Performance-based analysis of alternative fire safety solutions for pneumatic envelope structures

openaccess, Vol. 647 (07) 2026 / środa, 22 lipca, 2026

Rozwiązania zamienne w ochronie przeciwpożarowej na podstawie analizy właściwości użytkowych, dotyczące pneumatycznych konstrukcji powłokowych

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2026.07.09

citation/cytuj: Pecio M. Performance-based analysis of alternative fire safety solutions for pneumatic envelope structures. Materiały Budowlane. 2026. Volume 647. Issue 07. Pages 67-77. DOI: 10.15199/33.2026.07.09

This paper presents a performance-based analysis of alternative fire safety solutions for temporary buildings with pneumatic envelope structures. The study included simulation analyses of evacuation times from such facilities, as well as a literature review concerning the behavior of pneumatic structures under fire conditions. The results provided information enabling the identification of an optimal approach in this field. The literature review indicates that, to date, conventional solutions aimed at mitigating the adverse effects of non-compliance have been applied in pneumatic envelope structures, primarily addressing the absence of emergency suspension systems for the membrane and focusing on evacuation-related hazards. However, this paper demonstrates that a more effective solution is the appropriate positioning of combustible materials with respect to the horizontal and vertical separation distances from the pneumatic membrane.

W artykule przedstawiono analizę właściwości użytkowych rozwiązań zamiennych, dotyczących ochrony przeciwpożarowej w budynkach tymczasowych z obudową pneumatyczną. W ramach analizy przeprowadzono badania symulacyjne, dotyczące czasu ewakuacji z tego typu obiektów oraz dokonano analizy literatury dostępnych badań zachowania się konstrukcji pneumatycznych w trakcie pożaru. Analiza literatury wskazuje, że dotychczas w obiektach z obudową pneumatyczną stosowano typowe rozwiązania eliminujące negatywny wpływ m.in. braku konstrukcji do awaryjnego podwieszenia powłoki, poszukując w tym zagrożeń przy ewakuacji. W artykule wykazano, że skuteczniejszym rozwiązaniem jest właściwa lokalizacja materiałów palnych względem odległości poziomych i pionowych od membrany pneumatycznej.
fire safety; fire risk; evacuation; temporary buildings

