Laboratoryjne badania przeprowadzane w komorach symulujących ekstremalne warunki pożarowe bezlitośnie obnażają różnice między ramami z aluminium a konstrukcjami z litego drewna i warstwowo klejonego lamelami w kwestii tego jak długo okno potrafi powstrzymać płomienie zanim ogień wedrze się do kolejnego pomieszczenia Gdy kurtyna termiczna rośnie w temperaturę powyżej ośmiuset stopni aluminium szybko oddaje energię cieplną i zaczyna mięknąć tracąc sztywność co skutkuje odkształceniem profilu i pojawieniem się szczelin którymi gorące gazy i dym przedostają się dalej Tymczasem drewno oczywiście ulega karbonizacji na powierzchni lecz ta zwęglona warstwa działa jak naturalna bariera ograniczając przewodnictwo cieplne i spowalniając wzrost temperatury w głębszych warstwach materiału dzięki czemu rama utrzymuje integralność strukturalną znacznie dłużej W praktycznych próbach czas do przełamania szczelności dla standardowego profilu aluminiowego bez izolatora przekładkowego wynosi zaledwie kilka minut natomiast porównywalny przekrój z sosny klejonej wytrzymuje nawet kwadrans dopiero potem zaczyna pękać od wewnętrznych naprężeń pary wodnej dlatego różnica ta bywa kluczowa dla ekip ratunkowych które potrzebują cennych dodatkowych minut na bezpieczne dotarcie na miejsce i ewakuację użytkowników budynku Warto wspomnieć że producenci aluminium próbują kompensować to zjawisko wprowadzając kompozytowe przekładki poliamidowe i wypełnienia z pian ceramicznych jednak w testach długotrwałego żaru takie rozwiązania wciąż przegrywają z naturalnym zjawiskiem karbonizacji drewna Nie oznacza to że każde drewniane okno jest z definicji lepsze od aluminiowego bo liczą się również grubość profilu rodzaj kleju i impregnacja natomiast porównanie czystych materiałów w identycznym scenariuszu jednoznacznie wskazuje przewagę drewna jeśli priorytetem jest maksymalne spowolnienie rozprzestrzeniania ognia w początkowej fazie pożaru zanim pojawią się pierwsze płomienie wydostające się przez pęknięte szyby
Jak wybrać okno aluminium lub drewno przeciw płomieniom
Decyzja o tym które okno lepiej zahamuje płomienie nie powinna opierać się wyłącznie na opiniach znajomych czy broszurach marketingowych lecz na obiektywnych parametrach potwierdzanych przez europejskie klasyfikacje odporności ogniowej oznaczane literami EI i czasem w minutach symbolizującym utrzymanie funkcji izolacyjnej i szczelności Jeżeli priorytetem jest spowolnienie propagacji ognia trzeba patrzeć na całe okno jako układ systemowy a nie tylko na materiał ramy bo szyba zespolona jej dystans czy uszczelki intumescencyjne mogą zarówno wzmacniać jak i niweczyć potencjalne korzyści Aluminium daje przewagę w projektowaniu dużych przeszkleń i cienkich słupków co docenią inwestorzy pragnący panoramicznych widoków lecz im cieńszy profil tym mniejsza masa do pochłaniania ciepła i szybsze nagrzewanie Drewno wymaga regularnej impregnacji żeby utrzymać stabilność wymiarową oraz niską zawartość wilgoci która w przeciwnym razie prowadzi do pęknięć i szczelin podsycających ogień więc kluczowy jest właściwy dobór gatunku najlepiej modrzewia dębu bądź meranti i zastosowanie głębokiej impregnacji próżniowo ciśnieniowej Po stronie aluminium konieczna staje się przekładka termiczna z materiału o temperaturze topnienia powyżej czterystu pięćdziesięciu stopni oraz wypełnienie komór profilu niepalnymi wkładami mineralnymi Podczas analizy kart technicznych należy zwrócić uwagę na wartość współczynnika oporu ogniowego Rf dla ramy oraz czas klasyfikacji EI całego zestawu okiennego nie krótszy niż sześćdziesiąt minut dla obiektów użyteczności publicznej Inwestorzy powinni wymagać certyfikatu z oznaczeniem 13501-2 który obejmuje kompletny wyrób włącznie z okuciami bo nawet najlepsza rama uzupełniona zawiasem z tworzywa o niskiej temperaturze zeszklenia może poddać się w krytycznym momencie Dopiero zestawienie tych wszystkich danych pozwala podjąć logiczną decyzję o wyborze materiału w zależności od strefy pożarowej budynku i budżetu projektu
