Pożary elewacji, szczególnie tych izolowanych styropianem, stanowią poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa budynków i ich mieszkańców. Szybkie rozprzestrzenianie się ognia po zewnętrznej powierzchni budynku może prowadzić do katastrofalnych skutków, co podkreślają liczne incydenty, w tym te o globalnym zasięgu. Zrozumienie mechanizmów powstawania i rozprzestrzeniania się takich pożarów, a także znajomość obowiązujących przepisów i metod zapobiegania, jest kluczowe dla zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa pożarowego.
Pożary Elewacji w Polsce i na Świecie: Przykłady Incydentów
Pożar na warszawskiej Białołęce
W Warszawie, przy ulicy Laurowej na Białołęce, wybuchł pożar elewacji w nowo powstającym budynku. Nad okolicą unosił się wówczas gęsty, czarny dym. Młodszy kapitan PSP przekazał, że pali się elewacja. Strażacy Komendy Miejskiej PSP miasta stołecznego Warszawy walczyli z ogniem, który objął ocieplenie obiektu. Pożar wybuchł w czteropiętrowym budynku i objął około 40 metrów kwadratowych elewacji. W jego wyniku uszkodzona została konstrukcja dźwigu na budowie, co doprowadziło do podjęcia decyzji o ewakuacji. Z budynku ewakuowało się 20 pracowników budowy, a także dwie osoby z budynku naprzeciwko. Uratowano operatora dźwigu uwięzionego w kabinie, który trafił do szpitala. W sumie policja ewakuowała 40 osób z bloku przy ulicy Portowej oraz z trzech domów jednorodzinnych. Po godzinie 15 asp. Łukasz Wujek z warszawskiej straży pożarnej informował, że zlokalizowano już zarzewie pożaru, trwają dogaszanie i przeszukiwanie terenu. Reporter Polsat News Łukasz Sobolewski informował, że kluczową akcją było udzielenie pomocy osobie, która pracuje na urządzeniu na wysokościach. Po godzinie 19 strażacy zakończyli prace. Inspektorzy nadzoru budowlanego oraz biegli stwierdzili, że w wyniku pożaru uszkodzona została konstrukcja dźwigu. Rozstawiono drugi dźwig, który zostanie wykorzystany do demontażu uszkodzonego żurawia wieżowego.
Pożar elewacji w Chorzowie
Dnia 12 lutego 2021 roku, około godziny 6:30, miał miejsce pożar elewacji budynku wielorodzinnego w Chorzowie przy ulicy Rymera. Po przybyciu na miejsce zdarzenia, Kierujący Działaniem Ratowniczym stwierdził, że przyczyną było wystrzelenie racy, która przebiła elewację budynku, powodując jej stopienie od środka. Następnie spowodowało to zadymienie w jednym z mieszkań na trzecim piętrze. Działania PSP polegały na zabezpieczeniu miejsca zdarzenia oraz rozebraniu około 3 m² elewacji w miejscu, gdzie wbiła się raca i stopiła styropian od środka.
Katastrofa Grenfell Tower w Londynie
Pożar wysokościowego budynku mieszkalnego wielorodzinnego Grenfell Tower w Londynie był szokujący nie tylko ze względu na spektakularny przebieg i liczbę ofiar. W XXI wieku zdarzył się pożar, który swobodnie, intensywnie i błyskawicznie rozwijał się na wszystkie strony świata po elewacji wielkiego, wolnostojącego budynku, w asyście ponad 200 strażaków i ich sprzętu, a następnie bez żadnych przeszkód wypalił wszystkie mieszkania sąsiadujące ze spaloną elewacją, pozostawiając po sobie opalony żelbetowy szkielet. W tym jednym z najlepszych systemów przeciwpożarowych świata coś bardzo mocno zawiodło - zapobieganie pożarom. Zadziwiająco odporna okazała się konstrukcja nośna budynku, pożar jej nie zniszczył.
