Bezpieczeństwo pożarowe jest kluczowym aspektem w projektowaniu, produkcji i stosowaniu lakierów oraz innych powłok ochronnych. Dotyczy to zarówno właściwości samych materiałów, jak i warunków ich aplikacji w miejscach takich jak lakiernie. Właściwa klasyfikacja, stosowanie specjalistycznych powłok ogniochronnych oraz rygorystyczne przestrzeganie zasad bezpieczeństwa przeciwwybuchowego są niezbędne do zapewnienia ochrony życia, zdrowia i mienia. Wiele lakierów, w tym lakiery na bazie etanolu, zawiera palne substancje lotne, co wymaga szczególnej uwagi na ryzyko wybuchu i pożaru.
Klasyfikacja Reakcji na Ogień Wyrobów Budowlanych
W systemie klasyfikacji według normy EN 13501-1 przyjęte metody badań oparto na scenariuszach pożarowych w pomieszczeniu. Obejmują one określenie, czy materiał może brać udział w pożarze, czyli czy jest to materiał niepalny, czy palny (materiały klasy A1 nie biorą udziału w pożarze). Badane jest również zachowanie się materiału palnego pod wpływem działania małego płomienia, odzwierciedlającego płomień zapałki lub zapalniczki, a także zachowanie się materiału palnego w sąsiedztwie pojedynczego płonącego przedmiotu.
Różne scenariusze, a co za tym idzie różne metody badań, stosuje się w przypadku materiałów palnych w zależności od ich usytuowania w pomieszczeniu (ściana - pozycja pionowa, posadzka - pozycja pozioma). Konsekwentnie, różna jest także klasyfikacja. Indeks „fl” (skrót od angielskiego floor - podłoga) znajduje się przy wszystkich klasach obejmujących posadzki.
Euroklasy dla Wyrobów Budowlanych (z wyłączeniem posadzek)
Klasyfikacja wyrobów budowlanych, z wyłączeniem posadzek, obejmuje:
- klasy główne oznaczone literami A1, A2, B, C, D, E, F, określające czas zapalenia, ilość i szybkość wydzielania ciepła;
- klasy dodatkowe s1, s2, s3 ze względu na wydzielanie dymu (ang. smoke) - klasa s3 określa materiały intensywnie dymiące;
- klasy dodatkowe d0, d1, d2 ze względu na zjawisko odpadania płonących kropli i/lub cząstek (ang. droplets) - klasa d0 określa materiały niekapiące.
Zestawienie wszystkich 40 możliwych klas wraz z przyporządkowaniem do określeń występujących w Warunkach Technicznych przedstawiono w Tabela 1. Euroklasy reakcji na ogień wyrobów budowlanych z wyłączeniem posadzek odpowiadające im określenia występujące w Warunkach Technicznych.
Euroklasy dla Posadzek Podłogowych
Klasyfikacja posadzek podłogowych, rozumianych jako wierzchnia strona podłogi, jest znacznie prostsza i obejmuje:
- klasy główne oznaczone literami A1fl, A2fl, Bfl, Cfl, Dfl, Efl, Ffl, określające czas zapalenia, ilość i szybkość wydzielania ciepła;
- klasy dodatkowe s1 i s2 ze względu na wydzielanie dymu (ang. smoke) - klasa s2 określa materiały intensywnie dymiące.
Zestawienie wszystkich 11 możliwych klas wraz z przyporządkowaniem do określeń występujących w Warunkach Technicznych przedstawiono w Tabela 2. Euroklasy reakcji na ogień posadzek podłogowych odpowiadające im określenia występujące w Warunkach Technicznych.
Korzyści z Europejskiego Systemu Klasyfikacji
Opisany system klasyfikacji, poza korzyściami dla producentów płynącymi z możliwości przedstawiania dokumentu klasyfikacyjnego wg EN 13501-1+A1 w dowolnym kraju UE, daje również możliwość zastosowania reprezentatywnych dla danej grupy materiałów podłoży pod próbki. Oznacza to, że dany lakier można zastosować na podłożu standardowym, które reprezentuje większość gatunków drewna oraz płyty drewnopochodne, bez potrzeby wykonywania wielokrotnych badań na różnych podłożach rzeczywistych. Prowadzi to do dużych oszczędności kosztów badań.