Najczęstsze pytania o okna aluminium kontra drewno przeciwpożarowe
Internauci wpisujący w wyszukiwarkę frazy o oknach ognioodpornych pragną przede wszystkim wiedzieć czy rama aluminiowa może stopić się w trakcie pożaru i czy impregnat solny wystarczy aby drewniane skrzydło zyskało klasę EI trzydzieści Pytają również jak wpływa na bezpieczeństwo montaż od strony zewnętrznej z licowaniem do warstwy ocieplenia i czy silikonowe uszczelnienie szyby wystarczy by powstrzymać dym Praktyka pokazuje że profil aluminiowy nie tyle się topi co wygina i otwiera szczeliny zanim osiągnie temperaturę płynięcia dlatego ważniejsza od samej temperatury topnienia jest przewodność cieplna materiału i jego współczynnik liniowej rozszerzalności z kolei impregnaty solne mogą poprawić odporność żarową drewna wyłącznie w niższych zakresach temperatur a pełną klasę EI zapewniają dopiero wielowarstwowe lakierobejce z dodatkiem środków pęczniejących Kolejne pytanie brzmi czy okno przeciwpożarowe musi mieć szybę z żelem hydrokrzemianowym odpowiedź brzmi nie ma alternatywy w postaci szkła borokrzemowego lub potrójnego szklenia hartowanego z folią intumescent jednak każde z nich zwiększa masę zestawu i wymaga mocniejszych zawiasów Użytkownicy zastanawiają się również jak długo pożar może trwać zanim rama drewniana zacznie wydzielać toksyczne gazy odpowiedź wymaga wyjaśnienia że drewno w fazie pirolizy emituje głównie tlenek węgla i węglowodory lecz w mniejszej ilości niż mieszanki gazów powstające przy degradacji powłok proszkowych aluminium które zawierają związki fluorowęglowe Dlatego wybór pomiędzy aluminium a drewnem to gra kompromisów pomiędzy estetyką masą a wytrzymałością w wysokiej temperaturze a na najczęściej zadawane pytanie o najlepsze rozwiązanie branża odpowiada jednym zdaniem to zależy od konkretnego scenariusza pożarowego
Porównanie trwałości ognioodpornej ramy drewnianej i aluminiowej
Wytrzymałość mechaniczna podczas pożaru jest równie ważna co ochrona przed płomieniem bowiem dopiero deformacja lub utrata nośności ramy powoduje wypadnięcie pakietu szybowego i gwałtowny napływ świeżego powietrza który miesza się z gorącymi gazami zwiększając intensywność spalania Drewno dzięki swojej anizotropowej strukturze włókien zachowuje nośność nawet po zwęgleniu kilku milimetrów powierzchni co potwierdzają testy gięcia w warunkach temperatury rzędu trzystu stopni gdzie moduł sprężystości spada stopniowo Aluminium choć nie ulega zwęgleniu traci moduł sprężystości drastycznie już przy dwustu pięćdziesięciu stopniach a w temperaturze czterystu pięćdziesięciu deformuje się plastycznie bez ostrzeżenia W badaniach długoczasowych po pięćdziesięciu minutach w żarze rama aluminiowa z kilkoma żebrami wzmacniającymi potrafiła odkształcić się o pięć milimetrów na metr długości podczas gdy drewniana o tym samym przekroju jedynie o dwa milimetry Ta różnica ma znaczenie przy dużych przeszkleniach fasadowych gdzie nawet niewielka utrata geometrii powoduje pęknięcie uszczelki i utratę szczelności Równocześnie drewno jest podatne na lokalne pęknięcia jeśli w jego wnętrzu zostały zamknięte kieszenie żywiczne które podczas przegrzania eksplodują dlatego kontrola jakości klejenia i suszenia jest kluczowa Aluminium z kolei wymaga dokładnego doboru stopu serii sześć tysięcy lub siedem tysięcy wzbogaconego w magnez i krzem co podwyższa granicę plastyczności lecz te stopy są trudniejsze w anodowaniu ognioodpornym Podsumowując porównanie trwałości strukturalnej ujawnia przewagę drewna w aspekcie długotrwałego oporu na odkształcenia ale pokazuje też że jedynie najwyższej klasy gatunki i odpowiednie procesy obróbki gwarantują zachowanie tej przewagi
