Tűzgátlás

A jelenlegi tervezési munkák során „A belügyminiszter 54/2014. (XII. 5.) BM rendelete az Országos Tűzvédelmi Szabályzatról” az irányadó jogszabály. A tűzvédelmi szabályzatban meghatározásra kerül a tűz elleni védekezés, a műszaki mentés, továbbá a tűzoltás követelménye és menete.

Tűzgátlási vizsgálati szabványok

• A tűzvédelmi osztályba sorolás az MSZ EN 13501-2:2007+A1:2010, az acélszerkezetek járulékos passzív védelmének vizsgálata az MSZ EN 13381-4:2013 szabvány alapján történik.

• A jelenleg érvényes, nem teherhordó szerkezetekre vonatkozó vizsgálati szabványok:
  Az EN 1364-1:2016 szabvány: Nem teherhordó elemek tűzállósági vizsgálata. 1. rész: Falak
  Az EN 1364-2:2000 szabvány: Nem teherhordó elemek tűzállósági vizsgálata. 2. rész: Mennyezetek
  Az EN 1364-3:2014 szabvány: Nem teherhordó elemek tűzállósági vizsgálata. 3. rész: Függönyfalak.

Miért olyan hatékony a tűzvédelemben a gipsz

A tiszta gipsz (CaSO42H2O) közel 21% kémiailag kristályos formában kötött vizet, valamint 79% kalcium-szulfátot (CaSO4) tartalmaz. Utóbbi 1200˚C hőmérséklet alatt megőrzi tulajdonságait. Amikor a gipsz alapú építőlemezekkel készült szerkezetet vagy a gipszes vakolatot tűzhatás éri, a kémiailag kötött víz vízgőz formájában fokozatosan távozik. Ha a magas hőmérséklet elég sokáig fennmarad, végül a kristályos formában kötött víz teljes mennyisége elpárolog. A gipsz hő segítségével történő dehidrálásának folyamatát „kalcinálásnak” nevezzük. Ez a folyamat általános használat során is végbemegy, ha az építőlemezt vagy a gipszes vakolattal, gletteléssel ellátott felületet 49˚C feletti állandó hőmérsékletnek tesszük ki. A kalcinálódás a tűznek kitett felületen kezdődik, majd fokozatosan a lap teljes keresztmetszetén bekövetkezik. A tűznek kitett felületen kialakuló kalcinált gipszréteg a még kalcinálatlan réteghez tapad, ezzel gátolja a kalcinálódás folyamatát. A folyamat ezért a kalcinált réteg vastagodásával egyre inkább lelassul. Miközben a folyamat halad, a kalcinálódás síkja mögötti hőmérséklet alig haladja meg a víz forráspontjának hőmérsékletét (100˚C). Következésképpen, amíg a kémiailag kötött víz teljes mennyisége el nem távozik, a védett oldalon lévő szerkezet hőmérséklete nem emelkedik 100˚C fölé. Ez a hőmérséklet viszont jóval alacsonyabb, mint az épületekben használt anyagok döntő többségének gyulladási hőmérséklete, és lényegesen alacsonyabb a tartószerkezeti elemek esetében kritikus hőmérsékleténél. Miután a gipszrétegben teljesen végbement a kalcinálódás, az ott maradt anyag (kalcium-szulfát) továbbra is szigetelőrétegként szolgál, amíg egyben van.

A fentiekből következően a Rigips építőlemezeiből kiváló tűzvédő szerkezet alakítható ki. Bizonyos mértékig a különféle gipsz alapú építőlemezek (gipszkarton, gipszrost stb.) mindegyike részt vesz a tűzgátlásban, teljesítménybeli különbségük attól függ, hogy van-e az anyagban éghető komponens (például a felületén papírborítás), illetve a gipszmag milyen és mennyi integritás-növelő adalékanyagot tartalmaz.

Tűzterjedés

A tűz terjedését és növekedési ütemét nagyban befolyásolja az, hogy milyen anyagokat választunk a belső burkolatok elkészítésére. A tűzterjedésre leginkább a burkolatok égési hőmérséklete és a lángterjedés van hatással. A belső falak és álmennyezetek anyagának megválasztása szintén komoly befolyásoló tényező annak ellenére, hogy általában nem ezek a szerkezetek az elsők, amelyek meggyulladnak. A megfelelő anyagválasztás elsősorban az épület fő közlekedési útvonalai mentén életbevágó, hiszen ha az ottani nagy felületeken a tűz gyorsan terjed, megakadályozhatja a menekülést.

Tűzszakaszhatár

Az épületen belüli tűzterjedést korlátozhatja a tűzszakaszok kialakítása. Szakaszhatár lehet tűzgátló födém vagy fal is. Ezek fő célja, hogy:

• megakadályozza a gyors tűzterjedést, ami csökkentené az épületből való kijutás esélyét,

• korlátozza a tűz növekedését, hogy az ne veszélyeztesse a környező embereket és épületeket.

