CC BY
32
DOI: 10.12845/bitp.42.2.2016.17
ml. bryg. dr inz. Mariusz Pecio1
Przyjfty/Accepted/Принята: 10.05.2016; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 12.06.2016; Opublikowany/Published/Опубликована: 30.06.2016;
Wybrane problemy ochrony przeciwpozarowej w projektowanych i modernizowanych budynkach wysokosciowych
Selected Fire Protection Problems in Designed and Modernized High-Rise
Buildings
Выбранные проблемы противопожарной защиты в проектируемых
2
и модернизируемых высотных зданиях2
ABSTRAKT
Cel: Celem artykulu jest okreslenie obszarow problemowych zwiqzanych z ochrony przeciwpozarow^ wyst^puj^cych przy projektowaniu i modernizacji budynkow wysokosciowych w Polsce. Ponadto w artykule pokazano dost^pne, praktyczne (formalne i techniczne) sposoby rozwiqzywania tych problemow.
Wprowadzenie: Przedmiotem niniejszego artykulu jest problematyka zwiqzana z zapewnianiem odpowiedniego poziomu bezpieczenstwa pozarowego w istniej^cych i projektowanych budynkach wysokosciowych. Zgodnie z obecnie obowiqzuj^cymi przepisami budynki wysokosciowe nalezy projektowac i wykonywac w najwyzszej klasie odpornosci pozarowej. Oznacza to, ze wymagania odnosnie klasy odpornosci ogniowej elementow budynku oraz elementow oddzielenia przeciwpozarowego powinny byc mozliwie jak najbardziej restrykcyjne. Wi^kszosc problemow zwiqzanych z wymaganiami ochrony przeciwpozarowej dla typu budynkow dotyczy obiektow istniej^cych, co jest uwarunkowane ci^glymi zmianami obowiqzuj^cych przepisow ochrony przeciwpozarowej, jednak cz^sc z tych problemow dotyczy rowniez budynkow nowoprojektowanych. Metodologia: Do realizacji pierwszego postawionego celu wykorzystano analizy obowi^zuj^cych w Polsce w ostatnich 35 latach aktow prawnych w zakresie wymagan techniczno-budowlanych. Drugi cel pracy (praktyczne sposoby rozwiqzywania problemow) zrealizowano przy pomocy analizy oraz syntezy dost^pnej literatury, wiedzy technicznej oraz niepublikowanych materialow wlasnych.
Wnioski: W praktyce inzynierii bezpieczenstwa pozarowego wyst^puj^ problemy zwiqzane z budynkami nalez^cymi do grupy budynkow wysokosciowych. Obszary problemowe zdefiniowano zarowno w grupie budynkow istniej^cych, jak i nowoprojektowanych. W przypadku budynkow nowoprojektowanych w celu eliminacji utrudnien zaleca si£ korzystac z formuly odst^pstw od przepisow techniczno-budowlanych oraz z indywidualnych dokumentacji technicznych. W Polsce wyst^puje rowniez grupa budynkow wysokosciowych wybudowanych na podstawie przepisow rozni^cych si£ od zasad obowi^zuj^cych obecnie. S^ to obiekty, w ktorych prowadzi si£ prace budowlane dostosowuj^ce je do nowych wymagan technicznych i funkcjonalnych. Glownym wnioskiem z przeprowadzonej analizy w tym obszarze jest potwierdzenie, ze istniej^ formalne i inzynierskie narz^dzia umozliwiaj^ce uzytkowanie budynkow, pod warunkiem zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczenstwa, co jest mozliwe dzi^ki stosowaniu rozwi^zan zast^pczych i zamiennych, uzasadnionych wiedzy inzyniersk^, analitycznymi metodami obliczeniowymi i komputerowymi symulacjami rozwoju pozaru.
Slowa kluczowe: budynki wysokosciowe, projektowanie budynkow, odpornosc pozarowa, zabezpieczenia przeciwpozarowe w budownictwie Typ artykulu: artykul przegl^dowy
ABSTRACT
Aim: The first aim of this article is to define problematic areas associated with fire protection in the design and modernization of high-rise buildings. The second aim is to present practical (formal and technical) methods of solving these problems.
Introduction: The subject of this article are problems related to ensuring an adequate level of fire safety in existing and planned high-rise buildings. According to current law regulations, high-rise buildings must be designed and built in the highest class of fire resistance. This means severe consequences in the design of fire resistance class of building elements and components of fire separation. Most of the problems associated with fire protection requirements in such buildings relate to existing facilities, which is subject to constant change in existing fire protection regulations, but there is also a problematic area related to the design of new buildings.
Methodology: In order to achieve the first objective, an analysis was performed of the law acts used in Poland in the last 35 years in the scope of technical requirements and buildings. The second aim of the study (practical ways of solving problems) was carried out with the analysis and synthesis of the available literature, technical knowledge and unpublished own materials.
1 Szkola Glowna Sluzby Pozarniczej w Warszawie / Main School of Fire Service; Warsaw, Poland; [email protected];
2 В польском законодательстве - здания высотой более 55 метров.