Koszty eksploatacji okien aluminiowych a drewnianych przy ryzyku pożaru
Cena zakupu okna to tylko fragment całkowitego kosztu który inwestor ponosi przez trzydzieści lat funkcjonowania budynku gdyż w bilansie pojawiają się wydatki na konserwację malowanie wymianę uszczelek i ewentualną rekonstrukcję po incydencie ognia Aluminium jest promowane jako rozwiązanie bezobsługowe lecz w praktyce co pięć do siedmiu lat konieczne bywa odświeżenie powłoki proszkowej zwłaszcza w strefach miejskich o wysokim zanieczyszczeniu siarką i tlenkami azotu które przyspieszają korozję elektrochemiczną Drewno wymaga regularnego odmywania powłoki lazurą i sprawdzania szczelności lakieru ale jeśli zabiegi te są wykonywane w cyklu trzyletnim całkowity koszt utrzymania rozkłada się równomiernie i nie stanowi finansowego szoku Dodatkowym aspektem jest ubezpieczenie budynku gdzie składka różni się zależnie od klasy odporności ogniowej przeszkleń w niektórych firmach dyskonto za ramy z certyfikatem EI sześćdziesiąt sięga pięciu procent rocznie dlatego inwestycja w droższe okno może szybko zwrócić się w niższej polisie W razie pożaru częściowa naprawa okien aluminiowych bywa droższa ponieważ wysokie temperatury uszkadzają nie tylko właściwy profil ale również przekładki termiczne które są nieodkręcalnie scalone podczas walcowania i wypalenia a technologia ich wymiany w warunkach placu budowy jest ograniczona natomiast drewniana rama po zwęgleniu zewnętrznej warstwy może być poddana procesowi regeneracji polegającemu na mechanicznej obróbce i nadbudowie fragmentu epoksydem ognioodpornym co skraca czas przestoju lokalu W całkowitym rachunku trzydziestoletnim różnica między obiema technologiami zamyka się w przedziale od pięciu do piętnastu procent na korzyść drewnianych skrzydeł jeżeli właściciel konsekwentnie wykonuje drobne prace konserwacyjne i nie zaniedbuje ochrony biologicznej
Znaczenie powłok ochronnych aluminium kontra drewno w ogniu
Warstwa wykończeniowa jest pierwszą linią obrony przed płomieniem zanim temperatura dotrze do głębi materiału dlatego to jaką farbę lakier lub anodę zastosuje producent może radykalnie zmienić finalny wynik testu ogniowego Aluminium zależnie od technologii może być anodowane na grubość nawet dwudziestu pięciu mikrometrów co tworzy krystaliczną skorupę tlenkową oporną na iskrzenie lecz jednocześnie dobrze przewodzącą ciepło Farby proszkowe klasy Qualicoat Seaside z dodatkiem tlenku tytanu odbijają część promieniowania podczerwonego jednak przy długotrwałej ekspozycji ich poliestrowe spoiwo zaczyna się depolimeryzować i płatami odpadać odsłaniając metal który szybko się nagrzewa Drewno wykorzystuje lakiery pęczniejące oparte na polimerach fosforowych które w temperaturze przekraczającej sto osiemdziesiąt stopni zaczynają wydzielać gęsty spieniony węgiel tworzący izolacyjną piankę kilkucentymetrową W testach tunelowych taka powłoka przedłuża integralność ramy nawet o dwadzieścia pięć minut w porównaniu z surowym drewnem Wybór rodzaju lakieru pęczniejącego powinien uwzględniać wilgotność powietrza w regionie bo część produktów hydrofobowych traci przyczepność gdy drewno pracuje wskutek zmian sezonowych natomiast powłoki akrylowe pozostają elastyczne lecz gorzej chronią przed promieniowaniem UV Aluminium zyskuje na stosowaniu farb intumescent w puszce które aplikowane są na profil już po złożeniu ramy ale ich technologia wciąż jest mniej rozpowszechniona z powodu wysokiej ceny Właściwe dobranie systemu malarskiego jest krytyczne bo to właśnie powłoka decyduje o pierwszych minutach walki z ogniem dając czas na reakcję czujników i zadziałanie zraszaczy
Wpływ wilgotności na ognioodporność okien drewnianych i aluminiowych