SPŁONĄŁ CAŁY BLOK. Kto PONIÓSŁ ODPOWIEDZALNOŚĆ? Pożar Grenfell Tower w Londynie
Ewolucja Wymagań Izolacyjnych a Bezpieczeństwo Pożarowe
Przyczyny zdarzeń takich jak pożar Grenfell Tower należy upatrywać w szerszym kontekście zwiększonych wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej, wynikających z dążenia do redukcji emisji gazów cieplarnianych, w szczególności dwutlenku węgla. Ten sposób myślenia znalazł odzwierciedlenie w traktatach międzynarodowych, nakładających na poszczególne kraje limity wytworzenia dwutlenku węgla. W zakresie budownictwa miało to związek ze stanowieniem prawa dotyczącego izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych budynków, a ściślej rzecz biorąc - parametru oporu cieplnego ściany, co przekłada się na grubość izolacji termicznej.
- W latach 90. wymagany prawem współczynnik przenikania ciepła wynosił 0,30 W x m-2 x K-1, co przekładało się z naddatkiem na 10 cm taniej izolacji cieplnej przegród pionowych (ścian).
- Od 2014 r. współczynnik ten wynosił 0,25 (ok. 13-15 cm).
- Obecnie (od 1 stycznia 2017 r.) jako standard obowiązuje współczynnik 0,23, co zależnie od materiału ścian, przekłada się na 15-18 cm warstwy izolującej.
- Kolejnym zaleceniem zawartym w prawie europejskim, a przeniesionym do polskiego prawa, będzie od 2021 r. obniżenie współczynnika przenikalności cieplnej do poziomu 0,20. Takie wymaganie spełni dopiero warstwa najtańszej izolacji styropianowej lub z wełny mineralnej rzędu 18-20 cm. Należy przy tym zdawać sobie sprawę, że są to wymagania minimalne, a zalecenia praktyczne idą dalej, jako cel do osiągnięcia wskazując tzw. „budownictwo zeroenergetyczne”.
Jednocześnie, aby właściciele budynków musieli stosować owe prawo (jego twórcy wiedzą, że ekonomicznie jest ono nieuzasadnione), wprowadzono konieczność sporządzania dla budynków audytów energetycznych. Ich wyniki nie są zależne od faktycznego zużycia energii na cele grzewcze czy chłodnicze, lecz od obliczeń związanych z oporem cieplnym przegród zewnętrznych budynku. Tu pojawia się problem dotyczący ochrony przeciwpożarowej i rosnący wraz z wysokością budynków nie arytmetycznie, lecz wykładniczo, gdyż im grubszy materiał izolujący, tym trudniej go przymocować do podłoża w sposób trwały.
Materiały Izolacyjne i ich Właściwości Pożarowe
Powszechnie dostępne i tanie, a co najważniejsze - łatwe w aplikacji, materiały izolujące to wełna mineralna i styropian. Istnieje również spieniony poliuretan, w popularnych zastosowaniach funkcjonujący pod nazwą gąbki, a w budownictwie jako twarda pianka poliuretanowa (PUR) bądź rozprężalna, twardniejąca pianka.
Styropian (Płyty styropianowe)
Płyty styropianowe to materiał obecnie najczęściej wykorzystywany do ocieplenia domu. Skryty pod tynkiem styropian gwarantuje doskonałą izolację termiczną i akustyczną, posiada też szereg innych zalet, dzięki którym jest to wyjątkowo wysoko ceniony materiał. Produkując płyty styropianowe, zabezpiecza się je środkami retardującymi płomień. Oznacza to, że choć styropian nie należy do materiałów niepalnych, jest materiałem samogasnącym. Rozwiązanie to znacząco poprawia bezpieczeństwo przeciwpożarowe ocieplonych styropianem budynków mieszkalnych.