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.17
Conclusions: In fire safety engineering problems related to high-rise buildings exist.. Problematic areas were defined in both the existing buildings and newly designed ones. In the case of newly designed buildings in order to avoid impediments it is recommended to use the institution of derogation of building regulations and individual technical documentation (single admission). In Poland there is also a group of high-rise buildings constructed under the requirements different from those that are currently in force. These are buildings, where construction works are carried out in order to adapt them to new technical and functional requirements. The main conclusion of the analysis in this area is to confirm that there are formal and engineering tools which allow to use the buildings where an adequate level of safety is provided. For this purpose it is suggested to use alternative solutions by the implementation of engineering expertise, analytical methods and computer simulations of fire development.
Keywords: high-rise buildings, design of buildings, fire resistance, fire protection in the construction industry Type of article: review article
АННОТАЦИЯ
Цель: Одна из целей статьи состоит в определении проблематических областей, связанных с противопожарной защитой, при проектировке и модернизации высотных зданий в Польше. Вторая цель этой статьи - показать имеющиеся практические (формальные и технические) способы решения этих проблем.
Введение: Предметом статьи являются вопросы, связанные с обеспечением надлежащего уровня пожарной безопасности в существующих и проектируемых высотных зданиях. Согласно действующим правилам высотные здания должны быть спроектированы и изготовлены в соответствии с самым высоким пределом огнестойкости. Это означает жестокие требования, связанные с пределом огнестойкости строительных элементов и противопожарных разделительных переград. Большинство проблем, связанных с требованиями противопожарной защиты в такого рода зданиях, касается существующих объектов. Это обусловлено постоянными изменениям в действующих правилах противопожарной защиты, но часть этих проблем также относится и к новым зданиям.
Методология: Для реализации первой поставленной цели был использован анализ литературы в области правовых актов, действующих в Польше за последние 35 лет в сфере технических и строительных требований. Вторая цель работы (практические способы решения проблем) была реализована с помощью анализа и синтеза имеющейся литературы, технических знаний и неопубликованных материалов авторов.
Выводы: На практике в инженерии пожарной безопасности появляются проблемы, связанные со зданиями, принадлежащими к группе высотных зданий. Проблемные вопросы относятся как к существующим, так и к новым заданиям. В случае новых проектируемых зданий с целью устранения трудностей рекомендуется использовать формулу отклонения от строительных норм и правил, а также пользоваться индивидуальной технической документацией. В Польше существует также группа высотных зданий, построенных в соответствии с положениями отличающимися от тех, которые действуют в настоящее время. Это группа объектов, для которых выполняются строительно-монтажные работы по адаптации зданий к новым техническим и функциональным требованиям. Главным выводом проведенного в этой сфере анализа является подтверждение, что существуют формальные и инженерные средства, которые позволяют получить возможность эксплуатации здания при условии обеспечения достаточного уровня безопасности. Для этой цели применяются альтернативные решения, которые подтверждаются инженерными знаниями, аналитическими методами расчётов и компьютерными моделированиями развития пожара.
Ключевые слова: высотные здания, проектировка зданий, огнестойкость, противопожарная защита в строительстве Вид статьи: обзорная статья
1. Wprowadzenie
Przedmiotem niniejszego artykulu jest problematyka zwi^zana z zapewnianiem odpowiedniego poziomu bezpie-czenstwa pozarowego w budynkach wysokosciowych. Zakres artykulu ograniczono do istniej^cych lub projektowanych bu-dynków zaliczonych do kategorii zagrozenia ludzi.
Ochrona przeciwpozarowa budynków to bardzo wazny aspekt dzialan prewencyjnych, których celem jest zapobie-ganie pozarom i minimalizowanie ich skutków, w tym liczby ofiar i rozmiaru strat materialnych. Oprócz niemozliwych do zmierzenia emocji towarzysz^cych utracie bliskiej osoby oraz strat spolecznych, smierc czlowieka w wyniku pozaru ma równiez wymiar ekonomiczny. Koszt ofiary smiertelnej pozaru w odniesieniu jedynie do utraty przyszlych dochodów przez budzet panstwa w 2012 roku wyniósl 2.160.075 zl [1].
Jak pokazuje praktyka, problemy zwi^zane z wymagania-mi ochrony przeciwpozarowej pojawiaj^ siç czçsciej w obiek-tach istniej^cych niz w tych nowopowstalych. Jest to uwarun-kowane ci^glymi zmianami (najczçsciej zaostrzaniem) obo-wi^zuj^cych wymagan techniczno-budowlanych i przepisów przeciwpozarowych. Dla budynku projektowanego brane s^ pod uwagç wymagania techniczno-budowlane obowi^zuj^ce w dniu uzyskania pozwolenia na budowç. Przepisy przeciw-pozarowe obowi^zuj^ natomiast dla wszystkich budynków od momentu wejscia w zycie. W przypadku znacz^cych zmian prawo przewiduje okresy przejsciowe na dostosowanie obiek-tu do nowych regulacji.
W przypadku, gdy budynek nie spelnia warunkow tech-niczno-budowlanych i wyst^puje przeslanka obliguj^ca inwe-stora do dostosowania budynku do obowi^zuj^cych wymagan3, mozna skorzystac z rozwi^zan zast^pczych i zamien-nych. W przypadku budynku nowoprojektowanego odst^p-stwo od warunkow techniczno-budowlanych jest mozliwe tylko za zgod^ ministra wlasciwego do spraw budownictwa. W kazdym przypadku budynek (projektowany lub istniej^-cy) lub jego projekt mozna dostosowac do obowi^zuj^cych wymagan, ale zdarza si§ rowniez, ze jest to niemozliwe lub bardzo trudne.
