Szkło budowlane przeciwpożarowe

Rozwój technologii produkcji szkła budowlanego doprowadził do tego, że drzwi szklane mogą pod względem izolacyjności i szczelności ogniowej konkurować ze specjalnymi, stalowymi drzwiami i ścianami przeciwpożarowymi.

Zastosowanie szkła budowlanego przeciwpożarowego  

Dzięki możliwości budowania ścian odpornych na ogień rozpoczęło się stosowanie konstrukcji przeszklonych w architekturze. Ich zaletami są wyraźne linie, niewymagające dodatkowych listew mocujących. Szkło można swobodnie kształtować architektonicznie i stosować profile o różnych wielkościach. Łatwiejszy jest też montaż. Można także tworzyć przeszklone narożniki i łączyć je z lekkimi ścianami działowymi. Celem technicznej ochrony przeciwpożarowej w budynkach jest stworzenie odcinków wolnych od ognia i dymu, które przez określony czas umożliwią ewakuację ludzi oraz pracę ekip ratowniczych i pożarniczych. Szklane ściany, będące jednocześnie zabezpieczeniem dróg ewakuacyjnych, są budowane już od dawna, chociaż wiadomo, że mają słabe punkty. Wytrzymałość zwykłego szkła na zmianę temperatury, na przykład podczas pożaru, jest bardzo niska. Po około 2 minutach ulega ono całkowitemu zniszczeniu. Szkło sprężane albo szyby zbrojone siatką metalową nie ulegają co prawda zniszczeniu, ale nie hamują promieniowania cieplnego, które poprzez palne materiały powoduje rozprzestrzenianie się ognia po drugiej stronie przeszklenia.

Szkło budowlane wielowarstwowe  

Rozwój technologii produkcji szkła budowlanego doprowadził do tego, że drzwi szklane mogą pod względem izolacyjności i szczelności ogniowej konkurować ze stalowymi drzwiami i ścianami przeciwpożarowymi. Przykładem mogą tu być szkła łączone z kilku warstw szkła zwykłego. Pomiędzy warstwami umieszczony jest żel, który pod wpływem wysokiej temperatury pęcznieje i tworzy pianę. Środek ten działa chłodząco, a także łączy pękające kawałki szyb, co uniemożliwia rozprzestrzenianie się ognia, dymu i promieniowania cieplnego do strefy chronionej. Nowoczesne przeszklenia nie ustępują swymi właściwościami ogniochronnymi ścianom żelbetowym. Na rynku można spotkać dwa rodzaje przeszkleń przeciwpożarowych - ze szkła typu F (z izolacyjnością ogniową, nie przepuszczającego ognia, dymu i promieniowania) lub typu G (bez izolacyjności ogniowej). Przeszklenia ze szkła F spełniają wszystkie wymagania ścian działowych. Przeszklenia G mogą być zastosowane w budynkach tylko w określonych wypadkach. Decyzję o ich zamontowaniu musi zatwierdzić Urząd Nadzoru Budowlanego odpowiedzialny za daną budowę. 

Konstrukcja ram   

Coraz wyższe wymagania architektów zmierzające do zmniejszenia grubości ram i zwiększenia przezroczystości szklanych konstrukcji miały duży wpływ na rozwój profili ram i drzwi przeciwpożarowych. Na początku badano i stosowano drzwi oraz ściany o małych powierzchniach przeszklonych. Później zaczęto budować konstrukcje przeszklone. Ramy były jednak bardzo szerokie i dodatkowo obłożone niepalnymi płytami izolacyjnymi, zapobiegającymi przekroczeniu temperatury granicznej i odkształceniom. Ze względów estetycznych ramy trzeba było obudowywać listwami aluminiowymi.

