Prednosti i nedostaci drveta kao građevinskog materijala /

Drvo je organski materijal klasifikovan kao prirodni lignocelulozni polimer koji se vjekovima koristi kao građevinski materijal. Drvo ima mnoge prednosti, kao što su obradljivost, odlične mehaničke performanse u odnosu na masu, otpornost na koroziju i atraktivan izgled, ali i dva osnovna nedostatka: Drvetu je potrebno stalno održavanje i ono gori.

Kako drvo gori?

Prilikom sagorijevanja drveta formira se spoljašnji zaštitni sloj koji može da štiti unutrašnjost drvenog elementa. Takav sloj, koji se obično naziva ugljenisanim slojem, smanjuje snabdijevanje kiseonikom i, zahvaljujući izuzetno niskoj provodnosti, sprečava povećanje temperature unutrašnjih slojeva, usporavajući tako proces sagorijevanja jezgra drvenih elemenata (brzina sagorijevanja je u proseku 1 mm/min). Zbog ove osobine, konstrukcioni drveni element može dugo da odolijeva požaru, uglavnom mnogo duže nego čelični ili betonski element istih dimenzija.

Reakcija na požar i klasifikacija drveta

Prema reakciji na požar, drvo se obično svrstava u klasu D, u skladu sa standardom EN 13501-1: 2018, što znači da je veoma goriv materijal koji može značajno da doprinese razvoju požara u objektu.

Kako djeluju savremeni usporivači požara?

Upotreba usporivača požara može osjetno da doprinese smanjenju rizika od izbijanja i razvoja požara i ograničenju njegovog širenja na druge elemente. Savremeni sistemi zaštite od požara mogu značajno da umanje parametre požara na sledeće načine:

• • smanjenjem osjetljivosti na požar
• • produženjem vremena paljenja
• • smanjenjenm brzine širenja plamena i brzine gorenja materijala
• • smanjenjem količine i brzine oslobađanja toplote tokom požara

Drugim riječima, ovi sistemi doprinose usporavanju razvoja požara i produžavaju vrijeme za evakuaciju.

H3: Usporivači požara za drvo i drvenu građu

Prema načinu primjene, materijali i sistemi za zaštitu drveta od požara klasifikovani su u dvije kategorije:

• impregnirajuće supstance koje prodiru u drvo, obično u vidu vodenih rastvora ili u kombinaciji sa drugim rastvaračima (npr. tečni NH3)

• površinski aktivni premazi, koji formiraju zaštitni sloj na površini drveta, u vidu lakova, premaza (često ekspandirajućih), folija, vlakana ili tankih protivpožarnih barijera

Ukoliko se sredstva koja prodiru u drvo nanose bojenjem ili prskanjem, njihova efikasnost je obično manja od efikasnosti sredstava za premazivanje.

Neki zaštitni materijali mogu da poboljšaju klasu reakcije drveta na požar do klase B - s1, d0, što je najbolja klasa za drvo prema sistemu Euroclass.

Šta znači otpornost drveta na požar?

Uopšteno govoreći, bez obzira na sistem detekcije i gašenja požara koji se koristi, noseći element treba efikasno zaštititi od požara ukoliko se očekuje njegovo potencijalno otkazivanje. Drvo je poseban slučaj jer uvijek treba smanjiti reakciju na požar, usporiti početak gorenja, povećati otpornost na požar i poboljšati nosivost tokom izloženosti požaru.

Tačnije, otpornost na požar označava vrijeme tokom kojeg će noseći ili razdvajajući element zadržati svoja svojstva (izolativnost, integritet i nosivost, u zavisnosti od funkcije elementa). Drveni noseći elementi, kao što su grede i stubovi, moraju da izdrže požar određeno vrijeme dok ne dostignu granična stanja, nakon čega više ne mogu da obavljaju projektovanu funkciju. Ovo vrijeme se izražava u vidu klasa R15, R30, R60 itd., pri čemu se R odnosi na zadržavanje nosivosti tokom određenog vremena izraženog u minutima.

Kako produžiti otpornost drveta na požar?

Kod drvenih konstrukcija, glavni razlog gubitka nosivosti u požaru jeste smanjenje poprečnog presjeka usled sagorijevanja drveta. Na tržištu postoji nekoliko sistema koji pružaju određenu izolaciju i/ili smanjuju početak ugljenisanja:

• • obloga oko drvene konstrukcije (npr. ploče za zaštitu od požara)
• • nereaktivna izolacija (npr. mineralna vuna)
• • malter (nanošenje na površinu)
• • premaz za zaštitu od požara (premaz sa termičkom barijerom i/ili ekspandirajući premaz)

Ova zaštitna riješenja ne mijenjaju hemijska svojstva nosećeg drvenog elementa, već predstavljaju samo neku vrstu zaštitne obloge, koja može da smanji prenos toplote u štićeni element, usporavajući tako njegovu toplotnu degradaciju, dok u isto vrijeme odlaže paljenje i usporava proces sagorijevanja.