2. Budynki wysokosciowe w Polsce
Zgodnie z przepisami prawa obowi^zuj^cymi w Polsce do grupy budynkow wysokosciowych zalicza si§ budynki o wy-sokosci powyzej 55 m. Wysokosc ta jest mierzona od poziomu terenu przy najnizej polozonym wejsciu do budynku do gornej kraw^dzi przekrycia stropu lub stropodachu nad naj-wyzsz^ kondygnacj^ uzytkow^.
Tak^ klasyfikacj^ przyj^to w Polsce 1 kwietnia 1995 roku wraz z wejsciem w zycie rozporz^dzenia [2]. Wczesniej poslu-giwano si§ przedzialami wysokosci odpowiadaj^cymi obec-nym, jednak nie stosowano aktualnego nazewnictwa. Cztery grupy wysokosci oraz poziomy wysokosci powyzej 25 m i powyzej 55 m pierwszy raz pojawily si§ w rozporz^dzeniu [3],
Przebudowa, nadbudowa, rozbudowa lub zmiana sposobu uzytko-wania.
ПОЖАРНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
DOI:10.12845/bitp.42.2.2016.17
80 70 60 50 40 30 20 10 0
I wszystkie/all
70 -100 m I powyzej 100 m / higher than 100 m
ogotem / total
70 43
la.
2003-obecnie / since 2003
21 13
1995-2002
13 4
ll.
przed 1995 / before 1995
27
36 26
10
I wszystkie/all ■ 70 -100 m
powyzej 100 m / higher than 100 m
8
9
Ryc. 1. Liczba budynkow o znacznej wysokosci w Polsce Fig. 1. The number of high-rise buildings in Poland Zrôdlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
ktore obowi^zywalo od 1 stycznia 1981 roku. Przed Ц dat^ klasyfikacja obejmowala zaledwie trzy grupy wysokosci (przy poziomach 15 i 30 m), ale owczesne wymagania techniczno--budowlane [4] trudno jest porownac z obecn^ form^ przepisow. Co interesuj^ce, stan prawny obowi^zuj^cy 50 lat temu jest stosunkowo zblizony do tego, ktory obowi^zuje dzisiaj w panstwach Unii Europejskiej i USA. Przedmiotem debaty jest rowniez formula przepisow planowanych do wdrozenia w Polsce w zakresie tzw. wysokosci operacyjnej.
W celu zwizualizowania skali tego zagadnienia na rycinie 1 zestawiono liczbç budynkow o znacznej wysokosci (powyzej 70 m) w Polsce w podziale na budynki do 100 m i 70-100 m wysokosci z uwzglçdnieniem roku budowy.
Na uwagç zasluguje fakt, ze wiçkszosc istniej^cych budynkow wysokosciowych zostala wybudowana przed 1995 rokiem. Jest to przyczyn^ wielu problemow zwi^zanych z koniecznosci^ spelnienia w tych budynkach obecnych standardow prawnych. Z kolei w ostatnich latach mozna zaobserwowac trend projek-towania budynkow o wysokosci powyzej 150 m, dla ktorych wymagania s^ tozsame jak dla budynkow trzykrotnie nizszych.
3. Aktualne wymagania techniczno--budowlane z zakresu ochrony przeciwpozarowej dla budynkow wysokosciowych
Zgodnie z obecnie obowi^zuj^cymi przepisami nie ma mozliwosci zaprojektowania budynku wysokosciowego w klasie odpornosci pozarowej innej niz klasa A [5], dla kto-rej ustalone zostaly restrykcyjne wymagania w odniesieniu do klasy odpornosci ogniowej elementow budynku oraz ele-
mentow oddzielenia przeciwpozarowego. Podstawowe wymagania techniczno-budowlane dla budynkow wysokosciowych zostaly przedstawione w tabeli 1.
Wymagania techniczno-budowlane dopuszczaj^ moz-liwosc powiçkszania powierzchni strefy pozarowej przy za-stosowaniu instalacji przeciwpozarowych. Dla budynkow zaliczonych do kategorii zagrozenia ludzi maksymalne po-wiçkszenie wynosi 200%, jednak w przypadku budynkow wysokosciowych zlagodzenia te nie maj^ zastosowania.
4. Wybrane obszary problemowe
W przypadku wymagan techniczno-budowlanych pro-blemy zwi^zane z wykonaniem budynku w zgodzie z przepisami dotyczy zarowno budynkow nowoprojektowanych, jak i istniej^cych. Wynika to z ograniczonych mozliwosci pro-jektowania elementow konstrukcyjnych nosnych i oddziela-j^cych w klasie odpornosci ogniowej REI 240. Projektowanie elementow 4-godzinnych zawsze bçdzie wykraczalo poza za-kres normy [6]. Problemy zwi^zane z niezgodnosci^ podzialu na strefy pozarowe dotyczy czçsciej budynkow istniej^cych, z uwagi na zastany uklad konstrukcyjny i funkcjonalny. Z kolei w budynkach nowoprojektowanych nie dopuszcza siç odstçpstwa od wymagan ewakuacyjnych.
4.1. Klasa odpornosci pozarowej
Problemy zwi^zane z klas^ A odpornosci pozarowej wynikaj^ z wymaganej dla tej klasy odpornosci ogniowej elementow budynku oraz elementow oddzielenia przeciw-pozarowego. Niektore elementy musz^ przynalezec do klasy odpornosci ogniowej wynosz^cej 240 minut.
