W czerwcu 2009 r. pożar niemal całkowicie zniszczył kompleks produkcyjno–magazynowy dużego krajowego zakładu z branży spożywczej. Suma szkód sięgająca według różnych publikacji prasowych 100 mln zł nie zaskoczyła zbytnio rynku ubezpieczeniowego. W końcu notowano już wyższe straty. Jednak zdarzenie niszczące prawie 100 proc. obiektu, i to w znacznej części wykonanego z płyt warstwowych, pozostawiło trwały ślad w podejściu ubezpieczycieli do wykonanych z nich budynków. Choroba zwana „alergią na płyty warstwowe” ogarnęła niemal cały krajowy rynek ubezpieczeniowy.

Niektórzy oceniający ryzyko, słysząc podczas wizyty, że gdzieś występuje płyta warstwowa, z miejsca dyskwalifikowali – w ramach technicznej oceny ryzyka – całe kompleksy obiektów. Za tym sposobem myślenia podążali underwriterzy będący dodatkowo pod presją osiągania jak najlepszych wyników technicznych, i to akurat po tąpnięciu na światowych rynkach finansowych spowodowanym upadkiem banku Lehman Brothers we wrześniu 2008 r.

W ciągu ostatnich 10-15 lat przeobraził się krajobraz naszego kraju, co wszyscy możemy zauważyć, jednak nie wszyscy widzą, że w nowych obiektach przemysłowych technologia murowana i żelbetowa została zastąpiona konstrukcją stalową ze ścianami wykonanymi właśnie z płyt warstwowych.

Zalety: warstwa po warstwie
Konieczne jest w tym miejscu wyjaśnienie, jak jest zbudowana płyta warstwowa, która w swoim czasie wywołała tyle zamieszania na krajowym rynku ubezpieczeniowym. W bardzo dużym uproszczeniu: płyta składa z dwóch warstw blachy (stalowej lub – rzadziej – aluminiowej), pomiędzy którymi znajduje się rdzeń z pianki poliuretanowej, styropianu lub wełny mineralnej o grubości od kilku do kilkunastu centymetrów. Podstawowymi zaletami stosowania płyt warstwowych są stosunkowo niska cena i łatwy montaż, a ten ostatni ściśle wiąże się z czasem budowy obiektu. Przykładowo: w przypadku gdy mamy dwa obiekty jednokondygnacyjne (a takie najczęściej są obecnie stawiane do celów produkcyjnych i magazynowych) o tych samych wymiarach, czas budowy obiektu o konstrukcji żelbetowej lub murowanej ze ścianami w tej samej technologii jest co najmniej trzykrotnie dłuższy niż czas postawienia budynku o konstrukcji stalowej ze ścianami z płyt warstwowych. Także cena pierwszego może być dwa i więcej razy wyższa niż obiektu drugiego typu. W rzeczywistości wysokiej konkurencji na rynku powyższe zalety są nie do przecenienia.

tabela

Ciekawostka: lotnicze początki

Płyty warstwowe zaczęto niemal powszechnie stosować w obiektach przemysłowo-magazynowych mniej więcej w połowie lat 90. ubiegłego wieku. Obecnie z dużą odpowiedzialnością można stwierdzić, że ponad 90 proc. zakładów produkcyjnych i hal magazynowych powstaje w tzw. technologii płyty warstwowej. Oznacza to, że zarówno ściany zewnętrzne, jak i wewnętrzne budowanych obiektów są wykonane z płyt warstwowych, a szkielet budynku ma stalową konstrukcję. Historia płyt sięga początków XIX w. Według źródeł internetowych pierwsza płyta warstwowa została wytworzona w 1820 r. Bezpośrednio przed II wojną światową brytyjska firma lotnicza De Havilland wykorzystała płyty warstwowe w konstrukcji samolotów bojowych. Ich okładziny stanowiła sklejka, a rdzeń był wykonany z balsy – lekkiego drewna o dużej giętkości i wyporności. Przełomem w wykorzystywaniu różnych materiałów jako rdzenia w płytach warstwowych było odkrycie i opatentowanie w 1937 r. przez Otto Bayera reakcji chemicznej umożliwiającej uzyskiwanie spienionych poliuretanów oraz wynalezienie styropianu przez Friedricha Rudolfa Stastny’ego w 1949 r.

Współczesna płyta warstwowa pojawiła się w 1960 r., kiedy firma Alside unowocześniła produkcję płyt z wykorzystaniem okładzin drewnianych na tyle, że stały się one konkurencyjne cenowo. W tym samym czasie rozpoczęto produkcję płyt warstwowych z wykorzystaniem okładzin metalowych.

