Wymiarowanie i projekt technologii instalacyjnej do mocowania wyposażenia technicznego budynku powinny zapewniać również wystarczające bezpieczeństwo w razie pożaru. W szczególności na drogach ewakuacyjnych i ratunkowych w budynkach o dużym natężeniu ruchu pieszego, takich jak szkoły, biura lub szpitale, należy również zapewnić stabilność technologii instalacyjnej w przypadku pożaru, która pozwoli zagwarantować bezpieczną ewakuację i ograniczyć liczbę obrażeń ciała. Pomimo, że w normie Eurokod 3 omówiona została ocena odporności ogniowej elementów stalowych, badania doświadczalne wykazały, że procedury oceny według Eurokod 3 dotyczące technologii instalacji cienkościennych są związane z pewnymi ograniczeniami. W artykule zostaną omówione obliczenia i projekt rozwiązań z zakresu mocowań, a norma Eurokod 3 zostanie porównana z modelem projektowym FIRA opracowanym przez Hilti.

Podstawowe definicje dróg ewakuacyjnych i ratunkowych
W praktyce często stosowane jest rozróżnienie pomiędzy drogami ewakuacyjnymi służącymi do indywidualnej ewakuacji oraz drogami ratunkowymi służącymi do działań ratunkowych realizowanych przez osoby trzecie, np. służby ratunkowe. W przepisach technicznych dotyczących miejsc pracy (ASR A2.3: 08-2007 (pkt. 3.1)) podana została następująca definicja dróg ewakuacyjnych:
•      „Drogi ewakuacyjne stanowią trakty komunikacyjne, dla których wymagane jest spełnienie specjalnych wymagań, a które stosowane są jako drogi umożliwiające opuszczenie obszaru stanowiącego potencjalne zagrożenie, jak również do wyprowadzenie z tego obszaru innych osób.
•      Drogi ewakuacyjne prowadzą na zewnątrz lub w bezpieczne miejsce.
•      W tym zakresie, drogi ewakuacyjne obejmują również drogi ewakuacyjne zgodne z definicją podaną w przepisach budowlanych, pod warunkiem, że mogą być one użyte również samodzielnie”.
Według wzorcowych przepisów budowlanych (§36, pkt. 1 MBO 2016), należy zapewnić odpowiedni czas użytkowania „danego traktu komunikacyjnego”. W celu zapewnienia, że ten czas użytkowania jest gwarantowany, opracowane zostały wymagania zarówno dla przejść instalacyjnych, na przykład z użyciem odpowiednich przegród oddzielenia pożarowego, jak i mocowań wyposażenia technicznego budynku.

Specjalne wymagania dla łączników stosowanych na drogach ewakuacyjnych i ratunkowych
W §40 wzorcowych przepisów budowlanych określone zostały wymagania dotyczące mocowań stosowanych na drogach ewakuacyjnych w przypadku pożaru. Oznacza to, że stosowanie systemów linkowych jest dopuszczalne, jeśli gwarantowana jest ich trwałość w razie pożaru. Wymaganie to zostało określone w dokumentacji MLAR-2016, dołączonej do MVVTB A 2.2.1.8. Określona trwałość dróg ewakuacyjnych zależy od klasy budynku:



Ze względu na doskonałe możliwości instalacji mediów, korytarze są często wyznaczane jako miejsca instalacji całego wyposażenia technicznego budynku na etapie planowania budynku. W korytarzach często stosowane są trudnopalne sufity ogniochronne. Analizowane systemy oddzielają przestrzeń wewnątrzsufitową, w której układane są instalacje od dostępnej dla użytkowników części korytarza. Tym samym, podczas pożaru w przestrzeni wewnątrzsufitowej, możliwe jest wykorzystanie dróg ewakuacyjnych i ratunkowych. Przy czym należy zapewnić, że przestrzeń wewnątrzsufitowa nie podlega dodatkowym obciążeniom mechanicznym, na przykład na skutek spadających kabli, elementów wspornikowych lub ugięcia.

W jaki sposób projektowane są elementy nośne gwarantujące odpowiednią trwałość dróg ewakuacyjnych?
Z zasady, wiele uwagi poświęca się projektowaniu konstrukcji, przedziałów, przeciwpożarowych klap odcinających i aktywnych systemów ochrony pożarowej na etapie projektowania. Bardzo mało uwagi poświęca się natomiast prawidłowemu projektowi technologii instalacyjnej dróg ewakuacyjnych i ratunkowych, zapewniających odpowiednie bezpieczeństwo w razie pożaru. Z drugiej strony w § 3.5.3 MLAR, w trzecim zdaniu określono konieczność spełnienia specjalnych wymagań dotyczących łączników ogniotrwałych kabli układanych w przestrzeni wewnątrzsufitowej. [1]
W odniesieniu do strukturalnej ochrony przeciwpożarowej i zapewnienia bezpieczeństwa operacyjnego, wymagane jest spełnienie wymagań dotyczących modułowych systemów nośnych oraz zapewnienie odpowiedniej weryfikacji inżynieryjno-budowlanej. [2]
Poza weryfikacją poprzez próby ogniowe na pełną skalę, do tego celu służy również weryfikacja na podstawie Europejskiego Dokumentu Oceny EAD 280016-00- 0602 [3].
Jak wspomniano, w normie Eurokod 3 [4] podano również metody obliczeń analitycznych do oceny odporności ogniowej przegród stalowych. Przy czym, badania laboratoryjne wykazały, że w szczególności w przypadku systemów instalacyjnych, które zwykle obejmują cienkościenne profile gięte na zimno (1,5 do 3 mm), faktyczne odkształcenie w temperaturze powyżej 600°C może być znacznie wyższe, niż obliczone zgodnie ze wzorem podanym w normie Eurokod 3 (patrz rys. 3). Jeśli wymagane jest uniknięcie obciążeń mechanicznych sufitów podwieszanych ze względu na ugięcie układów nośnych, występuje tu pewna sprzeczność.