Tabela 1. Podstawowe wymagania techniczno-budowlane dla budynkow wysokosciowych Table 1. Basic technical and building requirements for high-rise buildings
Parametr / Parameter Wartosc / Value
Klasa odpornosci pozarowej /Fire resistance class A
Glowna konstrukcja nosna /Main supporting structure R 240
Elementy oddzielenia przeciwpozarowego /Fire barrier element REI 240/REI 120
Dopuszczalna powierzchnia strefy pozarowej /(Maximum permissible fire zone area 2.500 m2
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Zmiany w zakresie klasy odpornosci pozarowej wpro-wadzono glownie poprzez nowelizaj warunkow technicz-no-budowlanych, ktore obowi^zuj^ od dnia 12 pazdziernika 2002 roku, czyli od daty wejscia w zycie rozporz^dzenia [5]. Wczesniej nie wymagano, aby budynki zaliczone do katego-rii zagrozenia ludzi4 byly wykonywane w klasie A. Budynki w najwyzszej grupie wysokosci mozna bylo wykonywac w klasie odpornosci pozarowej B, co oznacza klas^ odpornosci ogniowej kluczowych elementow budynku na poziomie 120 minut (R, EI 120). W przypadku budynkow wzniesionych przed 1981 rokiem problemy wynikaj^ z zupelnie innej formuly przepisow techniczno-budowlanych. W tamtym czasie najwyzsza klasa odpornosci pozarowej A oznaczala „odpor-nosc ogniow^ nie mniejsz^ niz 3 godziny" [4, s. 355]. Jednak nie zostaly wowczas okreslone inne klasy odpornosci ogniowej elementow oddzielenia przeciwpozarowego (jak np. 4 godziny), w zwi^zku z czym nie da si§ porownac owczesnych dokumentow normatywnych z dzisiejszymi klasyfikacjami.
Obowi^zuj^cy Eurokod [6] w zakresie projektowania elementow betonowych z uwagi na odpornosc ogniow^ dopusz-cza wykonanie elementow w klasie odpornosci ogniowej (R) EI 240, ale wprowadza ograniczenie do 40 w zaleznosci od stosunku wysokosci sciany w swietle i jej grubosci. W prak-tyce projektowanie elementow w klasie odpornosci ogniowej 240 minut dla smuklych elementow wymaga stosowania skomplikowanej metodologii inzynierskiej lub mo deli kom-puterowych, poniewaz przy doslownym zastosowaniu posta-nowien przywolanego eurokodu sciana o wysokosci 100 m musialaby miec u podstawy grubosc 2,5 m, czego si§ z oczy-wistych powodow nie praktykuje.
4.2. Podzial na strefy pozarowe
Dopuszczalna powierzchnia strefy pozarowej nie zmieni-la si§ znacz^co i od wielu lat wymagania w tym zakresie s^ bardzo surowe. Obowi^zuj^ce w przypadku budynkow niz-szych zlagodzenia w zakresie dopuszczalnej powierzchni stref pozarowych nie dotycz^ budynkow wysokosciowych.
Mimo niezmiennosci surowych wymagan w zakresie dopuszczalnej powierzchni strefy pozarowej w praktyce sto-sunkowo cz^sto pojawiaj^ si§ niezgodnosci w tym zakresie. Dotycz^ one najcz^sciej trzech kwestii:
• nieautoryzowanych prac budowlanych polegaj^cych na przebudowie i w konsekwencji przerywania ci^glosci elementow oddzielenia przeciwpozarowego,
• nieutrzymania elementow oddzielenia przeciwpozaro-wego oraz zabezpieczonych w nich otworow i instalacji w nalezytym stanie technicznym,
• zmiany zasad podzialu obiektu na strefy pozarowe oraz zmiany technicznych wymagan dla elementow oddzie-lenia przeciwpozarowego oraz zabezpieczen otworow i instalacji, wprowadzonych przez nowelizacje przepisow i norm.
4.3. Przeciwpozarowe zabezpieczenie instalacji
Podobnie jak w przypadku elementow budynku oraz elementow oddzielenia przeciwpozarowego, problemy ogniochronnego zabezpieczenia instalacji uzytkowych w bu-dynkach rowniez s^ zwi^zane z klas^ odpornosci ogniowej. Przepisy techniczno-budowlane stanowi^, ze przepusty insta-lacyjne w elementach oddzielenia przeciwpozarowego musz^ miec klas^ odpornosci ogniowej E l, z kolei przepusty instala-cyjne w elementach wykonanych w klasie odpornosci ogniowej (R) EI 240 - klas^ odpornosci ogniowej EI 240. Na rynku wybor zabezpieczen instalacyjnych w tej klasie odpornosci
4 Za wjtkiem okresu przed 1995 rokiem dla archiwow, muzeow i bibliotek - w Polsce takie budynki o wysokosci > 55 m nie wyst^powaly.