A jak to było w Polsce? W Obornikach Wielkopolskich (stąd powszechne nazywanie płyt warstwowych „płytami obornickimi”) w latach 1974-1975 uruchomiono pierwsze w kraju linie produkcyjne do wytwarzania płyt typu PW8/B. Obecnie w kraju istnieje kilku znaczących producentów płyt warstwowych.

Rdzeń problemu: zagrożenie przeciwpożarowe
Jak już wspomniano, płyta warstwowa składa się z dwóch warstw zewnętrznych i wypełnienia, tzw. rdzenia. Wierzchnie warstwy mogą być wykonane z różnych materiałów (stal, aluminium, miedź, płyta wiórowa, okładzina tynkowa), zaś znajdujący się pomiędzy nimi rdzeń jest zwykle wykonany z pianki poliuratanowej (PIR lub PUR), styropianu lub wełny mineralnej.

Najczęściej wykorzystywane są płyty, których warstwy zewnętrzne stanowi blacha stalowa. Ze względu na materiał, z jakiego wykonany jest ich rdzeń, płyty te są znakomitym elementem izolacyjnym. Stąd ich niemalże powszechne zastosowanie w przemyśle spożywczym (z pewnymi wyjątkami dotyczącymi płyt z wykorzystaniem jako rdzenia wełny mineralnej). Nie mniej istotnym aspektem przemawiającym za upowszechnieniem stosowania płyt warstwowych, wpływającym także na łatwość montażu, jest niewielki ciężar przypadajacy na jednostkę powierzchni. Mimo wszystkich pozytywnych cech płyty – szczególnie z wypełnieniem z tworzyw sztucznych: pianki poliuretanowej i styropianu – stwarzają, w określonych warunkach, ogromne zagrożenie pożarem. Pianki PUR/PIR podczas pożaru zwęglają się, nie ulegając stopieniu i teoretycznie nie rozprzestrzeniając ognia. Z kolei styropian nie dość, że się pali, to jeszcze w temperaturze 90°C dodatkowo topi się, a spadające zapalone krople mogą rozprzestrzeniać pożar.

plyty-warstwowe2Różnica pomiędzy piankami poliuretanowymi PIR (poliizocjanowymi) a zwykłymi piankami PUR jest taka, że pierwsze zawierają więcej izocjanów niż te drugie, co znacząco poprawia ich właściwości ogniowe, tzn. podczas pożaru wydzielają znacznie mniejsze ilości dymu oraz na powierzchni pianki tworzy się zwęglina chroniąca jej wnętrze przed dalszym oddziaływaniem temperatury. Zawsze jednak należy pamiętać, że pianki poliuretanowe oraz styropian są tworzywami sztucznymi pochodzenia organicznego i będą ulegały rozkładowi termicznemu podczas pożaru z wydzieleniem znacznych ilości dymu i ciepła już w temperaturze 300-400°C. Kolejnym istotnym mankamentem płyt warstwowych (ze względu na ich cechy pożarowe) jest niska trwałość stalowych warstw zewnętrznych. Stal staje się plastyczna już w temperaturze 500-600°C, w temperaturze powyżej 1000°C zaczyna topnieć, co ma niewątpliwy wpływ na zachowanie się rdzenia płyty (wykonanego z tworzyw sztucznych).

Niezwykle ważnym elementem, ze wględu na możliwość przenikania ciepła do wnętrza płyty, a mającym wpływ na zachowanie się obiektów zbudowanych z płyt warstwowych w czasie pożaru jest sposób połączenia ich ze sobą. Wyróżnia się dwa typy połączenia: na styk z taśmą uszczelniającą i nakładkowo-zakładkowy z taśmą uszczelniającą. Przy zastosowaniu drugiego typu połączenia płomienie nie mają szans na bezpośrednie i szybkie dotarcie do rdzenia płyty. Dlatego stosowanie systemu zakładkowo-nakładkowego w łączeniu płyt jest dużo lepszym rozwiązaniem (z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego) niż połączenie płyt w systemie na styk.