Rys. 3: Krzywa temperatury (po lewej), odkształcenie technologii instalacyjnej na podstawie badań doświadczalnych (na środku) oraz zdjęcie z badań doświadczalnych (po prawej)

 
Nowy dokument EAD umożliwia realistyczne projektowanie modułowych systemów nośnych
Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt) oraz Europejska Organizacja ds. Oceny Technicznej (EOTA) zaproponowały całościowe podejście mające na celu stworzenie europejskiej specyfikacji zharmonizowanej. W Europejskim Dokumencie Oceny EAD-280016-00-062 opublikowanym pod tytułem „Wyroby do systemów instalacyjnych technicznego wyposażenia budynków obejmującego rury, przewody, kanały i kable” podane zostały następujące informacje:
-      sposób wykonania badania przez producenta;
-      stosowane metody obliczeniowe i procedury;
-      projektowanie systemów nośnych gwarantujących działanie w razie pożaru;
-      metody stosowane do wyznaczenia krzywej zmęczeniowej.
Oceniane są poszczególne elementy, jak i kompletne zestawy, na przykład:
-      szyny montowane do sufitów,
-      szyny zawieszone na prętach gwintowanych,
-      konstrukcje z obejmami typu U,
-      wsporniki,
-      wsporniki zawieszone na prętach gwintowanych,
-      jak również indywidualne obejmy rurowe.

Rys. 4: Zestawy do stosowania na drogach ewakuacyjnych i ratunkowych

Dokumentacja EAD-280016-00-062, jak również weryfikacja pomiarów pożarowych zostały podane szczegółowo w artykule technicznym „Ochrona przeciwpożarowa wyposażenia budynków: procedury weryfikacji modułowych systemów nośnych" [5] w dzienniku technicznym Almanach.

Praktyczny przykład
Rozpatrzymy modułowy system nośny obejmujący szynę montażową MQ 41-3 o rozpiętości 1300 mm z jedną umieszczoną centralnie rurą, który powinien zapewniać odporność ogniową R30.
Na podstawie fragmentu tabeli (patrz tabela 1), D8 wg ETA-18/0119 dla systemu szyn MQ według podręcznika „Europejska ocena techniczna dla podkonstrukcji SHK w warunkach narażenia na działanie ognia”, maksymalne obciążenie modułowego układu nośnego z szyną MQ 41/3 w konfiguracji pokazanej w raporcie z badań wynosi 249,91 N, natomiast maksymalna odległość od sufitu powinna wynosić 104,42 mm, co pozwoli uniknąć odkształcenia szyny w czasie 30 minut od obciążenia i uszkodzenia sufitu znajdującego się poniżej.
 

Tabela 1: Fragment tabeli D8 ETA-18/0119 - Odkształcenie obliczeniowe w podwyższonej temperaturze dla szyny montażowej MQ-41-3

Wniosek
Projekt modułowych systemów nośnych na drogach ewakuacyjnych i ratunkowych wymaga specjalnych uwarunkowań. W normie Eurokod 3 podano metody obliczeń analitycznych do oceny odporności ogniowej elementów stalowych. Przy czym, badania laboratoryjne wykazały ograniczenia związane w szczególności z cienkościennymi systemami instalacyjnymi. Trendy rynkowe wskazują również rosnącą istotność stosowania technologii instalacyjnych z odpowiednimi aprobatami i oznakowaniem CE.
Na podstawie dokumentu EAD-280016-00-062, w 2018 roku, firma Hilti uzyskała ETA dla szyn montażowych MQ w zakresie narażenia na działanie ognia, aby umożliwić zapewnienie znormalizowanego i przebadanego modułowego systemu nośnego dla rozwiązań mocowań dla dróg ewakuacyjnych i ratunkowych.

Podobał Ci się ten artykuł?
Oceń go dając kciuk w górę. Ułatwi to nam wybór kolejnych tematów.


Wybrane odnośniki:
Kontakt z Hilti
Bezpieczeństwo w razie pożaru
Ochrona przeciwpożarowa - rozwiązania Hilti
Katalog produktów
Oprogramowanie - dokumentacja zabezpieczeń przeciwpożarowych budynku
Biblioteka BIM/CAD

_________________________________________________________________________
[1] Wytyczne wzorcowe dotyczące wymagań ochrony przeciwpożarowej instalacji rurowych (MLAR) - wersja z lutego 2015.
[2] Komentarz do wzorcowej dyrektywy dotyczącej instalacji rurowych (MLAR): zalecenia dotyczące zastosowań i przykłady praktyczne MLAR, MSysBör i EltBauVO - 12 listopada 2018; M. Lippe, K. Czepuck, F. Möller.
[3] EAD 280016-00-0602: Wyroby związane z systemami instalacyjnymi do montażu elementów wyposażenia technicznego budynków, takich jak rury, przewody, kanały i kable; Europejska Organizacja ds. Ocen Technicznych, luty 2018.
[4] Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych - Część 1-2: Reguły ogólne - Obliczanie konstrukcji na wypadek pożaru; wersja w języku niemieckim EN 1993-1- 2:2005 + AC:2009.
[5] BTGA Almanac 2019: Trendy techniczne i normalizacja, ochrona przeciwpożarowa wyposażenia budynków: metody weryfikacji modułowych systemów konstrukcyjnych.