DOI:10.12845/bitp.42.2.2016.17
ogniowej jest ograniczony do kilku rodzajow zabezpieczen. Badania certyfikacyjne prowadzone s^ przez producentow zabezpieczen w celu zastosowania ich wynikow w calej Europie. Natomiast wymagania obowi^zuj^ce w Europie w wi^kszosci przypadkow koncz^ si§ na klasie odpornosci ogniowej 180 minut. Ponadto badania klasyfikacyjne s^ stosunkowo drogie, a obowi^zek stosowania zabezpieczen 4-godzinnych dotyczy niewielu przypadkow i dlatego certyfikacja jest po prostu nieoplacalna. Zabezpieczenia w klasie odpornosci ogniowej EI 240 s^ specyficzne z uwagi na warunki brzegowe, co po-woduje, ze oprocz trudnosci formalnych (brak dokumentow odniesienia), prawidlowe wykonanie tego typu zabezpieczen wymaga wysokich umiej^tnosci technicznych.
4.4. Wymagania ewakuacyjne
Glown^ przyczyn^ wielu niezgodnosci ewakuacyjnych w budynkach istniej^cych (niezaleznie od ich wysokosci) jest inaczej liczona dlugosc dojscia ewakuacyjnego w obecnie obowi^zuj^cych przepisach w stosunku do przepisow wcze-sniejszych. Wedlug aktualnego rozporz^dzenia [5] dlugosc dojscia ewakuacyjnego liczy si§ do klatki schodowej, pod wa-runkiem zamkni^cia jej drzwiami o odpornosci ogniowej EI 30 oraz oddymiania i obudowy w klasie odpornosci ogniowej wymaganej dla stropow tego budynku [3]. Poprzednio nie stawiano wymagan technicznych dla klatki schodowej i dlugosc dojscia liczono do drzwi klatki lub (w przypadku ich braku) do kraw^dzi najblizszego stopnia schodow.
W budynkach wzniesionych przed 1981 rokiem pojawia si§ rowniez problem zwi^zany z brakiem przedsionkow prze-ciwpozarowych. Te niezgodnosci s^ stosunkowo trudne do wyeliminowania z powodow techniczno-konstrukcyjnych. Nalozenie obowi^zku zabudowania dodatkowej przestrzeni w obr^bie powierzchni uzytkowej budynku wywoluje sprze-ciw ze strony inwestorow. Poniewaz brak przedsionkow prze-ciwpozarowych jest traktowany jako niezabezpieczenie przed zadymieniem drogi ewakuacyjnej, stanowi to podstawy do uznania budynku za zagrazaj^cy zyciu ludzi [5]. Niezgodnosc ta musi zostac usuni^ta w sposob okreslony przez przepisy techniczno-budowlane lub na podstawie rozwi^zan inzynier-skich opracowanych w ramach ekspertyzy technicznej stanu ochrony przeciwpozarowej.
5. Praktyczne metody rozwi^zywania zagadnien problemowych
5.1. Dostosowanie do obowi^zuj^cych wymagan
Dostosowanie istniej^cych budynkow do wymagan prze-ciwpozarowych wi^ze si§ nierozerwalnie z koniecznosci^ podj^cia okreslonych przedsi^wzi^c inwestycyjnych. Schemat post^powania przedstawiono na rycinie 2. W dalszej cz^sci podrozdzialu opisano poszczegolne projekty inwestycyjne, stanowi^ce dzialania dostosowawcze.
Podnoszenie klasy odpornosci ogniowej
W przypadku masywnych elementow konstrukcyjnych do podnoszenia klasy odpornosci ogniowej mozna wykorzy-stywac okladziny ogniochronne:
• plytowe,
• natryskowe,
• z welny mineralnej skalnej.
Wykonanie tych zabezpieczen jest cz^sto niezb^dne do zapewnienia elementom konstrukcyjnym budynkow wysokosciowych wymaganej klasy odpornosci ogniowej. Trudnosci zwi^zane z wykonywaniem zabezpieczen mog^ wyni-kac z braku odpowiedniego zapasu nosnosci elementow lub z braku dost^pnego miejsca. Decyzja o wykonaniu zabezpieczen jest mozliwa przy udziale projektanta konstrukcji i rze-
ПОЖАРНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
D0I:10.12845/bitp.42.2.2016.17
Podniesienie odpornosci ogniowej elementow
Wykonanie wymaganych zabezpieczen przeciwpozarowych
Niezgodnosci budowlane
Niezgodnosci w zakresie instalacji
Modernizacja instalacji przeciwpozarowych w budynku Wyposazenie budynku wwymagane instalacje przeciwpozarowe
Ryc. 2. Dzialania inwestycyjne dostosowuji^ce budynki istniej^ce do wymagan Zrodlo: Opracowanie wlasne.
Building noncompliance
Increase of fire resistance class of the elements
Equipment of the building required fire protection
Installation noncompliance
Ugpradingof fire protecion installations in building Equipment of the building required fire protection installations
Fig.2. Investment activities to adapt existing buildings to the requirements Source: Own elaboration.