Zabezpieczanie styropianu przed ogniem
Jedną z metod zabezpieczania styropianu jest pokrycie jego powierzchni materiałami, które zwiększają jego odporność na ogień. Jako warstwa ochronna często stosowana jest wełna mineralna. Dzięki swoim właściwościom niepalnym wełna mineralna może skutecznie zabezpieczyć styropian przed bezpośrednim kontaktem z ogniem, co jest szczególnie istotne w kontekście ocieplania styropianem budynków mieszkalnych. Inną metodą jest zastosowanie specjalnych tynków ogniochronnych, które, tworząc na powierzchni styropianu warstwę odporną na ogień, znacząco zmniejszają ryzyko zapalenia się izolacji. Do tworzenia dodatkowej bariery ochronnej mogą zostać wykorzystane także płyty gipsowo-kartonowe, które nie tylko poprawiają odporność na ogień, ale także zwiększą stabilność konstrukcyjną ścian. Polecanym rozwiązaniem jest też zastosowanie wełny skalnej, która podobnie jak wełna mineralna, oferuje doskonałe właściwości niepalne i może być stosowana jako efektywna ochrona przed ogniem. Prawidłowo zabezpieczony styropian jest uważany za jeden z bezpieczniejszych materiałów izolacyjnych.
Pianki poliuretanowe (PUR/PIR)
Pianka poliuretanowa (PUR) ma znakomite właściwości izolacyjne: 10 cm pianki zastępuje 15-18 cm styropianu lub wełny mineralnej, przy czym pianka jest lekka, a nawet lżejsza niż styropian. Popracowano jednak nad pianką PUR i zaoferowano na rynku jej uodpornioną na działanie ognia wersję - poliizocyjanurat (PIR). W gruncie rzeczy jest to poliuretan wzbogacony o jeszcze więcej związków azotu, węgla i wodoru. Jego właściwości pożarowe okazały się na tyle dobre, że aż nazbyt łatwo uznano je za rewelacyjne, co wkrótce przełożyło się na wiedzę potoczną i handlową - uznano, że jest to materiał niepalny. Takie twierdzenia nie odpowiadają prawdzie. Ponadto im bardziej odporna na ogień jest dana odmiana pianki PIR, tym bardziej traci właściwości izolacyjne, a zyskuje na cenie.
PIR jest naprawdę dobry pożarowo pod jednym względem: spala się powierzchniowo (w materiałach reklamowych mówi się o rozkładzie termicznym, tyle że rozkład termiczny tej pianki zachodzi w temperaturach zbliżonych do rozkładu termicznego drewna), wytwarzając zwęgloną warstwę. Warstwa ta już się nie pali, nadal bardzo dobrze izoluje, a przy tym nie zmienia w sposób znaczący objętości. Zarówno PUR, jak i PIR mają jednak dwie cechy bardzo niekorzystne użytkowo - niską odporność na starzenie, powodowane promieniami UV i innymi czynnikami atmosferycznymi oraz małą odporność na zawilgocenie. Zawilgocony materiał nie dość, że traci część właściwości izolacyjnych, to degraduje się fizycznie, co może skutkować rozsypaniem się i zniknięciem. Oba te produkty w postaci lekkiej, sztywnej pianki są bardzo delikatne, ze względu na skrajną cienkościenność tworzących je komórek, skłonnych, by wstrzymany w toku produkcji proces polimeryzacji dokończyć, a więc zdegradować się. W związku z tym, o ile pianka nie ma na powierzchni skorupy, którą sama sobie swobodnie wytworzy, i/albo jest wystawiona na działanie słońca, deszczu i wiatru (elewacje budynków), musi zostać osłonięta. Jeśli wchodzi w skład płyt warstwowych, osłoną będzie blacha, chroniąca spieniony w niej rdzeń PUR lub PIR. W przypadku elewacji układane (mocowane) są panele osłonięte obustronnie welonem szklanym, bitumicznym lub folią aluminiową jako izolacją głównie przeciwwilgociową.
Regulacje dotyczące materiałów izolacyjnych
Zgodnie z polskim prawem, w budynku na wysokości powyżej 25 m od poziomu terenu, okładzina elewacyjna i jej zamocowanie mechaniczne, a także izolacja cieplna ściany zewnętrznej powinny być wykonane z materiałów niepalnych. Angielskie prawo jest w tym zakresie bardziej restrykcyjne. Mimo to, w Grenfell Tower zastosowano palny materiał izolacyjny o znacznej grubości (15 cm) na budynku nie dość, że wyższym niż 18 m, to przekraczającym tę wysokość ponad trzykrotnie. Panele osłonowe wykonano z dwuwarstwowej blachy aluminiowej, a materiał, który zastosowano, odpowiadał charakterystyce PIR. Kreślący każdy poziom międzykondygnacyjny wąski pas wełny mineralnej, o grubości i wysokości wynoszącej około 20 cm, świadczył o tym, że Anglicy zdawali sobie sprawę, że materiał izolacyjny jest palny - gdyby zastosowana PIR była niepalna, kłopotliwy montaż pasa wełnianego nie miałby żadnego uzasadnienia. Tym samym, wbrew własnym przepisom, zastosowano palny materiał izolacyjny.