Wykaz standardowych podłoży jest zamieszczony w normie PN-EN 13238. Standardowym podłożem drewnianym pod lakiery parkietowe zgodnie z ww. normą jest płyta wiórowa niezabezpieczona ogniochronnie o grubości (20±2) mm, gęstości (680±50) kg/m3, klasyfikacji Cfl-s1.
Lakierowanie i Malowanie Ogniochronne
Malowanie ogniochronne to jeden ze sposobów na zapewnienie obiektowi prawidłowej ochrony przed ogniem. Polega na pokrywaniu elementów stalowych oraz innych części budynków specjalnym rodzajem farby. Wykorzystuje się w tym celu farby ogniochronne, które działają na zasadzie zwiększenia swojej objętości wraz ze wzrostem temperatury. W ten sposób tworzą powłokę izolacyjną, która opóźnia nagrzewanie się elementów.
Scorched Science: Paint Copper with Fire
Mechanizm Działania Powłok Ogniochronnych
Lakierowanie przeciwpożarowe to wielowarstwowe lakierowanie powierzchni na mokro. Dzięki niemu pomalowany element nie ulega deformacji podczas kontaktu z ogniem. Do lakierowania przeciwpożarowego używa się specjalnych farb, które zwiększają swoją objętość ze wzrostem temperatury. Pierwsza warstwa stanowi grunt, zwiększający przyczepność powłoki ogniochronnej. Druga ma właściwości pęczniejące, a trzecia, nawierzchniowa, zabezpiecza lakierowany element przed czynnikami zewnętrznymi.
Warstwa właściwa pod wpływem wysokiej temperatury oraz tlenu może zwiększyć swoją objętość nawet 50-krotnie! W ten sposób znajdująca się pod nią stal będzie nagrzewała się zdecydowanie wolniej. Na warstwę ogniochronną najczęściej nakłada się jeszcze powłokę nawierzchniową, która może mieć dowolny kolor. Są to środki, zawierające składniki opóźniające i hamujące proces spalania drewna.
Wymogi Prawne i Cel Malowania Ogniochronnego
Stosowanie malowania ogniochronnego jest szczególnie ważne w obiektach, w których wymagana jest nośność ogniowa R dla elementów konstrukcyjnych. Jednym z najważniejszych aktów prawnych dotyczących ochrony przeciwpożarowej jest Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690).
W rozporządzeniu tym nośność oznacza się literą R oraz następującą po niej cyfrą, która określa czas wytrzymania naporu ognia w minutach. Np. główna konstrukcja nośna w budynku o klasie odporności pożarowej „B” musi mieć nośność ogniową R120, dlatego gdyby w obiekcie powstał pożar, taka konstrukcja nośna powinna utrzymać się przez 2 godziny, umożliwiając ewakuację przebywającym w nim osobom.
Oddając do użytku dany budynek, należy zapewnić każdemu z jego elementów odpowiednią nośność ogniową zgodną z klasą odporności pożarowej całego budynku. Stosowanie farb ogniochronnych pozwoli przede wszystkim zapewnić wysokie standardy bezpieczeństwa w przypadku pożaru osobom przebywającym w budynku, dlatego warto wykonać malowanie ogniochronne nie tylko, gdy trzeba osiągnąć odpowiednią nośność ogniową budynku.
Proces Aplikacji
Malowanie konstrukcji stalowych z użyciem farb ogniochronnych rozpoczyna się od odpowiedniego przygotowania powierzchni elementów konstrukcyjnych - należy oczyścić je do klasy Sa 2,5 według normy PN-ISO 8501-1, a następnie nałożyć na nie warstwę substancji zapobiegającej rdzewieniu. Na tak przygotowaną powierzchnię nakłada się warstwę podkładową, która zwiększy przyczepność następującej po niej warstwy ogniochronnej. Taka technika nie sprawdzi się jednak w przypadku elementów o niestandardowych kształtach, a w przypadku dużych powierzchni ręczne malowanie może zająć dość dużo czasu. Oferowane są profesjonalne usługi malowania ogniochronnego dowolnego rodzaju budynków - zarówno magazynów i hal produkcyjnych, jak i obiektów użyteczności publicznej. Do typu malowanych elementów dopasowywana jest odpowiednia technika nakładania farby - wykonuje się malowanie ręczne, jak i natryski na mokro oraz na sucho. W każdym przypadku dba się o uprzednie przygotowanie powierzchni oraz wybór najlepszej jakości farb.