czoznawcy do spraw zabezpieczen przeciwpozarowych oraz po wykonaniu studium oplacalnosci ekonomicznej przedsiç-wzipcia. W przypadku braku technicznej mozliwosci wyko-nania zabezpieczenia lub braku uzasadnienia ekonomicznego nalezy rozwazyc inne metody zapewnienia bezpieczenstwa pozarowego w obiekcie, opisane w dalszej czçsci artykulu. Zabezpieczenie przeciwpozarowe instalacji W zakresie przeciwpozarowego zabezpieczenia instalacji problemem jest wymagana klasa odpornosci ogniowej (EI 24G). Na rynku zakres certyfikowanych rozwi^zañ ogniochronnych zabezpieczen instalacji w 4-godzinnej klasie odpornosci ogniowej jest mocno ograniczony. Mozliwe jest jednak wykorzystanie klasyfikacji zagranicznych lub dostçp-nej wiedzy technicznej do opracowania tzw. indywidualnej dokumentacji technicznej do jednostkowego zastosowania wyrobu budowlanego w budynku. Indywidualna dokumenta-cja techniczna powinna zawierac opis rozwi^zania konstruk-cyjnego, charakterystykç materialowi i informacjç dotyczy projektowanych wlasciwosci uzytkowych wyrobu budowlanego oraz okreslac warunki jego zastosowania w danym obiekcie budowlanym, a takze, w miarç potrzeb, instrukcjç obslugi i eksploatacji [7].
Niezbçdne jest równiez przedlozenie oswiadczenia, ze zapewniono zgodnosc wyrobu budowlanego z indywidualni dokumentacji oraz z przepisami. Oswiadczenie to powinno zawierac:
• nazwç i adres wydaj^cego oswiadczenie,
• nazwç wyrobu budowlanego i miejsce jego wytworzenia,
• identyfikacjç dokumentacji technicznej,
• potwierdzenie zgodnosci wyrobu budowlanego z dokumentacji techniczna oraz przepisami,
• adres obiektu budowlanego (budowy), w którym wyrób budowlany ma byc zastosowany,
• miejsce i datç wydania oraz podpis wydajicego oswiad-czenie.
5.2. Stosowanie rozwi^zan zastçpczych i zamiennych
Typow^ procedurç uzgadniania rozwi^zan zastçpczych i zamiennych pokazano na rycinie 3.
W polskich przepisach techniczno-budowlanych oraz przeoiwpozarowych przewidziano mozliwosc spelnienia wymagan w inny sposob niz to zostalo przyjçte dla standardo-wych przypadkow. W tym celu nalezy opracowac wlasciw^ dokumentacjç techniczn^. W przypadku rozwi^zan zastçp-czych w stosunku do przepisow techniczno-budowlanych, zgodnie z §2, ust. 2 i 3a rozporz^dzenia [5], potrzebna bçdzie ekspertyza techniczna opracowana przez wlasciw^ jednostkç badawczo-rozwojow^ albo rzeczoznawcç budowlanego oraz do spraw zabezpieczen przeciwpozarowych. Ekspertyzç nalezy nastçpnie uzgodnic z wlasciwym miejscowo komendantem wojewodzkim Panstwowej Strazy Pozarnej lub Panstwowym Wojewodzkim Inspektorem Sanitarnym, w zaleznosci od przedmiotu tej ekspertyzy. Natomiast w przypadku rozwi^zan zamiennych w stosunku do przepisow przeciwpozarowych, zgodnie z §1, ust. 2 rozporz^dzenia [8], nalezy opracowac ekspertyzç techniczn^ rzeczoznawcy do spraw zabezpieczen przeciwpozarowych lub wyst^pienie (w zaleznosci od zakresu i trybu wystçpowania). Podobnie jak w przypadku rozwi^zan zastçpczych, ekspertyzç lub wyst^pienie w sprawie rozwi^zan zamiennych nalezy uzgodnic z wlasciwym miejscowo komendantem wojewodzkim Panstwowej Strazy Pozarnej.
5.3. Odstçpstwa od wymagan techniczno-budowlanych
Zgodnie z ustaw^ [9] w uzasadnionych przypadkach ist-nieje mozliwosc odst^pienia od wymagan zawartych w warunkach techniczno-budowlanych [5]. Jednak odstçpstwo to nie moze:
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.17
Dobörrozwi^zari Okreslenie niezgodnosci zastçpczych/zamiennych niemozliwych do usuniçcia I rekompensuji|cych
niezgodnosci
Analiza bezpieczeristwa
pozarowego przy wykorzystaniu metod inzynierskich
Ryc.3. Schemat procesu uzgadniania rozwijzan zastçpczych i zamiennych Zrodlo: Opracowanie wlasne.
Definition of noncompliance impossible to
Selection of alternative solutions to compensate the non-compliance
Fire safety analysis using the engineering methods
Fig. 3. Diagram of the agreeing process of alternative solutions Source: Ownelaboration.
• powodowac zagrozenia zycia ludzi oraz mienia,
• powodowac ograniczenia dostçpu osob niepelnospraw-nych do obiektow uzytecznosci publicznej oraz obiektow budownictwa mieszkalnego wielorodzinnego,
• pogorszyc warunkow zdrowotno-sanitarnych, uzytko-wych ani wplywas negatywniena stan srodowiska. Jednoczesnie odstçpstwo od obowijzujjcych przepisow tech-
niczoo-buOowlanych jest mo^liwe po spOtnieniu warunkow za-miennych, ktore w zalozeniu wyeliminujj wystçpujjce w obiekcie budowlanym naeogodnosci. Orgzn wydzjjcy pouwoldnie na bude-wç (starosta lub prezydent miasta na prawach powiatu) sklada do ministry wtassiwcgo do spuaw budownictwa wniosek w sprswie nadania upowaznienia do udzielenia zgody na odstçpstwo. Naj-czçsotej przeslankjj do zlozenia wniosku przez orgyn administrzcji architektoniczno-budowlanej jest wystjpienie inwestora do tego organu z wni yskiemw sprcwie odstçpatwz.
