Egyrétegű trapézlemezes Lindab csarnokburkolatok tűzvédelmi jellemzői
Az acél anyag viselkedése tűz esetén

Az acél nem éghető anyag, azaz nem járul hozzá a tűz továbbterjedéséhez (MSZ EN13501-1 szabvány szerinti jelöléssel "A1" tűzvédelmi osztályú). Ebből a szempontból a legkedvezőbb építőanyagok közé tartozik.

Azonban az acél anyag tűzállósága kevésbé kedvező. Ugyanis az acél szilárdsági és rugalmassági anyagjellemzői (szakítószilárdság, folyáshatár, rugalmassági modulus) kb. 100-200 °C hőmérsékleten fokozatosan és jelentősen veszíteni kezdenek a szobahőmérsékleten mérhető értékükből, és kb. 500-600°C-ig egyenletesen esnek le az eredeti érték ~20-30%-ra. Ekkor az acél anyag kristályszerkezete jelentős átalakuláson megy keresztül, és a hőmérséklet további növelése mellett a maradék szilárdság tovább csökken, végül gyakorlatilag megszűnik az acél olvadáspontjának elérésével (~1500°C). Az anyagjellemzők hőmérséklettől függő értékét a szabványok a szobahőmérsékleten értelmezett, kezdeti értékből egy csökkentő (redukciós) tényezővel való szorzással származtatják (pl. az 1. ábrán látható módon).


1. ábra: MSZ EN 1993-1-2 szabvány (Eurocode) redukciós görbéje normál szénacél anyag esetén
Ez a degradálódási jelenség az oka, hogy - az éghetőségi kategóriával ellentétben - az acél anyagú építési termékek, szerkezetek tűzállósági tulajdonságai, azaz az anyag lényeges fizikai jellemzőinek a tűzhatásra bekövetkező változásai, már kedvezőtlenebbek. Azonban azt is tudni kell, hogy a "tűzállóság" több fontos tényezőtől is függ (pl. U/A szelvénytényező, teherbírási kihasználtság szintje, alkalmazott passzív védelem, stb.), ezért tervezhető módon fejleszthető, növelhető! A vonatkozó szabvány (MSZ EN 13501-2) az építőanyagok és épületszerkezetek tűzállósági teljesítményét nemcsak a "tűzállósági időtartamban" adja meg (pl. 15, 30, 45perc stb.), hanem az előzőek értelmében hozzá kell tenni az adott szerkezeti funkcióban releváns fizikai jellemző(ke)t is, amely tulajdonság(ok)ra vonatkozik a megkívánt tűzállóság. A teljesség igénye nélkül, a magasépítési szerkezetek tűzállóságánál leggyakrabban előforduló tulajdonságok (2. ábra):

• a rúd- és felületszerkezetekre egyaránt értelmezhető teherbíró képesség ("R"), valamint
• a csak felületszerkezetek esetén releváns integritás vagy anyagi folytonosság ("E") és a hőszigetelő képesség ("I").

Így áll elő egy adott szerkezeti elemre, hogy a tűzállósági teljesítménye pl. "R15" vagy "REI30". A tűzállósági teljesítmény OTSZ szerint meghatározható akkreditált intézmény által végzett labortesztek alapján vagy Eurocode szerinti számítással.


2. ábra: A tűzállóság fogalma nemcsak az időtartamot, hanem a vonatkozó fizikai jellemzőt is magába foglalja (pl. R, E, I)
Amit még fontos megemlíteni, hogy a tűzállósági teljesítmény nem csupán anyag- vagy termékjellemző, hanem az adott épületszerkezeti elem jellegétől és a tűzállósági követelményben szereplő konkrét fizikai jellemzőtől függően minden esetben szerkezeti feltételek is tartoznak hozzá! Például:

• "R" jellemző esetén: pontos anyagjellemzők, keresztmetszeti méretek, statikai váz (fesztáv, támaszkialakítás), tűzzel egyidejű terhelés
• "E" és "I" jellemző esetén: pontos rétegfelépítés, illesztések, toldások, tömítések biztosítása, egyéb szerelési/kivitelezési feltételek.

Ezeket a feltételeket minden esetben meg kell keresni az igazoló dokumentációkban (pl. vizsgálati jegyzőkönyv teljes dokumentációja, ÉME, NMÉ, ETA, TMI), és konkrét beépítés során figyelembe kell venni.

Hőszigetelés nélküli acél csarnok

Az acél anyagú ipari épületek egyik gyakori típusa a hőszigetelési igény nélküli, általában tárolási célt szolgáló, ún. "hidegcsarnok". Az ilyen hőszigeteletlen csarnokok épületszerkezeti felépítése a legtöbb esetben egyszerű, hierarchikus elven alapszik. A külső terhek, hatások felvétele és szerkezeten belüli átadása szempontjából a következő részeit különböztethetjük meg: síkbeli főtartó keretek és merevítő rendszer (szélrács, hosszkötés) által létrehozott elsődleges teherhordó szerkezet, másodlagos tartószerkezet (tetőszelemen, falvázgerendázat), valamint önhordó tető- és falburkolat (3. ábra). Az önhordó burkolatok kialakítása a jelenkori csarnoképítésben leggyakrabban tűzihorganyzott acél trapézlemezekből készül, tipikusan 0,5…0,7mm lemezvastagsággal, 20…45mm profilmagasságokkal. A továbbiakban az önhordó fal- és tetőburkolati trapézlemezek tűzállóságára mutatunk be gyakorlati példát.


