNO
Obejmuje wizualne inspekcje, sondowanie głębokości zwęglenia i techniki badań nieniszczących takie jak pomiar fal naprężeniowych czy wiercenie oporowe.
STAL
Wymaga inspekcji pod kątem zniekształceń, wybrzuszeń lub przebarwień. Może być poddana badaniu ultradźwiękowemu lub kontroli cząstkami magnetycznymi do sprawdzania wewnętrznych uszkodzeń lub wewnętrznych naprężeń materiałowych.
> Strategie naprawy
DREWNO
W zależności od stopnia uszkodzenia można zastosować jedną z następujących metod:
- Materiały wypełniające: Dla drobnych uszkodzeń można użyć wypełniaczy na bazie żywicy epoksydowej lub innych środków wiążących do wypełnienia pęknięć czy luk.
- Wzmocnienie stalą lub drewnem: Dla umiarkowanych uszkodzeń, wprowadzenie stalowych płyt lub dodatkowego drewna może pomóc przywrócić integralność strukturalną.
- Wymiana: W przypadkach poważnych uszkodzeń, uszkodzone elementy drewniane mogą wymagać całkowitej wymiany.
STAL
Zdeformowane przekroje stalowe często wymagają wymiany. Uszkodzenia powierzchniowe lub przebarwienia mogą być korygowane przez szlifowanie lub piaskowanie, po których następuje ponowne pokrycie dla ochrony powierzchni stalowej.
> Obróbka powierzchni i ochrona
DREWNO
W razie potrzeby ponowne pokrycie preparatami obniżającymi klasę reakcji na ogień lub zabezpieczającymi powierzchnię drewnianą przed czynnikami atmosferycznymi.
STAL
Ponowne pokrycie farbą antykorozyjną lub ochronną a także powłokami ogniochronnymi pęczniejącymi pod wpływem ognia.
> Monitorowanie po naprawie
DREWNO
Regularne inspekcje pod kątem ugięć i naprężeń, monitorowanie i klasyfikacja widocznych pęknięć.
STAL
Regularne inspekcje pod kątem ugięć i naprężeń, przeglądy pod kątem integralności strukturalnej, zwłaszcza w miejscach połączeń i spawów.
Z placu budowy
Przykładem może być jedna z inwestycji, w której tworzeniu brała udział firma Modulam. W wyniku działania nieostrożnych najemców domku letniskowego zbudowanego z paneli HBE (drewno klejone warstwowo), doszło do wybuchu pożaru mebli. Łóżko, które stało tuż obok drewnianej ściany, spowodowało jej zwęglenie. Interwencja straży pożarnej nastąpiła po ok. 15 minutach od zauważenia ognia. Oszacowany czas działania pożaru na ścianę drewnianą to około 20 minut. Potwierdza to głębokość zwęglenia która wyniosła ok. 1,5 centymetra w najgłębszym miejscu. Grubość pierwotna ściany nośnej wynosiła 6 centymetrów, po pożarze było to lokalnie 4,5 centymetra.
Po ugaszeniu pożaru, straż pożarna przeprowadziła odkrywki, aby upewnić się, czy ogień nie rozprzestrzenia się pod zwęgloną warstwą. Okazało się, że drewno konstrukcyjne tuż za linią zwęglenia nie ma wysokiej temperatury i nie ma ryzyka postępującego procesu spalenia. Co ważne, przewody instalacyjne przebiegające wewnątrz ściany nie były uszkodzone i nie wymagały wymiany.
Po przeprowadzeniu ekspertyzy technicznej i dokładnych obliczeń wytrzymałościowych podjęliśmy decyzję o usunięciu zwęglonej powierzchni ściany, dokładnym jej oczyszczeniu i wzmocnieniu poprzez zabudowanie płytą gipsowo-kartonową. Te fragmenty ściany, które zostały jedynie osmolone, ale nie zwęglone, zostały zeszlifowane.
Podsumowanie
Uszkodzenie przez ogień, chociaż stanowi znaczące zagrożenie, nie oznacza koniecznie końca dla budynku z drewna konstrukcyjnego. Z odpowiednim podejściem i technikami, struktury można naprawić i mogą one nadal dobrze służyć przez wiele lat.
Zarówno masywne drewno, jak i stal, mają swoje unikalne cechy, gdy są narażone na działanie ognia. Podczas gdy masywne drewno wykorzystuje swój naturalny proces węglenia jako mechanizm obronny, stal wymaga ochronnych powłok, aby przeciwdziałać jej podatności na wysokie temperatury. Metody naprawy różnią się znacznie ze względu na te wrodzone zachowania.