Požární odolnost izolací a stavebních konstrukcí

Požární odolnost materiálů je jejich schopnost ubránit se hoření. Norma definuje požár jako samovolné hoření materiálu, které se nekontrolovatelně šíří v čase a v prostoru. Požární odolnost stavebních konstrukcí je doba, po kterou je konstrukce schopna zajistit si pevnost při vystavení požáru a vysokým teplotám po stanovenou dobu. Stanovuje se pro danou skladbu a je vyjádřen v jednotce času, v minutách. Pro tento účel musí být vždy celá skladba testována v certifikované laboratoři.

Klasifikace hořlavosti a reakce na oheň

Do konce roku 2003 platila norma ČSN 730823 „Stanovení stupně hořlavosti stavebních hmot", která udávala označení stupňů hořlavosti A, B, C1, C2, C3. Dne 1. 7. 2003 ovšem přišla v platnost evropská norma ČSN EN 13501-1, která označuje tytéž klasifikační podmínky pod názvem „Reakce na oheň" a změnila také označení jednotlivých skupin na A1, A2, B, C nebo D a E nebo F. Všechny výrobky jsou definovány u jejich výrobců a jsou zařazeny do patřičné kategorie hořlavosti.

Vedle požární odolnosti, která je tou nejdůležitější, musíme deklarovat i třídu reakce na oheň a rizika spojená s působením vnějšího ohně. Ve všech případech se jedná o složitý a nákladný proces certifikací a je vždy třeba dopředu se informovat, zda požadovaná skladba splňuje či nesplňuje potřebné certifikace.

Mezní stavy požární odolnosti

Mezní stav požární odolnosti zohledňuje převážně typ konstrukce, zda se jedná o nosný či nenosný prvek nebo zda jde o stěnu, sloup, popř. dveře. Norma také definuje řadu mezních stavů:

  • R = Únosnost a stabilita: Tento mezní stav platí pro všechny nosné konstrukce, včetně těch, které jsou uvnitř požárního úseku. Zejména pro ty, které zajišťují stabilitu objektu - nosnou funkci musí plnit i během požáru. Musí ji splňovat nosné stěny, stropy, sloupy, průvlaky, nosníky, překlady, střešní vazníky, vaznice a ztužidla.
  • E = Celistvost: Platí pro všechny plošné požárně dělicí konstrukce. Během požáru se nesmí v konstrukci vytvořit trhlina, kterou by mohl plamen prošlehnout skrz, nebo kterou by mohly horké plyny proniknout do jiného požárního úseku. Požární celistvost musí splňovat požární stěny a stropy oddělující požární úseky, případně i další požární předstěny nebo podhledy a požární uzávěry (např. dveře).
  • I = Izolační schopnost (omezení teploty): Platný pro plošné požárně dělicí konstrukce, které mají za úkol zabránit nadměrnému ohřívání prostoru na straně odvrácené od požáru. Nesmí se vznítit ani materiál na neohřívané straně ani v její těsné blízkosti. Izolační schopnost musí splňovat především pevně zabudované plošné konstrukce, jakými jsou například požární stěny a stropy mezi požárními úseky. Jde tedy převážně o prvky uvnitř objektu, kde se požár může vyskytnout na obou stranách konstrukce a kde je pravděpodobné ohrožení osob na neohřívané straně. Mezní stav „I“ musí splnit i požární uzávěry ústící do chráněné únikové cesty.
  • W = Omezení sálání tepla: Platí pro plošné požárně dělicí konstrukce a jde o podobný mezní stav jako „I“, ovšem s méně přísnými požadavky. Mezní stav „W“ není schopen zabránit nárůstu teplot, pouze do určité míry omezuje tepelný tok sálající ze strany konstrukce odvrácené směrem od požáru. Tento sálavý tepelný tok však nesmí způsobit rozšíření požáru nebo ohrozit osoby unikající v blízkosti takové konstrukce. Je proto omezen na 15 kW/m2.

Doba požární odolnosti je definována jako časový úsek, po který musí konstrukce odolávat účinkům požáru, respektive musí plnit požadovaný mezní stav (popřípadě více mezních stavů). Doba požární odolnosti se stanovuje v minutách.