A megfelelő szakaszhatárok kialakítása függ:

• az épület funkciójától és a tűzterhelésétől, amely a potenciális tüzek kialakulását és azok nagyságát, valamint a megfelelő kiürítést befolyásolja.

• Az emeletek számától és azok magasságától, amely az evakuálásra és a tűzoltók hatékony beavatkozására van hatással.

Az épületszerkezetek tűzgátló szerelt szerkezetek szempontjából legfontosabb tűzállósági teljesítmény jelölései

• R – teherhordó képesség: a szerkezeti elemek azon képessége, hogy egy bizonyos ideig egy vagy több oldalukon fennálló meghatározott mechanikai igénybevétel mellett ellenállnak a tűz hatásának szerkezeti stabilitásuk bármilyen vesztesége nélkül.

• E – integritás: az épületszerkezet elválasztó képessége, azaz az egyik oldalán tűznek kitett szerkezet a tűz hatásainak ellenáll anélkül, hogy a tűz a lángok vagy a forró gázok átjutása következtében átterjedne a másik oldalra, s azok vagy a tűznek ki nem tett felületen vagy a felülettel szomszédos bármely anyagon gyulladást okoznának.

• I – szigetelés: az egyik oldalán tűzhatásnak kitett épületszerkezet azon képessége, hogy megakadályozza a jelentős hőátadás eredményeként létrejövő tüzet a tűz által eredetileg nem érintett oldalon.

• K – tűzvédő képesség: fal és mennyezetburkolatok, valamint álmennyezetek azon képessége, amely a mögöttük/fölöttük lévő anyagnak egy bizonyos ideig védelmet biztosít tűzzel, szenesedéssel és más hőkárosodással szemben.

Tűzvédelmi teljesítmény igazolása

Egy szerkezet tűzgátlását vizsgálati jegyzőkönyvre vagy minősítésre (ÉME, NMÉ, ETA) alapozott teljesítménynyilatkozattal kell igazolni. A Tűzvédelmi Megfelelőségi Igazolás (TMI) önkéntes (nem kötelező) dokumentum, amely az építési termék tűzvédelmi jellemzőit igazolja, valamint tűzvédelmi alkalmazási feltételeit megadja. A TMI célja az adott termék vagy termékkör tűzvédelmi jellemzőinek igazolása és a termékek alkalmazási területének és feltételeinek megadása. Ebből adódóan a TMI nem pótolja a gyártáshoz, a forgalomba hozatalhoz, az alkalmazáshoz szükséges – jogszabályban meghatározott – műszaki specifikációkat és az azok alapján kiállított, a 305/2011/EU rendeletnek és a 275/2013. (I. 25.) BM-GKM-KvVM együttes rendeletnek eleget tevő megfelelőség igazolásokat. A TMI kifejezetten csak a tűzvédelmi kérdéseket tárgyalja, és elsősorban a tűzvédelemmel kapcsolatos eljárásokban használható fel.

A szerkezeti tűzvédelem szükségessége

A teherhordó szerkezetek idő előtti tönkremenetele megfelelő tűzvédelemmel bíró elemek alkalmazásával megelőzhető. A tűzgátló teherhordó szerkezetekkel biztosítható, hogy:

• minimálisra csökkenjen az összedőlés kockázata a kiürítés ideje alatt,

• minimálisra csökkenjen a keresés és a mentés kockázata,

• ne legyenek veszélynek kitéve a környező épületek és az azokban tartózkodó személyek.

Acél tartószerkezet viselkedése tűzben

Az acél szilárdságának csökkenése 300°C felett kezdődik, az olvadáspontja 1400°C felett van. Teherbíró képességéből 400°C és 600°C között veszít a legtöbbet.

A tűzvédelmi tervező az Eurocode szerint meghatározza azt a maximális terhelést, amelyet a tartószerkezet tűz esetén határállapotban elvisel. Ez alapján az adott szerkezeti keresztmetszetre nézve megmondható a tönkremeneteli hőmérséklet is. A folyamat úgy egyszerűsíthető, hogy a terhek ismeretében, az MSZ EN 1993-1-2:2013 alapján a tervező egy adott épületszint összes teherhordó elemére megadja a maximális hőmérsékletet (tervezési hőmérséklet). A nem tárolásra, raktározásra szolgáló épületek, például lakóépületek, irodák, oktatási és egészségügyi intézmények terhelése nem állandó. Az ilyen épülettípusok esetében az Eurocode azt feltételezi, hogy tűz esetén a tervezett terhelés egy része nem áll fenn. A raktározásra használt épületeknél azonban várhatóan tűz esetén is a teljes terhelés jelen van, ezért a szabvány ezeknél az épületeknél nem ad könnyítést. Fontos szempont továbbá, hogy tűz esetén a hidegen hajlított acélok 10-20 százalékkal gyorsabban veszítik el a teherbíró képességüket, mint a melegen hengerelt elemek.

Szerelt tűzvédő borítás esetén, ha a tűzvédelmi tervező másként nem határoz, tervezési hőmérsékletnek 550˚C-ot figyelembe venni.