Panująca w pomieszczeniu i na zewnątrz wilgotność względna w ciągu roku zmienia się od trzydziestu do dziewięćdziesięciu procent co ma znaczny wpływ na zachowanie się obu badanych materiałów w pożarze Drewno jest higroskopijne i absorbuje parę wodną powodując pęcznienie włókien kiedy poziom wilgoci przekracza dwadzieścia procent masy wtedy jego przewodność cieplna rośnie a proces karbonizacji zwalnia ale jednocześnie wzrasta ryzyko pęknięć parowych podczas gwałtownego ogrzania Aluminium natomiast nie absorbuje wody lecz para skraplająca się w komorach profilu może tworzyć lokalne ogniwa korozyjne które na dłuższą metę zmniejszają grubość ścianki i obniżają jej zdolność do pochłaniania ciepła W regionach o dużej amplitudzie wilgotnościowej warto więc inwestować w drewno klejone warstwowo o stabilizowanej wilgotności dziesięciu procent oraz w profile aluminiowe z otworami drenażowymi i wkładkami sorpcyjnymi z włókna mineralnego Istotne jest aby pomiar wilgotności drewna wykonywać przed montażem bo nadmiernie wysuszone drewno poniżej ośmiu procent staje się kruche i szybciej pęka w wysokiej temperaturze Podczas pożaru para wodna wewnątrz włókien przechodzi w stan gazowy generując ciśnienie które pomaga wypychać płomienie na zewnątrz rama zachowuje szczelność lecz tworzy więcej dymu Z kolei w profilu aluminiowym nagły wzrost ciśnienia pary może wypchnąć uszczelki EPDM jeżeli nie mają otworów odpowietrzających dlatego producenci stosują mikroperforacje w listwach przyszybowych
Montaż okna ogniochronnego aluminium versus drewno krok po kroku
Staranny montaż decyduje o faktycznej klasie odporności ogniowej bo nawet najlepszy produkt bez prawidłowego uszczelnienia szczeliny dylatacyjnej z murem nie spełni swojego zadania Prace należy rozpocząć od wyrównania ościeża i zastosowania zaprawy murarskiej klasy M10 o minimalnej gęstości spoiwa aby ograniczyć mikropęcherze powietrza które w razie pożaru przełożą się na szybsze nagrzewanie Przestrzeń między ramą a murem trzeba wypełnić spienionym szkłem granulowanym a nie klasyczną pianką PU której temperatura kruchości wynosi już sto dziesięć stopni Aluminiowe ramy mocuje się śrubami stalowymi ocynkowanymi podwójnie metodą zanurzeniową aby ocynk nie odpadł przy rozszerzalności cieplnej metalu natomiast drewno wymaga dyblów kompozytowych które nie przewodzą ciepła i nie tworzą mostków termicznych Listwę podparapetową w obu przypadkach należy uszczelnić taśmą butylową odporną na temperaturę dwustu stopni oraz wzmocnić stalową konsolą o grubości minimum trzech milimetrów Jeśli okno ma szybę z żelem hydrokrzemianowym trzeba zapewnić dylatację blisko pięciu milimetrów aby żel miał miejsce na spęcznienie podczas ekspozycji na płomień Cały obwód doszczelnia się silikonem neutralnym klasy A który nie wydziela octanów mogących przyspieszyć korozję aluminium Montażyści muszą zwrócić uwagę na podkładki dystansowe pod szybą by były wykonane z ceramiki ogniotrwałej bo plastik ulegnie stopieniu przy pierwszej fazie pożaru Właściwe wykonanie tych kroków gwarantuje że deklarowana przez producenta klasa EI zostanie utrzymana w realnych warunkach
Trend zrównoważonego budownictwa a aluminium kontra drewno ognioodporne
Architekci kierujący się ideą zrównoważonego rozwoju starają się minimalizować ślad węglowy materiałów oraz uwzględniać cykl życia produktu od pozyskania surowca po recykling Dlatego drewno jako materiał odnawialny często wygrywa zestawienia LCA gdyż podczas wzrostu drzew kumuluje dwutlenek węgla i wymaga mniej energii w produkcji niż wytapianie aluminium z boksytu Równocześnie jednak okna z drewna egzotycznego sprowadzanego z odległych krajów generują większy ślad transportowy niż profile aluminiowe produkowane lokalnie z recyklatu Drugim filarem zrównoważenia jest odporność na pożar która przekłada się na dłuższą żywotność budynku a tym samym mniejszy wpływ renowacji na środowisko Aluminium choć trudniejsze w recyklingu termicznym ze względu na zanieczyszczone stopami przekładki może być przetopione wielokrotnie bez utraty właściwości