bezpieczeństwo pożarowe; ryzyko pożarowe; ewakuacja; budynki tymczasowe
  1. Ustawa z 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (Dz.U. z 1991 r. nr 81, poz. 351, z późn. zm.), https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails. xsp?id=WDU19910810351.
  2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. nr 75, poz. 690, z późn. zm.), https://isap.sejm.gov.pl/ isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20020750690.
  3.  Pecio M. Acceptance criteria of replacement solutions, Zeszyty Naukowe SGSP 2023, No. 88 (1), https://doi.org/10.5604/01.3001.0054.1454.
  4.  Ustawa z 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (Dz.U. z 2025 r., poz. 418, z późn. zm.), https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20250000418.
  5.  Campbell R. (2023). Fires in Structures Under Construction. Quincy, MA: National Fire Protection Association (NFPA). Available at: https://www.nfpa. org/education-and-research/research/fire-statistical-reports/fires-in-structures- -under-construction
  6. Home Office (2025). Fire and Rescue Incident Statistics: England, year ending June 2025. London: Home Office. Available at: https://www.gov.uk/government/ statistics/fire-and-rescue-incident-statistics-year-ending-june-2025
  7.  CFPA-E (2010). CFPA-E Guideline No. 26:2010 F – Fire protection of temporary buildings on construction sites. Brussels: Confederation of Fire Protection Associations Europe. Available at: https://cfpa-e.eu/app/uploads/2022/05/ CFPA_E_Guideline_No_26_2010_F.pdf
  8.  Antosiewicz P. (2022). Safe evacuation of users of air domes. Materiały Budowlane, 8/2022, 65-69. https://doi.org/10.15199/33.2022.08.10.
  9. Zhang L, Zhu G. (2014), Structural Stability Analysis of Pneumatic Membrane Architecture under Influence of Internal Fire, Procedia Engineering, Volume 71, 629-636, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.04.090.
  10. Yan F, Sun G, Xue S. (2022). Study on Membrane Damage and Collapse of Air-Supported Structures under Fire Conditions. Fire, 5(5), 162. https:// doi.org/10.3390/fire5050162.
  11.  Xia Y, Cheng Y, Li N. (2025). Simulation Study on Stability of Air-Supported Membrane Coal Storage Bin Under Fire Scenario. Buildings, 15(10), 1734. https://doi.org/10.3390/buildings15101734.
  12.  Thunderhead Engineering, Pathfinder User Manual, Version: 2024-2. Available at: https://support.thunderheadeng.com/docs/pathfinder/2024-2/ user-manual/
  13.  Yan Z, Wang Y, Chao L, Guo J. (2023), Study on evacuation strategy of commercial high-rise building under fire based on FDS and pathfinder, CMES – Computer Modeling in Engineering and Sciences 138(2), 1077-1102, https:// doi.org/10.32604/cmes.2023.030023.
  14.  Qin J, Liu C, Huang Q. (2020), Simulation on fire emergency evacuation in special subway station based on Pathfinder, Case Studies in Thermal Engineering 21, 100677, https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100677.
  15.  Jing M, Zhang G, Guo S, Wang C. (2025), Simulation method for fire evacuation safety of teaching buildings in colleges and universities, Results in Engineering 25, 104512, https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.
  16.  Wang HR, Chen QG, Yan JB, Yuan Z, Liang D. (2014), Emergency Guidance Evacuation in Fire Scene Based on Pathfinder, 7th International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation, Changsha, China, 226-230, https://doi.org/10.1109/ICICTA.2014.62.
  17. SFPE. 2019. SFPE Guide to Human Behavior in Fire. 2nd ed. Springer International Publishing. Available at: https://www.springer.com/gp/ book/9783319946962
  18.  Reynolds CW. Steering behaviors for autonomous characters. In Game developers conference, Vol. 1999, pp. 763-782.
  19.  Amor HB, Obst O, Murray J. (2003), Fast, neat and under control: Inverse steering behaviors for physical autonomous agents. Fachberichte Informatik, 12-2003.
  20.  Yaman M, Kurtay C. (2025), Analysis of fire evacuation scenarios in children’s cultural centers, Journal of Safety Science and Resilience 6 (1) (2025), 114-123, https://doi.org/10.1016/j.jnlssr.2024.08.002.
  21. Qing Q, Shen S, Gong J. Deflation behavior and related safety assessment of an air-supported membrane structure, Thin-Walled Structures, Volume 129, 2018, Pages 225-236, https://doi.org/10.1016/j.tws.2018.01.037.
  22.  Yu Y, Sun Y, Cao Z. Fire test study of full-scale air-supported membrane structure in large space, Thin-Walled Structures, Volume 190, 2023, https:// doi.org/10.1016/j.tws.2023.111039.
  23.  Yu Z. (2024). Simulation study on fire temperature and internal air pressure of air⁃ supported membrane structure coal storage shed. Fire Science and Technology, 43(4), 492.
dr inż. Mariusz Pecio, Akademia Pożarnicza, Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa i Ochrony Ludności
ORCID: 0000-0003-2648-7075

dr inż. Mariusz Pecio, Akademia Pożarnicza, Wydział Inżynierii Bezpieczeństwa i Ochrony Ludności
ORCID: 0000-0003-2648-7075

Correspondence address: mpecio@apoz.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2026.07.09

Article in PDF file

Received: 30.01.2026 / Artykuł wpłynął do redakcji: 30.01.2026 r.
Revised: 20.03.2026 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 20.03.2026 r.
Published: 22.07.2026 / Opublikowano: 22.07.2026 r.