Czas prowadzenia prac oraz finalna cena usługi zależy przede wszystkim od masywności elementów, warunków, w jakich utrzymywana będzie konstrukcja, techniki nakładania farby oraz rodzaju stali. Ten rodzaj farby można nakładać na powierzchnie metodą klasyczną, czyli wałkiem albo pędzlem, lecz dostępne są również metody natryskowe pozwalające na pokrycie farbą każdego fragmentu nawet niestandardowego elementu. Proces malowania przebiega szybko i sprawnie.
Właściwości Nowoczesnych Lakierów - Przykład OLI-AQUA PRO M 18.10 I 1K
W przemyśle meblowym i przy produkcji krzeseł rosną wymagania dotyczące systemu lakierowania. Niskie zużycie lakieru i szybkie schnięcie to ważne, optymalnie dopracowane parametry produktu, które umożliwiają szybkie pakowanie gotowych wyrobów. Przykładem nowoczesnego rozwiązania jest Lakier wielowarstwowy OLI-AQUA PRO M 18.10 I 1K, który jest odpowiedzią Oli Lacke na międzynarodowe przetargi, coraz częściej stawiające producentom mebli i zakładom stolarskim wymagania co do zastosowania trudnopalnych lakierów do drewna w wewnętrznej zabudowie.
Certyfikacja i Zgodność z Normami
Lakier wielowarstwowy OLI-AQUA PRO M 18.10 I 1K z certyfikatem wg europejskiej normy DIN EN 13501-1 jest nie tylko trudnopalny, ale spełnia również wymagania normy DIN EN 71-3, potwierdzonej raportem z badań nr 2517451/2 przez Laboratorium Badawczo-Rozwojowe Holztechnologie GmbH. Dodatkowo posiada certyfikowaną klasę odporności pożarowej DIN EN 13501-1, spełnia wymagania normy DIN EN 71-3 oraz IOS-MAT-0066 R 4 dla mebli pokojowych i biurowych oraz MÖBELFAKTA-Kat 2.
Kluczowe Właściwości Użytkowe
»Lakier wielowarstwowy OLI-AQUA PRO M 18.10 I 1k«, spełniający wymagania VOC, charakteryzuje się bardzo dobrym wypełnieniem, równomierną rozlewnością, szybkim czasem schnięcia oraz bardzo dobrą stabilnością i odpornością na sklejanie przy sztaplowaniu. W trakcie aplikacji nie tworzy się mikropiana. Został więc wyeliminowany efekt zamglenia powłoki, który ma niekorzystny wpływ na połysk lub ograniczałby zastosowanie produktu na ciemnym drewnie. Dodatkowo posiada dobrą odporność na plastyfikatory i krem.
Optycznie ten samosieciujący, bezbarwny lakier najnowszej generacji spośród lakierów wodnych, zachwyca pięknym ożywieniem drewna, eleganckim podkreśleniem porów i bardzo dobrą klarownością powłoki.
Zastosowanie i Metody Aplikacji
»Lakier wielowarstwowy OLI-AQUA PRO M 18.10 I 1k« może być nanoszony w dwóch warstwach przy zastosowaniu wszystkich metod ręcznego natrysku oraz za pomocą automatycznych urządzeń aplikacyjnych. Lakier może być suszony z zastosowaniem podczerwieni lub przyspieszonego schnięcia tunelowego. Bezbarwny, dostępny jest w trzech standardowych lepkościach, w jedwabisto-matowym i matowym stopniu połysku, w 30-litrowych opakowaniach.
Bezpieczeństwo Przeciwwybuchowe w Lakierniach
W lakierniach znacznie groźniejsze niż sam pożar jest ryzyko wystąpienia wybuchu, więc to na nim koncentruje się większość działań z zakresu ochrony przeciwpożarowej. Żeby mieć szeroki pogląd na kwestie zabezpieczenia lakierni przed wybuchem, konieczne jest zrozumienie zjawiska wybuchu mieszaniny par palnych substancji (takich jak w lakierach etanolowych czy innych rozpuszczalnikowych) z powietrzem.
Zjawisko Wybuchu i Granice Wybuchowości
Aby doszło do zapalenia się obłoku, w którym znajduje się gaz lub pary substancji palnych, np. benzyny z powietrzem, musi dojść do jednoczesnego wystąpienia trzech czynników: w obłoku takiej mieszaniny musi się znaleźć powietrze w wystarczającej ilości do podtrzymania pożaru, musi tu też zgromadzić się wystarczająca ilość paliwa, aby mogło się ono spalać w takim obłoku, i wreszcie jakiś czynnik musi ten pożar zapoczątkować. Wystąpienie tylko dwóch z trzech składników eliminuje możliwość powstania wybuchu.