natomiast zwęglone drewno wymaga skomplikowanego procesu utylizacji jeżeli zostało nasączone impregnatami solnymi i olejowymi W praktyce najbardziej ekologiczne rozwiązanie to hybrydowe okno z rdzeniem z drewna klejonego i nakładką aluminiową od zewnątrz które łączy niski ślad węglowy z długą trwałością powłoki i podwyższoną odpornością ogniową dzięki karbonizacji rdzenia Konstrukcja taka wymaga zaawansowanego procesu łączenia na wkręty nierdzewne i uszczelnienia butylem jednak w rachunku środowiskowym oferuje najlepszy kompromis między emisją CO2 a bezpieczeństwem pożarowym co potwierdzają certyfikaty instytutów budownictwa pasywnego
Jak konserwować okna aluminiowe i drewniane po ekspozycji na ogień
Po każdym nawet niewielkim incydencie z płomieniem okno powinno przejść rutynową inspekcję obejmującą ocenę geometrii ramy szczelności uszczelek i stanu szklenia aluminiowe profile należy oczyścić z osadów dymowych roztworem łagodnego detergentu o neutralnym pH aby nie naruszyć warstwy anodowej następnie przeprowadzić pomiar grubości powłoki metodą wirtozamen bezinwazyjnym miernikiem jeżeli jej wartość spadła o więcej niż pięć mikrometrów konieczna staje się renowacja proszkowa Drewniane ramy sprawdzamy pod kątem zwarcia włókien i obecności mikropęknięć które mogą pogłębiać się podczas zmian wilgotności w pomieszczeniu w przypadku wykrycia zwęglenia głębszego niż dwa milimetry zaleca się frezowanie uszkodzonej warstwy i wypełnienie zaprawą epoksydową z wiórem drewnianym impregnacja powinna zostać odnowiona preparatem ogniochronnym klasy B s dwukrotnie nanoszonym metodą natrysku hydrodynamicznego Szyby zespolone które były narażone na temperaturę powyżej stu trzydziestu stopni mogą zachować przejrzystość lecz być osłabione wewnętrznie dlatego testuje się je uderzeniem wahadła z kulą pięciokilogramową imitującą siłę podmuchu jeżeli pojawią się pajączki całość należy wymienić Podczas prac konserwacyjnych zarówno przy aluminium jak i przy drewnie trzeba zachować integralność intumescencyjnych taśm uszczelniających bo ich naruszenie skróci czas odporności ogniowej Skrupulatna konserwacja zapewnia że nawet po lokalnym pożarze okno odzyska deklarowane parametry i pozostanie skuteczną barierą przed ogniem na kolejne lata
Aluminiowe lub drewniane okna ogniochronne w kontekście lokalnych przepisów
Na terenie Polski obowiązuje rozporządzenie w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki które jasno określa minimalną klasę odporności ogniowej przeszkleń w zależności od kategorii zagrożenia ludzi oraz odległości od granicy działki W praktyce oznacza to że w hotelach i szkołach okna zlokalizowane w klatkach ewakuacyjnych muszą mieć klasę EI sześćdziesiąt natomiast w budynkach jednorodzinnych dopuszcza się EI trzydzieści ale tylko gdy elewacja oddalona jest o więcej niż cztery metry od sąsiedniej Wspólnoty mieszkaniowe coraz częściej decydują się na podwyższone parametry żeby obniżyć składki ubezpieczeniowe i spełnić normy chmurowych systemów certyfikacji BREEAM które promują odporność ogniową jako element bezpieczeństwa użytkowników Dla aluminium i drewna przepisy są identyczne lecz droga do spełnienia wymagań bywa odmienna producent aluminiowy uzyskuje klasę poprzez stosowanie wkładów ceramicznych i specjalnych klipsów stalowych trzymających szybę gdy uszczelki się stopią natomiast producent drewniany zwiększa głębokość wpuścia szkła do trzydziestu pięciu milimetrów i dodaje uszczelkę pęczniejącą między listwą a szybą Warto pamiętać że odbiór strażacki obejmuje nie tylko certyfikat ale i zgodność montażu z instrukcją ITB dlatego wykonawca musi dokumentować wszystkie kroki łącznie z numerami partii piany ogniochronnej oraz fotograficzną dokumentacją taśm intumescent aby w razie kontroli mieć dowód że okno spełnia deklarowane właściwości przy weryfikacji organów nadzoru budowlanego
Facebook