Različiti mehanizmi otpornosti na požar i njihov uticaj na drvo

Mehanizmi doprinosa otpornosti na požar mogu se klasifikovati prema njihovom uticaju na drvo, kao na primjer u nastavku:

• • usporavanje porasta temperature drveta
• • formiranje poroznog zaštitnog sloja
• • stvaranje negorive ugljenične obloge ili sloja silikata
• • reflektovanje toplotnog zračenja (skrining)
• • uspostavljanje fizičke barijere između kiseonika i sloja drveta

Oblaganje drvene konstrukcije pločama za zaštitu od požara

Veoma popularan i efikasan metod zaštite od požara koji pruža prihvatljive estetske karakteristike jeste korišćenje obloga koje se izrađuju od specijalnih ploča za zaštitu od požara. Tu spadaju ploče od kalcijum silikata, gipsane ploče, krečno-cimentne ploče ili cimentne ploče ojačane staklenim vlaknima i raznim ispunama. Takve obloge mogu da se izrađuju i od ploča od mineralne vune.

Međutim, vrijeme potrebno za montažu ovakvih konstrukcija relativno je dugo. Obloge obično zahtijevaju posebnu noseću konstrukciju, mehanička sredstva za pričvršćivanje (klinove, vijke ili stege) i posebne maltere ili mase za ispunu (za obradu spojeva između ploče) koje su otporne na visoke temperature.

Mašinsko nanošenje maltera ili klasično malterisanje

Mašinsko ili ručno malterisanje se primjenjuje kod konstrukcija kod kojih estetski aspekti završne obrade nisu od suštinskog značaja.

Malteri se mogu nanositi na dva načina. Prvi, takozvani „suvi metod“, sastoji se od kombinovanja i miješanja gotove suve mase sa vodom ili tečnim vezivnim aditivom u mlaznici pištolja za prskanje. Ovaj metod sprečava gubitak raspršenog materijala. Drugi, takozvani „vlažni metod“, sastoji se od miješanja suve materije sa vodom, a nanošenje se izovodi pomoću pumpe i raspršivača. Debljina obloge može da se kreće u opsegu od 10 do 100 mm, a nanosi se u nekoliko slojeva. U glavne nedostatke takve tehnologije spadaju:

• gruba tekstura površine

• moguće prljanje okolnih elemenata tokom nanošenja

• nedovoljna otpornost na vremenske uslove

Ekspandirajući (reaktivni) premazi

Usporivači požara ili premazi za zaštitu od požara su boje, lakovi ili impregnacije koje mogu da poboljšaju klasu reakciju na požar i doprinesu otpornosti na požar, a smatraju se veoma efikasnim metodom zaštite drvenih konstrukcija od požara.

U prošlosti je zapaljivost drveta smanjivana potapanjem drvenih elemenata u morsku vodu (impregnacija natrijum hloridom), nakon čega bi usledilo farbanje specijalnim bojama koje sadrže dodatke kreča ili krede, a imaju svojstvo da uspore paljenje. Danas se za izolaciju premazima najčešće koriste savremeniji sistemi, kao što su premazi koji deluju kao toplotna barijera. Konkretno, ekspandirajući (intumescentni) premazi (poznati i pod nazivom ‚reaktivni premazi‘) su specijalne boje koje uvećavaju zapreminu na temperaturama oko 200oC, formirajući višećelijski izolacioni sloj koji može da zaštiti drvo ispod njih.

Kada se izlože vatri, ekspandirajući premazi se postepeno ugljenišu, počev od spoljašnjih slojeva. Savremena tehnologija omogućava ekspandirajućem sloju da poveća svoju prvobitnu debljinu do 50 puta, čime se efikasnost ovog riješenja znatno poboljšava.

Glavne prednosti ove vrste izolacije su jednostavnost nanošenja, minimalna debljina zaštite i završni izgled konstrukcije.

Koja su najnovija riješenja kompanije Promat za zaštitu od požara?

Promat nudi proizvode visokog kvaliteta koji su osmišljeni za sisteme pasivne zaštite od požara. Svaki proizvod ima jedinstvenu specifikaciju koja pruža odgovarajuća riješenja za različite projekte.

Promat poseduje najnoviju tehnologiju za ekspandirajuće premaze za zaštitu drveta. Zahvaljujući performansama otpornosti na požar i velikoj transparentnosti, reaktivni premaz PROMADUR® nadmašuje sve slične materijale.

Otpornost drvenih elemenata na požar zavisi od njihove debljine, oblika, materijala (tipa drveta, npr. četinarsko ili listopadno drvo, čvrsto, lepljeno, rezano ili usitnjeno drvo), gustine drveta, dostupnosti kiseonika, kao i od količine i kvaliteta nanesenih premaza za zaštitu od požara. U zavisnosti od ovih faktora, PROMADUR® omogućava povećanje otpornosti na požar drvenih elemenata na 120 minuta (klasa R120) ili više.

PROMADUR® se takođe koristi za smanjenje stepena zapaljivosti drvenih površina na najnižu moguću klasu (B-s1,d0 prema standardu EN-13501), što znači da pruža najveću moguću klasu zaštite od požara koja je dostupna kod reaktivnih premaza.

Da bi se poboljšala mehanička svojstva PROMADUR®-a (na primer, otpornost na abrazivno habanje) i povećala otpornost na vlagu, bez smanjenja klase otpornosti na požar zaštićenih drvenih elemenata, može se nanijeti jednokomponentni premaz PROMADUR® Topcoat.

Etex Building Performance d.o.o. |  Vojvode Putnika 79 I Sremska Kamenica | 21208 | Serbia |  www.promat.com  | www.siniat.rs