Dodać należy, że czynnikiem bardzo niekorzystnym dla powstania wybuchu, w przypadku gdy w obłoku jest dość paliwa i powietrza, a pojawi się inicjał wybuchu, jest tzw. czynnik aerodynamiczny, czyli silne podmuchy powietrza, naturalny przeciąg lub wentylacja nawiewno-wywiewna wywołana układem mechanicznym.
Nawet w przypadku braku wentylacji w pomieszczeniu, do którego uwalnia się lub jest wprowadzane paliwo wybuchu, mieszanina ta może zapalić się dopiero wtedy, gdy stężenie paliwa w powietrzu osiągnie punkt krytyczny. Każda substancja gazowa lub zdolna do wytworzenia par potrzebuje innego stężenia w objętości 1 m3 powietrza, aby sformowała się groźna mieszanina. Taki punkt krytyczny to tzw. dolna granica wybuchowości (DGW). Gdy jakaś substancja w formie par wprowadzana jest do ograniczonej ilości powietrza, to rośnie jej stężenie, aż jest go w obłoku wybuchowym tak dużo, że w przypadku pojawienia się inicjału pożaru tego obłoku nie da się podtrzymać. To górna granica wybuchowości (GGW) każdej palnej substancji formującej pary.
Wniosek jest taki, że obłoki gazowe palą się (wybuchają) tylko wtedy, gdy paliwo znajdzie się między dolną i górną granicą wybuchowości. Dla mieszaniny par palnych substancji (czyli mieszaniny lakierowej) dolna granica wybuchowości wynosi 40 g/m3. Najczęściej wartość DGW konkretnej substancji podawana jest w procentach, określając proporcję par takiej substancji w objętości całej atmosfery wybuchowej. Mieszanina par substancji palnych z powietrzem nie stanowi zagrożenia wybuchu, dopóki zawarte w niej paliwo nie osiągnie niebezpiecznego progu stężenia (DGW).
Dokumentacja i Prawne Aspekty Ochrony Przed Wybuchem
Kwestie formalno-prawne i techniczne związane z obowiązkiem ochrony lakierni przed wybuchem są bardzo złożone i w dużej części to aspekty uznaniowe. W wielu przypadkach przy audycie bezpieczeństwa lakierni i analizie dokumentów formalno-prawnych miejscowe strefy zagrożenia wybuchem wyznaczane są i klasyfikowane z dużą nadgorliwością, przy kompletnej nieznajomości procesu technologicznego, zjawisk i budowy maszyn. Pojawienie się miejscowo par substancji palnych w przestrzeni jakiegoś pomieszczenia nie jest równoznaczne z wystąpieniem w tym miejscu atmosfery wybuchowej, bo ta sformuje się dopiero, gdy tego paliwa będzie dość do podtrzymania pożaru obłoku.
Scorched Science: Paint Copper with Fire
Ocena Zagrożenia Wybuchem (OZW)
Dokumentacja ochrony przed wybuchem dla organizowanej lakierni powstaje w dwóch etapach. Pierwszym z nich jest projekt nowego obiektu lub projekt lakierni w istniejącym obiekcie i przeprowadzenie procedury uzyskania decyzji o pozwoleniu na budowę, a następnie o pozwoleniu na użytkowanie. Na tym etapie zgodnie z wymogami art. 37.1 rozporządzenia ministra spraw wewnętrznych i administracji w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów, inwestor lub projektant musi wykonać Ocenę Zagrożenia Wybuchem (OZW).
OZW powinna zawierać obliczenie przyrostu ciśnienia wybuchu i klasyfikację pomieszczeń w obiekcie lub linii lakierniczej oraz wyznaczyć i sklasyfikować wszystkie miejscowe strefy zagrożenia wybuchem. W OZW wykonanej dla projektantów branżowych i architekta przygotowującego projekt budowlany do pozwolenia na budowę określane są wytyczne w zakresie wymagań ppoż. Następnie w oparciu o wyniki OZW inżynier pożarnictwa wydaje opinię i akceptację projektów branżowych formujących projekt budowlany. Po zakończeniu inwestycji i montażu urządzeń w lakierni, na etapie procedury pozwolenia na użytkowanie, wyniki OZW, jej zalecenia oraz efekt pracy ekip budowlanej i montażowej dostawcy urządzeń kontrolowane są przez Państwową Straż Pożarną. Po wydaniu pozwolenia na użytkowanie cała dokumentacja projektowa, włącznie z wykonaną OZW, traci swoją moc prawną i staje się dokumentem archiwalnym.