Fa tartószerkezet viselkedése tűzben

A fa tartószerkezetek (oszlop, gerenda, födém) megfelelő védelme szintén kritikus akár meglévő, akár újonnan épülő szerkezetről van szó. A faszerkezet viselkedése az acélnál valamelyest kiszámíthatóbb, hiszen körülbelül 300˚C-nál a fa eléri a gyulladási hőmérsékletet, attól kezdve a fatartó teherbírása a beégéssel arányosan csökken. Egy fagerenda például egészen addig nem fog leszakadni, amíg az ép keresztmetszete megfelelően nagy az adott teher viselésére. Új épületeknél a számított teher és a beégés sebessége alapján a fatartó pontosan méretezhető. A beégés késleltetésére és sebességének csökkentésére tűzvédelmi borítás tervezhető.

Nehezebb az adott szerkezet viselkedésének meghatározása abban az esetben, ha meglévő szerkezetről van szó. Ilyenkor a szerkezet teherbírási szempontból való kihasználtsága gyakorlatilag nem határozható meg pontosan, ezért az ilyen szerkezetek esetében olyan tűzvédelemről kell gondoskodni, amely a szerkezet maximális kihasználtságát feltételezi, azaz a beégéssel nem kell számolni.

Tűzvédelmi vizsgálatok

A Rigips különböző szerkezeteinek tűzvédelmi teljesítményét számos vizsgálattal igazoltuk. Ezek a vizsgálatok kiterjedtek a függőleges, nem teherhordó (válaszfal, előtétfal, aknafal), a vízszintes, nem teherhordó (álmennyezet) valamint a ferde térelhatároló (tetőtér) szerkezetekre egyaránt. Külön tűzvédelmi rendszereket fejlesztettünk ki acél és fa teherhordó szerkezetekhez. Vizsgálatainkat mindig akkreditált laboratóriumban, két okból végeztetjük:

• az épületek beruházói, tervezői, kivitelezői és felhasználói, valamint a tűzvédelmi hatóság számára igazolni tudjuk rendszereink teljesítményét,

• a folyamatosan változó jogszabályi és piaci követelményekkel lépést tartva újabb és újabb termékeket, rendszereket fejlesztünk, amelyek a tűzbiztonságot szolgálják.

A képen egy válaszfal tűzgátlási vizsgálata közben készült fotó látható. Jó látszik, hogy a tűznek kitett oldalon a lapillesztések megnyíltak, a hő átjut a szerkezeten, és a védett oldali borításon „kirajzolja” az építőlemezek elhelyezkedését.

Minősítéssel rendelkező, Rigips magasfalak

A minősített Rigips válaszfalakat, előtétfalakat, és aknafalakat az Európai Műszaki Értékelés (ETA-17/0730) tartalmazza. A minősítésben szereplő tűzgátló válaszfalak megengedett maximális falmagassága, EOTA TR 35 rendelete szerint kerül meghatározásra. Ennek értelmében a falak magassága megegyezik a vizsgált minta falmagasságával, illetve a tűzgátlási vizsgálati minta magassága max. 1 méterrel terjeszthető ki, szakintézet által végzett mérések alapján. A falmagasság csak abban az esetben terjeszthető ki 1 méterrel a vizsgált modell magasságához képest, ha a vizsgálat során a fal alakváltozása a 100 mm-t nem haladta meg. 

A MAGASFALAK ÉPÍTÉSÉNÉL IS BE KELL TARTANI A VÁLASZFAL-ÉPÍTÉSI ELŐÍRÁSOKAT, ÉS EZEN FELÜL ÉRDEMES KIEMELT FIGYELMET FORDÍTANI A RÉSZLETMEGOLDÁSOKRA:

1. A függőleges CW profilvázat sűríteni kell, a vizsgálati mintában alkalmazott profiltávolság alapján (30 cm), vagy a táblázat szerint.
2. A válaszfal mennyezethez történő csatlakozásánál csúszó kapcsolatot kell kialakítani UW MAX profil, valamint gipszkarton lapcsíkok használatával. A falmagasságot és a födémlehajlást is figyelembe véve a lapcsíkok számát az alábbiak szerint javasoljuk meghatározni:
   - 6 méteres falmagasságig legalább 2 réteg RF 12,5 mm,
   - 6 méternél magasabb falaknál legalább 3 réteg RF 12,5 mm lapcsík
3. A standard CW-profilok magasságát meghaladó válaszfalak esetén a CW-profilok hosszában egymás fölé építhetők. A toldást UW-profilból készült segéddarabbal oldjuk meg. A segéddarab hossza egyenletesen oszlik el a toldás alatt és fölött.
4. Magas falak építésénél mikor kell dilatációt kiépíteni?
   - Az épület teherhordó szerkezetében lévő dilatációs hézagoknál
   - Szerelt szerkezetek felületi, esetleg hosszanti határértékeinek túllépésénél
   - 15 m (hűtő-fűtő szerk. 7,5 m);
   - 100 m² (hűtő-fűtő szerk. 50 m²)