3. ábra: Acél csarnoképületek tipikus hierarchikus felépítése


Egyrétegű trapézlemezek tűzvédelmi osztálya és tűzállósága

A bevonat nélküli, natúr tűzihorganyzott acél trapézlemezek külön vizsgálat nélkül "A1" osztályba sorolhatók (EU bizottsági határozat alapján). Színes, műanyag bevonatos trapézlemez esetén, a vonatkozó harmonizált termékszabvány előírásait kell követni (MSZ EN14782:2006), amelyben bizonyos feltételek mellett (pl. bevonat vastagságra, fajlagos tömegre, fajlagos égéshőre megadott korlátok teljesülése esetén) vizsgálat nélkül osztályba sorolható a termék. Más esetekben el kell végezni a vonatkozó laborvizsgálatokat és osztályozást (MSZ EN13501-1:2007). A tűzvédelmi osztály termékjellemző, ezáltal a vonatkozó termékminősítési dokumentációkban (CE-jel, Teljesítmény Nyilatkozat) szerepelnie kell.

A tűzállósági teljesítményjellemző hőszigetelés nélküli önhordó falburkolat (OTSZ fogalmai szerint "külső térelhatároló falak") esetén csak "E" jellemzőre, míg tetőfedő burkolatok (OTSZ szerint "tetőfödém térelhatároló szerkezete 60kg/m² felülettömegig") esetén "RE" jellemzőre vonatkozhat. Ugyanis hőszigetelő képessége ("I" jellemző) gyakorlatilag egyáltalán nincs egy acél trapézlemeznek, míg a falburkoló trapézlemezek függőleges terhet nem hordanak, így tűzállósági szempontból az "R" teherviselésre vonatkozó jellemzőt nem tartalmaz. Az "E" integritási jellemző erősen függ a trapézlemezek merevségétől és az illesztésének kialakításától (lángáttörési kritérium), míg - tetőfedő trapézlemez esetén - az "R" teherbírási jellemző függ a trapézlemez profilozásától, az alapanyag szilárdsági jellemzőitől, a fesztávolságtól és a tűzzel egyidejű terheléstől is. A sok változó miatt a jelenlegi gyakorlatban a trapézlemezek esetén az akkreditált laboratóriumi vizsgálattal való meghatározás az elterjedt módszer a tűzállósági jellemző meghatározására. Az eredményeket vizsgálati jegyzőkönyvek illetve az alapján készült minősítési dokumentumok (pl. ÉME, NMÉ, TMI) tartalmazzák, az összes említett feltétel felsorolásával. Konkrét beépítés alkalmával igazolni kell ezen feltételek teljesülését, tervezési fázisban és kivitelezés után is.


4. ábra: Tűzállósági vizsgálatok egyrétegű Lindab trapézlemezzel készült térelhatároló fal (a) és födém (b) esetén (ÉMI Kft., Szentendre)


A Lindab cég egyrétegű falburkolati illetve tetőfedő trapézlemezzel is végzett sikeres laboratóriumi vizsgálatokat, "E15" illetve "RE15" igazolt tűzállósági eredménnyel (4. ábra). Az eredmények hűen igazolják, hogy nem valós az a korábbi konzervatív állásfoglalás, hogy az 5mm-nél vékonyabb alkotójú, védelem nélküli acél profilok "általánosan" nem érik el a 15perc tűzállóságot! A kapott eredmények, mérnöki módszerekkel történő számításokkal, a megbízott minősítő intézet (ÉMI Nonprofit Kft.) jóváhagyásával, a teszt során alkalmazott profilmérettől, lemezvastagságtól, fesztávtól és egyidejű terheléstől eltérő alkalmazásokra is kiterjesztésre kerültek, amelyek azonos szintű tűzbiztonságot nyújtanak. A kiterjesztett feltétel-rendszer TMI minősítő dokumentumba került összefoglalásra (TMI-40/2013, ld. példát az 5. ábrán).


5. ábra: Lindab egyrétegű trapézlemezes tetőfödém tűzvédelmi teljesítmény-jellemzői és feltételei (TMI-40/2013)
Példa: LTP35/0,5 tetőlemez 1,5m fesztávon, hóteher tűzzel egyidejű értéke Eurocode szerint: 0,2x1,0kN/m²
- megengedett egyidejű teher a táblázatból: 0,42kN/m²: tehát megfelel!
Végül foglaljuk össze, hogyan történik a tűzvédelmi teljesítmény-jellemzők hivatalosa igazolása ebben az esetben:

• TMI minősítő dokumentáció (már tervezéskor rendelkezésre áll)
• Tervezői nyilatkozat arról, hogy a TMI minősítésben leírt feltételeknek megfelel a terv (fesztáv és egyidejű terhelés; trapézlemezek illesztése)
• Az építési termék Teljesítmény Nyilatkozata (gyártás/szállítás után)
• Kivitelezői nyilatkozat arról, hogy a kivitelezett állapot megfelel a terveknek és a TMI minősítésnek (kivitelezés után)

Kotormán István, okl. építőmérnök
Lindab Kft. www.lindab.hu