Praktyka: paląca potrzeba zasad bezpieczeństwa

rodzaje-polaczenGaszenie pożaru obiektu zbudowanego z płyt warstwowych jest często nieskuteczne, ponieważ nie można dotrzeć z wodą do zabudowanego rdzenia płyty. Dlatego strażacy muszą najpierw oderwać blachę znajdującą się na zewnątrz płyty, aby następnie dostać się do rdzenia i rozpocząć gaszenie zarzewia pożaru. Nie dość, że jest to niezmiernie trudne i czasochłonne, to jeszcze mało skuteczne. Dlatego gaszenie tego typu obiektów sprowadza się bardziej do zapobiegania nierozprzestrzenianiu się ognia na sąsiadujące obiekty niż działań stricte gaśniczych. Najistotniejsze jest zatem bezwzględne przestrzeganie zasad bezpieczeństwa pożarowego podczas budowania i użytkowania obiektów z płyt warstwowych. Statystyki pokazują, że pożary obiektów zbudowanych z płyt warstwowych, prowadzące do dużych strat materialnych, powstawały w efekcie zapalenia się rdzenia płyt, co było spowodowane przede wszystkim niewłaściwym zabezpieczeniem przejść kabli energetycznych przez ściany. Bezpośrednie opieranie się kabli o ostre krawędzie blachy przy przechodzeniu przez ściany z płyt warstwowych jest najczęściej spotykanym błędem instalacyjnym. W wyniku naturalnego procesu zużywania się po pewnym czasie użytkowania instalacji w obiekcie następuje uszkodzenie izolacji kabla, dochodzi do zwarcia przewodu z warstwą zewnętrzną (blachą) płyty i zanim zadziałają zabezpieczenia elektryczne, wydziela się ilość energii wystarczająca do zapalenia się rdzenia płyty.

Praktycznym rozwiązaniem, poprawiającym bezpieczeństwo pożarowe, jest prowadzenie przewodów energetycznych przez ściany z płyt warstwowych w metalowych rurkach ochronnych, które skuteczne zabezpieczają kable przed uszkodzeniem o ostre krawędzie blach oraz dodatkowo odcinają od bezpośredniego kontaktu z rdzeniem płyty. Ponadto należy unikać sytuacji, w których ładowanie akumulatorów wózków transportowych (wykorzystywanych powszechnie zarówno w halach produkcyjnych, jak i magazynowych) odbywa się bezpośrednio przy ścianach z płyt warstwowych. Konieczne jest oddzielenie ściany z płyty warstwowej od stanowisk ładowania dodatkową ścianą o odporności ogniowej co najmniej 60 min.

90 % – aż taki odsetek zakładów produkcyjnych i hal magazynowych powstaje w technologii tzw. płyty warstwowej.

plyty-warstwowe3Należy także zauważyć, że składowanie wszelkich materiałów wykonanych z drewna lub tworzyw sztucznych, ze względu na znaczne ilości energii emitowanej podczas spalania, powinno się odbywać w odległości co najmniej 10 m od ścian wykonanych z płyty warstwowej. Kolejnym istotnym elementem podnoszącym bezpieczeństwo stosowania płyt warstwowych jest badanie rezystancji izolacji (co najmniej raz w roku) wszystkich instalacji elektrycznych położonych na płytach i przez nie przechodzących. Niedopuszczalne jest pozostawianie odkrytego rdzenia płyty po wykonaniu w obiektach zbudowanych z płyt warstwowych jakichkolwiek prac związanych z montażem nowych instalacji, aranżowaniem pomieszczeń itp. Wszelkie miejsca, gdzie rdzeń płyty jest widoczny, należy każdorazowo osłonić odpowiednią obróbką blacharską.

plyty-warstwowe4Płyty warstwowe, tak jak wiele elementów budowlanych, posiadają właściwą im odporność ogniową. Płyty z rdzeniem z pianki poliuretanowej (PUR i PIR), styropianu oraz wełny mineralnej o określonej grubości rdzenia mają cechy oddzieleń przeciwpożarowych, ustalone na podstawie badań wykonywanych przez certyfikowane jednostki badawcze. Jednak warunki laboratoryjne wielokrotnie odbiegają od dynamiki rzeczywistego pożaru, co w konsekwencji ma wpływ na faktyczną weryfikację odporności ogniowej. Dotychczas w kraju nie odnotowano przypadku, aby płyta warstwowa w warunkach faktycznego pożaru zachowała się tak samo skutecznie jak ściana oddzielenia przeciwpożarowego wykonana z cegły lub żelbetonu o podobnym czasie odporności ogniowej.

Dotychczasowe statystyki, a także podane powyżej przykłady wskazują, że w razie pożaru obiektu wykonanego z płyt warstwowych opartego na stalowej konstrukcji zawsze dojdzie do całkowitego jego zniszczenia. Stąd tak bardzo istotne jest przestrzeganie reguł wpisanych w kompleksową koncepcję ochrony przeciwpożarowej. Płyty warstwowe, ze względu na swoje zalety związane przede wszystkim z ceną oraz łatwym i szybkim montażem, jeszcze długo będą tworzyć przemysłowy krajobraz. Trzeba więc nauczyć się z nimi żyć i konsekwentnie egzekwować podstawowe zasady bezpieczeństwa związane z ich stosowaniem.

Źródła:
– Sandwich elements as room – closing wall roof components. VdS 2006. – J. Sawicki, Płyty warstwowe w sztywnych okładzinach metalowych, Dom Wydawniczy „Medium”, Warszawa 2010. – Wiedza i doświadczenie pracowników Hestia Loss Control Sp z o.o.

About the author

POLECANE DLA CIEBIE