Mechanizmy Rozprzestrzeniania się Ognia na Elewacji
Pożar na elewacji może rozprzestrzeniać się w sposób gwałtowny i niekontrolowany, co było szczególnie widoczne w przypadku Grenfell Tower. Ten element przysłużył się do rozwoju pożaru może nawet bardziej niż PIR. Jednocześnie zastosowany został bardzo nowoczesny montaż okien. O ile niegdyś montowano je zgodnie z licem muru lub nawet chowano w murze, to obecnie, ze względu na walkę z mostkami termicznymi, umieszcza się je w warstwie ocieplenia, unikając w ten sposób niekorzystnego izolacyjnie styku rama okienna - mur. Okno wstawione w niepalną izolację to sytuacja obojętna pożarowo. Ale gdy tkwi ono w palnej izolacji, w przypadku pożaru nie jest żadną, nawet chwilową przeszkodą dla ognia.
W Grenfell Tower pożar rozwinął się według najczarniejszego scenariusza. Najpierw napędził się, przemieniając w paliwo materiały palne mieszkania. Aluminiowa rama okna wytrzymała jego energię, ale szyby już nie. To nie byłby problem, gdyby płomienie wydostawały się na zewnątrz budynku przez okno, po prostu lizałyby od zewnątrz blachę aluminiową, odpychającą je od wyżej położonych okien. Niestety, rama wygięła się, odsłaniając materiał, w jakim ją zamontowano. Tym materiałem była pianka PIR, która zwęgliła się od energii pożaru, co poszerzyło szczelinę między oknem a izolacją. Tym samym gazy pożarowe o temperaturze kilkuset stopni dostały się do przestrzeni wentylacyjnej między izolacją cieplną a płytami osłonowymi. Tam wytworzyły samonapędzający się przyścienny ciąg kominowy. Niespalone cząstki gazów pożarowych intensywnie płonęły w warstwie przyściennej na znacznej wysokości, co dało całkiem duże pole powierzchni jeszcze bardziej podwyższonej temperatury.
Wysoka temperatura pożaru niszczyła aluminiowe ścianki osłonowe. Aluminium to jeden z najmniej odpornych ogniowo metali o zastosowaniu powszechnym (jest materiałem palnym, tylko należy do niego przyłożyć odpowiednią temperaturę, ta zaś w niektórych pożarach się pojawia). Panele odpadały od ściany, a co gorsza, w wielkich ilościach wytapiał się z nich polietylen, co można było zaobserwować jako lecące w dół strumienie ognia. Stało się więc coś, co zwyczajnie nie powinno mieć miejsca - pożar rozwijał się po elewacji nie tylko w górę, lecz także na dolne kondygnacje, można powiedzieć, że ściekał po ścianach. Niektóre blachy, jak wskazuje część zdjęć, zapaliły się. Tym samym w odniesieniu do materiałów zastosowanych w Grenfell Tower straciły sens wszelkie definicje klasyfikacyjne, dotyczące możliwości ich zastosowania ze względów pożarowych, również te, dzięki którym zastosowano przebadane rozwiązania systemowe. Palne materiały (łatwo-, trudno- i niezapalne) płonęły intensywnie, a pożar szybko rozszerzał się na elewacjach budynku ukośną, jaskrawą falą ognia z polietylenu, poliizocyjanianu i aluminium (zwłaszcza z welonów na piance PIR), jednocześnie dostając się do mieszkań.