Wniosek o odstçpstwo nalezy zlozyc przed wydaniem decyzji o pozwoleniu na budowç. Minister, ktory ustanowil wlasciwe przepisy techniczno-budowlane, moze uzaleznic upowzznienie do wydania egodyna odstçpstwo od spelnisnia dodatkowych warunkow. Jednym z takich warunkow jest po-zytywna opinia wlasciwej miejscowu komendp wojewodekicj PSP. Wlasciwy organ administracji architektoniczno-budow-lanej, po uzyskaniu upowaznienia ministra, udziela zgody na odstçpstwo w drodze postanowienia lub odrzuca wniosek.
5.4. Typowe rozwi^zania ponadstandardowe
W doborze rozwijzan ponadstandardowych przeszkadzajj bardzo restrykcyjne wymagania dla budynkow wysokoscio-wych wynikajjce z obowijzujjcych przepisow. Wiçkszosc do-stçpnych rozwijzan poprawiajjcych bezpieczenstwo pozarowe w budynkach wysokosciowych jest wymagana przepisami i nie mozna ich uznac za rozwijzania ponadstandardowe. Praktyka pokazuje dwie tendencje w rozwijzywaniu tej kwestii:
• powiçkszanie zakresu lub funkcjonalnosci wymaganych rozwijzan powyzej poziomu standardowego,
• stosowanie nowoczesnych systemow bezpieczenstwa pozarowego, nieopisanych w obowijzujjcych wymaga-niach.
Na potrzeby wywijzaniz siç z abowijuku zvstosowania rozwijzan ponadstandardowych w ramach uzgadniania roz-wijzan zastçpczych i zamiennych orzz w zwijzku z oczakiwa-niem ze strony organu decyzyjnego, ze w ramach procedury uzyskewaaia odstçpstwa od obowijzujjcydtwymagan zosta-nj podjçte okreslone dzialania, najczçsciej stosuje siç nastç-pujjce rozwijzonia:
• drogi ewakuacyjne (w szczegolnosci klatki schodowe) z obudowj. ozwitkszonsj odpornosci ogniowej,
• urzjdzenia gasnicze na mglç wodnj,
• dzwiyi uzytkowe Zostesowane do mozliwosci jazdy w trakcie pozaru,
• dynamiczne syttznsy oswietlenia ewakuccyjneno,
• dedykowane systemy roznicowania cisnienia w instala-cisch wentylacji pozarowej,
• dzialania organizacyjne.
5.5. Uzasadnianie rozwi^zan ponadstandardowych
Ekspertyna lub wniosek o uzgpdrnenie rozwijzan zamiennych lub zastçpczych powinny wykazac, ze dziçki za-stosowaniu tych rozwijzan w obiekcie poprawi siç poziom bezpieczenstwa pozarowego. W zwijzku z tym nalezy doko-nac analizy i oceny warunkow bezpieczenstwa pozarowego w danym obiekcie, obejmujjcych w szczegolnosci nastçpujj-ce kwestie [10]:
• ewakuacjç z obiektu,
• warunki prowadzenia akcji ratowniczo-gasniczej, w tym bezpieczenstwo ratownikow,
• bezpieczenstwo konstrukcji obiektow.
W przypadku budynkow zaliczonych do grupy wysokosciowych kluczowe bçdzie wykazanie nieobnizonego poziomu bezpieczenstwa pozarowego w obiekcie w kontekscie bez-piecznych warunkow ewakuacji.
ПОЖАРНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Najlepszym sposobem wykazania, ze budynek spelnia kryterium bezpiecznej ewakuacji, jest obliczenie i porówna-nie dwóch czasów ewakuacji:
• dostçpnego czasu bezpiecznej ewakuacji (DCBE),
• wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji (WCBE).
Jesli analiza wykaze, ze WCBE (czas do opuszczenia strefy
zagrozonej w budynku przez jej uzytkowników) jest mniej-szy od DCBE (czas do osiigniçcia parametrów krytycznych w zagrozonej strefie), to przyjmujic pewien margines bezpie-czenstwa, mozna uznac kryterium bezpiecznej ewakuacji za spelnione.
Jako kryterium krytyczne okreslajice DCBE przyjmu-je siç parametr zagrozenia, którego wystipienie nastçpuje w najkrótszym czasie. Istotni kwestiç stanowi przyjçcie gra-nicznych wartosci temperatury oraz parametrów zwiizanych z zadymieniem. W literaturze przedmiotu jako graniczne pa-rametry bezpiecznej ewakuacji przyjmuje siç wystipienie na wysokosci mniejszej lub równej 1,8 m [10]:
• temperatury powyzej 6G°C,
• zadymienia ograniczajicego widzialnosc krawçdzi ele-mentów ponizej 10 m.
W praktyce si trzy mozliwe sposoby okreslania czasu DCBE: poprzez analizç klasy odpornosci ogniowej elemen-tów budynku i reakcji na ogien zastosowanych wyrobów bu-dowlanych, poprzez obliczenia analityczne lub komputerowe symulacje rozwoju pozaru. Najbardziej precyzyjne wyniki uzyskuje siç z mo deli komputero wych, ale ze wzglçdu na ograniczony dostçp do licencjonowanego oprogramowania, odpowiednio wydajnego sprzçtu oraz czasochlonnosc proce-su, korzystanie z takich narzçdzi znajduje uzasadnienie jedy-nie w skomplikowanych przypadkach.