Autor OZW nie analizuje możliwych i prawdopodobnych scenariuszy powstania zagrożenia, a koncentruje się na danych z procesu technologicznego, budowie maszyn i zjawiskach, jakie powstają w lakierni w trakcie jej normalnego funkcjonowania. Autor OZW może jednak uwzględnić sytuację bardzo prawdopodobnej awarii urządzeń, np. zanik napięcia lub awaria wentylacji w pomieszczeniu. Ocena Zagrożenia Wybuchem prowadzi do określenia technicznych wskazówek do zgodnego z przepisami i bezpiecznego zaprojektowania, wybudowania i uruchomienia lakierni.
Ocena Ryzyka Wybuchu (ORW) i Dokument Zabezpieczenia Przed Wybuchem
Tuż przed rozpoczęciem użytkowania lakierni pracodawca zobligowany jest do przygotowania Oceny Ryzyka Wybuchu (ORW) i Dokumentu Zabezpieczenia Przed Wybuchem. Podstawą prawną nakładającą na pracodawcę obowiązek opracowania takiego dokumentu jest implementacja do krajowego systemu prawnego dyrektywy ATEX w treści rozporządzenia w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa.
Aby uniknąć konfliktu technicznego między wykonanymi już instalacjami lakierni a treścią Oceny Ryzyka Wybuchu, konieczne jest powrócenie do archiwalnego opracowania Oceny Zagrożenia Wybuchem w projekcie lakierni i skoordynowanie ich treści. Bardzo nieprzyjemne i kosztowne skutki może wywołać przygotowanie ORW w oderwaniu od zapisów zawartych w OZW. Jeśli zalecenia techniczne na poziomie projektu lakierni nie przewidywały powstania zagrożenia wybuchem w jakimś pomieszczeniu, nie wprowadzono tam żadnych zabezpieczeń i systemów ochrony, a wskazano nowe miejsca powstawania stref zagrożenia wybuchem w ORW, zmusi to do ponownej inwestycji w instalacje techniczne.
W odróżnieniu od OZW, autor ORW może posunąć się do analizy scenariusza zagrożeń na poziomie nieprawdopodobnym, jak wejście do magazynu lakierów pracownika z papierosem, samoczynne rozszczelnienie się puszek, uderzenie pioruna, wielkie zwarcie i iskrzenie instalacji elektrycznej czy samozapłon jakiejś substancji. Im bardziej nieprawdopodobne będą scenariusze, tym bardziej skomplikowane i kosztowne staną się wymagane zabezpieczenia techniczne i wprowadzane zasady organizacyjne.
Autor ORW musi przeprowadzić analizę scenariusza zagrożeń, w myśl którego w danym pomieszczeniu rozleje się magazynowany łatwopalny materiał chemiczny. Musi to zrobić, ponieważ następstwem analizy i oceny ryzyka wybuchu jest opracowanie wewnętrznych procedur, zakazów i nakazów eksploatacyjnych dla pomieszczeń i urządzeń w lakierni. Odpowiednie oznakowanie wejścia do tego magazynu znakiem EX dla wyznaczonej strefy zagrożenia wybuchem, zakaz wchodzenia z otwartym ogniem i procedura alarmowa w przypadku pojawienia się stanu awarii muszą mieć swoje uzasadnienie w przeprowadzonej ocenie ryzyka.
Świadome Zarządzanie Bezpieczeństwem
Strategia zabezpieczenia zakładu przed wybuchem i ochrony przed pożarem należy do właściciela lub użytkownika obiektu z lakiernią. Może on wprowadzić na własny koszt i poza wymaganiami formalno-prawnymi szereg dodatkowych zabezpieczeń chroniących życie i zdrowie pracowników oraz posiadane mienie. Powinien to jednak robić świadomie, a nie w oparciu o błędne wnioski i zalecenia wynikające ze źle przygotowanego dokumentu Oceny Ryzyka Wybuchu.