Wyzwania w Akcjach Gaśniczych i Środki Zapobiegawcze
Trudności w gaszeniu pożarów elewacji
Działania gaśnicze, jak widać na materiale fotograficznym z Grenfell Tower, napotkały kolosalne trudności. W czasie pożaru z elewacji budynku sypały się blachy i spadał deszcz ogni lotnych, co istotnie ograniczało dostęp do niego. Rzucał się w oczy brak dostatecznego miejsca na rozstawienie sprzętu adekwatnego do wysokości budynku, którym podano by wodę na kondygnacje najwyższe bądź za pomocą którego ściągano by ludzi czekających w oknach. Następnego dnia strażacy wlewali wodę do zniszczonych mieszkań z drabiny ustawionej nie przy ścianie budynku, a za wysokimi drzewami. W sumie wystarczyło miejsca na trzy drabiny-podnośniki o ograniczonym zasięgu pionowym. Rusztowania ustawione wokół budynku są elementem, który może opóźniać i utrudniać akcję gaśniczą.
Bezpieczna ewakuacja i zagrożenie dymem
Remont Grenfell Tower obejmował również układy wentylacji oraz instalacje wodno-kanalizacyjną i elektryczną. Aby nie naruszać trzonu ewakuacyjnego, puszczono je pionami wewnątrz pomieszczeń. Drzwi z mieszkań prowadziły na hol trzonu ewakuacyjnego. Tam jedyna klatka schodowa była zamykana drzwiami i prawdopodobnie oddymiana. Problem w tym, że w tym samym trzonie był szyb windowy i zsyp na śmieci. Angielskie instrukcje przewidywały, by w razie niemożności ucieczki klatką schodową czekać cierpliwie na strażaków we własnych mieszkaniach, odciętych drzwiami przeciwpożarowymi. Takie komunikaty wygłaszali strażacy. Wbrew pozorom nie świadczy to o lekkomyślności, lecz o bardzo daleko posuniętym rozwiązaniu systemowym, w myśl którego każde mieszkanie powinno być twierdzą, do której pożar się nie przedostanie. W przypadku Grenfell Tower zawiedli się wszyscy, gdyż pożar nie był posłuszny przepisom, tylko prawom fizyki - mógł się dostać do mieszkań aż dwiema drogami: bardzo szybko po palnej (zabronionej prawem) elewacji oraz powoli od wewnątrz, przez niezabezpieczone w przepusty instalacyjne oraz pootwierane drzwi na klatce schodowej. Innych dróg ucieczki nie było.
W przypadku pożaru przede wszystkim powinniśmy zamknąć okna i stosować się do komunikatów straży pożarnej. Jak zachować się w przypadku pożaru? Jeśli chodzi o pożary, najgroźniejszy jest dym. Większość osób, kiedy jest w danym pomieszczeniu, ginie nie w wyniku ognia, tylko wdychania dymu.
Prewencja i przyszłe regulacje
Przy projektowaniu i realizacji ociepleń nie można pomijać aspektu prawnego. Aby pożar nie stał się faktem, kluczowe jest stosowanie się do przepisów. Oczywiste jest, że elewacji nie można pokrywać materiałem łatwopalnym. Jednak to jeszcze nie wszystko. Wykonując ocieplenie styropianem, trzeba przestrzegać odpowiednich zasad w zakresie projektowania i montażu konstrukcji. Zarówno projektanci, jak i wykonawcy, muszą być na bieżąco z aktualnymi zmianami w przepisach, aby zapewnić, że budynki mieszkalne i komercyjne są nie tylko energooszczędne, ale także bezpieczne dla ich użytkowników. Dla jeszcze większego bezpieczeństwa budynku warto zminimalizować ryzyko, że pożar w ogóle wystąpi, poprzez pokrycie izolacji niepalnymi materiałami ochronnymi. Najwyższy czas, wziąwszy pod uwagę nieuchronne zwiększenie masy izolacji termicznej, zacząć badać ogniowo punkty newralgiczne, to jest połączenia okno - izolacja termiczna, z wytworzeniem normy ku temu. Jeśli Europa nie chce takich badań, należy jak najszybciej stworzyć prawo krajowe.
tags: #pozar #elewacji #ze #styropianu