Metodologia obliczania WCBE jest bardziej dostçpna. W tym celu najczçsciej korzysta siç ze standardu brytyjskiego, opisanego w dokumencie interpretacyjnym PD 7974-6:2004, który jest dosc znany i czçsto stosowany w Polsce. Oprócz tego mozna korzystac z innych dostçpnych metod oblicze-niowych, np. z opisywanego niedawno w literaturze nowo-zelandzkiego standardu C/VM2. Niezaleznie od przyjçtego standardu obliczeniowego zasada obliczen jest taka sama dla wszystkich i polega na sumowaniu ze sobi poszczególnych czasów skladowych ewakuacji (detekcji, alarmowania, reakcji i przemieszczania).
Wybór narzçdzi analitycznych zalezy od warunków brzegowych wystçpujicych w danym obiekcie budowlanym: stopnia skomplikowania budynku, rodzaju konstrukcji, licz-by kondygnacji etc. Podstawowym celem przeprowadzanej dla budynku analizy bezpieczenstwa pozarowego jest jednak jednoznaczne wykazanie spelnienia kryteriów bezpiecznej ewakuacji.
б. Podsumowanie i wnioski
W praktyce inzynierii bezpieczenstwa pozarowego wystç-puji problemy zwiizane z ochroni przeciwpozarowi w bu-dynkach nalezicych do grupy budynków wysokosciowych.
D0I:10.12845/bitp.42.2.2016.17
W artykule zdefiniowano obszary problemowe pojawiajice siç zarówno w grupie budynków istniejicych, jak i nowoprojektowanych. W przypadku budynków nowoprojektowanych w celu eliminacji utrudnien zaleca siç korzystac z odstçpstw od przepisów techniczno-budowlanych oraz indywidual-nych dokumentacji technicznych. W Polsce wystçpuje grupa budynków wysokosciowych, które wybudowano zgodnie z przepisami rózniicymi siç od obowiizujicych obecnie za-sad. Jest to zbiór budynków, w których mozna przeprowadzic prace polegajice na przebudowie i zmianie sposobu uzytko-wania oraz prace dostosowujice je do wymagan technicznych i funkcjonalnych. Glównym wnioskiem z przeprowadzonej analizy w tym obszarze jest potwierdzenie, ze istnieji formal-ne i inzynierskie narzçdzia pozwalajice uzyskac mozliwosc uzytkowania budynków, pod warunkiem zapewnienia w nich odpowiedniego poziomu bezpieczenstwa. Do tego celu sto-suje siç formulç rozwiizan zastçpczych i zamiennych, inzynierskie metody obliczeniowe oraz komputerowe symulacje rozwoju pozaru.
Literatura
[1] Pecio M., Spoleczno-ekonomiczne koszty pozarów, BiTP Vol. 35 Issue 3, 2014, pp. 34-40.
[2] Rozporz^dzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z dnia 14 grudnia 1994 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie. (Dz. U. 1995 Nr 10, poz. 46).
[3] Rozporz^dzenie Ministra Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Srodowiska z dnia 3 lipca 1980 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki. (Dz. U. 1980 Nr 17, poz. 62).
[4] Bar L., Kodeks budowlany. Przepisy i objasnienia, Wydawnictwo Prawnicze, Warszawa 1972.
[5] Rozporz^dzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie. (Dz. U. 2002 Nr 75, poz. 690).
[6] PN-EN 1992-1-2:2008. Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu - Czçsc 1-2: Reguly ogólne - Projektowanie z uwagi na warunki pozarowe.
[7] Ustawa z dnia 16 kwietnia 2004 r. o wyrobach budowlanych. (Dz. U. Nr 92, poz. 881 z pózn. zmianami).
[8] Rozporz^dzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpozarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. (Dz. U. 2010 Nr 109, poz. 719).
[9] Ustawa Prawo Budowlane z dnia 7 lipca 1994 r. (Dz. U. z 2013 r., poz. 1409, z pózn. zmianami).
[10] Procedury organizacyjno-techniczne w sprawie spelnienia wymagan w zakresie bezpieczenstwa pozarowego w inny spo-sób niz to okreslono w przepisach techniczno-budowlanych, w przypadkach wskazanych w tych przepisach, oraz stosowa-nia rozwi^zan zamiennych, zapewniaj^cych niepogorszenie warunków ochrony przeciwpozarowej, w przypadkach wskazanych przez przepisy przeciwpozarowe. Komenda Glówna PSP, Warszawa, 2008 r.
* * *
ml. bryg. dr inz. Mariusz Pecio - absolwent studiów II stopnia na Wydziale Inzynierii Bezpieczenstwa Pozarowego SGSP. W 2GG8 roku obronil doktorat w Akademii Finansów w Warszawie (praca na temat ryzyka pozarowego w ubezpieczeniach ogniowych). Od 2GG1 roku zatrudniony w SGSP, obecnie na stanowisku adiunkta. Autor publikacji, referatów na konferencjach naukowych, uczestnik projektów badawczych krajowych i miçdzynarodowych. Rzeczoznawca ds. zabezpieczen przeciwpozarowych, autor ekspertyz, dokumentacji projektowych i technicznych z zakresu ochrony przeciwpozarowej w budownictwie.