Następnym etapem rozwoju konstrukcji było umieszczenie niepalnego materiału (tzw. termiczne oddzielenie) między dwoma profilami stalowymi. Ten rodzaj budowy nie wymagał już obudowywania ramy materiałem niepalnym. Szkło w tym rozwiązaniu było mocowane za pomocą stalowych listew, co pozwoliło na zmniejszenie szerokości profili.
Pojawiło się także rozwiązanie polegające na zastosowaniu w profilach (Stahl-Hohlprofile), jako izolacji termicznej, materiałów zawierających dużo związanej wody, co umożliwiało chłodzenie konstrukcji podczas pożaru. Dzisiaj można już jednak powiedzieć, że tego rodzaju konstrukcje nie spełniały dostatecznie swojej funkcji.
Z czasem powstały konstrukcje ram wykonywanych z coraz węższych profili. Na powierzchniach ram szerokości powyżej 10 cm przyrost temperatury może mieć wartość 180^oC. Na ramach szerokości do 10 cm może wynosić 360^oC. Konstrukcje te spełniają wszelkie wymagania przepisów budowlanych. Dzięki temu stało się możliwe budowanie przegród o dużych powierzchniach przeszklenia z szybami wbudowanymi w bardzo wąskie profile i bez dodatkowych listew mocujących. Podobne rozwiązanie zastosowano dla drzwi przeciwpożarowych. Konstrukcje te podczas pożaru odkształcają się w niewielkim stopniu.
Badania doprowadziły do wprowadzenia innowacji w konstrukcjach drewnianych. Profile te, z drewnianymi listwami mocującymi szkło, przy użyciu odpowiednich rodzajów drewna (np. twarde, liściaste) i z zachowaniem odpowiednich rozmiarów, mogą spełniać warunki przeciwpożarowe. Na jakość tych konstrukcji zdecydowany wpływ miał dalszy rozwój samych szyb przeciwpożarowych. Kolejnym krokiem w ewolucji konstrukcji nośnej przeszkleń było wyeliminowanie profili ramowych i zastąpienie ich konstrukcjami przeszklonymi bezramowymi. Szyby zaczęto łączyć na styk, a fugi między nimi wypełniać silikonem. Jednocześnie powstały przeciwpożarowe drzwi szklane, bezramowe. Miejsca łączenia są dodatkowo osłonięte listwami z aluminium, stali nierdzewnej, drewna lub tworzywa sztucznego.

Zastosowanie szyb nowych generacji (F) i silikonu umożliwia budowę przeszkleń bez listew maskujących. Wysokość takiego przeszklenia może wynosić 2,7 m przy nieograniczonej długości. Szyby te mogą być bezpośrednio wpuszczone, bez użycia dodatkowych profili stalowych, w stojące obok masywne elementy budowli. Umożliwia to budowanie w całości szklanych ścian przeciwpożarowych. Kolejnym ulepszeniem było poziome ułożenie szyb jedna na drugą. Pionowo ustawione profile stalowe o rozstawie 2,35 m przejęły funkcję mocującą. Poziome fugi zostały wypełnione silikonem. Taka konstrukcja umożliwia budowę przeszkleń do wysokości 4 m i nieograniczonej długości. Następnie zastosowano w przeszkleniach jednocześnie poziome i pionowe fugi silikonowe. W takim rozwiązaniu szyby są zawieszone w narożnikach, na wolno stojących, jednostronnie ustawionych podporach stalowo-rurowych.

Ochrona przeciwpożarowa budynków - badania i przepisy   

Przeszklenia i drzwi przeciwpożarowe muszą mieć Aprobaty Techniczne Instytutu Techniki Budowlanej. Badaniom tym powinien być poddany cały element konstrukcyjny, a więc konstrukcja nośna łącznie z ramami, elementami mocującymi, wzmacniającymi i izolującymi. O tym, gdzie ma być zastosowane szkło, decydują próby ogniowe przeprowadzane w specjalnych piecach, na modelach naturalnej wielkości. Dopiero po pozytywnym przejściu badań konstrukcja zostaje dopuszczona do użytku. Dla drzwi wymagane są dodatkowe badania, na przykład dla sprawdzenia zachowania się zawiasów, zamykaczy i zamków. Drzwi przeciwpożarowe muszą być zawsze wbudowane w taki rodzaj ściany, w jakim zostały sprawdzone i na który otrzymały aprobatę. Odstępstwa od tej reguły są niedopuszczalne lub muszą być uzgodnione i zastosowane na podstawie badań i opinii Zakładu Badań Ogniowych ITB. Obok wielu prób ogniowych sprawdza się również statykę badanej konstrukcji oraz funkcjonalność drzwi. W drzwiach przeciwpożarowych bada się także ich dymoszczelność.