Čtěte také: Vše o požární odolnosti OSB desek

Metody pro řešení požární odolnosti

Návrhové metody se liší dle přístupu, přesnosti a náročnosti výpočtu. Pro posouzení požární odolnosti konstrukcí je převážně preferovaná Tabulková metoda, podle které inženýr dostává velmi rychle status vyhovuje/nevyhovuje. Pokročilejší metody jako jsou metody Izotermy 500 nebo Zónová metoda, jsou taktéž frekventovaně používané metody, zejména v případech, kdy kritický prvek jako je sloup, nosník, stěna nebo deska nevyhovují dle tabulkové metody. Metody numerické simulace kondukce, konvekce nebo radiace se používají převážně v akademickém prostředí. Sloupy jsou obecně posuzovány pomocí metody A nebo B. Posouzení nosníkových prvků je možné pouze pro tvary průřezu typu obdélník, T-průřez nebo I-průřez. Podobně jako u nosníkových prvků, je nutné zvolit mezi prostě uloženou deskou nebo spojitou deskou.

Požární odolnost izolačních materiálů

Při izolaci ploché střechy je potřeba dbát i na požární bezpečnost. Vyberte si izolační materiál tak, abyste byli v bezpečí v případě požáru.

Dřevovláknité izolace STEICO

Dřevo boduje i v oblasti protipožární ochrany. V případě požáru zabraňuje zuhelnatělá vrstva rychlému prohoření izolačních materiálů STEICO a tím brání šíření požáru - na rozdíl od mnoha běžných izolačních materiálů, které se taví a mohou také odkapávat. Izolační materiály STEICO lze použít pro stavbu protipožárních konstrukcí do F90 B / REI 90. Izolační materiály STEICO při hoření neodkapávají z fasády, jako je tomu například u některých tuhých pěn. To znamená větší bezpečnost v případě požáru fasády. V případě požáru produkují izolační materiály STEICO výrazně méně kouře než například některé izolační materiály na bázi organických pěn. Izolační materiály STEICO odolné proti stlačení nevyžadují žádné přísady, aby dosáhly třídy stavebního materiálu „normální hořlavost“. Vše je v hustotě. Požární ochrana podle vzoru přírody.

Testované izolační materiály NawaRo [zahrnuje izolační materiály STEICO z dřevních vláken] také hoří, ale relativně pomalu, s malým vývojem kouře a při hoření neodkapávají. „Tuhé pěny hoří extrémně rychle, s velmi silnou tvorbou tmavého kouře, taví se a hoříce odkapávají."

PIR izolace

Obecně stavební konstrukce zateplené tvrdou PIRkou vykazují vynikající výsledky v oblasti požární odolnosti. Tyto vlastnosti byly prokázány při reálných testovacích zkouškách se skutečným ohněm. PIRky se při zahřátí netaví, neskapávají a uhelnatí, které se objevuje na povrchu izolace v okamžiku přímého působení ohně, chrání jádro materiálu před rozkladem. Zkoušky požární odolnosti se u těchto materiálů provádí proto, abychom mohli stanovit parametry chování krycích izolačních materiálů vystavených působení ohně uvnitř místnosti. Po rozebrání konstrukce bylo zjištěno, že izolační desky z tvrdé polyuretanové pěny byly na povrchu zuhelnatělé, nicméně zabránily šíření požáru do dalších vrstev stavby. PIRka je tzv. termoset, což znamená, že v případě požáru zuhelnatí a nevytváří hořící kapky.

Čtěte také: Kompletní průvodce požární odolností OSB desek

EPS izolace

EPS jako pěnový organický materiál musí být vždy chráněn vhodnými, nejlépe nehořlavými materiály. Hlavní impuls pro první zkoušky plochých střech s trapézovým plechem a kombinovanou tepelnou izolací nalezneme již v roce 2001. Byla jím nová ČSN 73 0831, která požadovala požární oddělení plastických hmot (např. pěnového polystyrenu) od shromažďovacího prostoru konstrukcí druhu D1, vyhovující nejméně meznímu stavu EI 15 (podle čl. Bylo tedy nezbytné zkouškami ověřit nové skladby plochých střech, které by splnily i tyto nové požadavky na požární bezpečnost. S nástupem nové ČSN 73 0831 započaly za spolupráce společností Sdružení EPS ČR, REPO a Kovové profily, intenzivní přípravy na nové náročné požární zkoušky. Proběhly teoretické výpočty nových kombinovaných tepelných izolací EPS+MW pro ploché střechy, které doložily možnou úspěšnost budoucích zkoušek. Historický okamžik provedení hlavní zkoušky požární odolnosti se odehrál 1.2.2002. Poprvé v ČR lehká ploché střecha s trapézovým plechem dosahuje požárních odolnosti později klasifikované jako REI 15. Mezi hlavní závěry zkoušky patřila kromě statických požadavků na trapézové plechy také nezbytnost aplikace požárně dělící vrstvy MW ve dvou vrstvách. Při zatížení normovým požárem ze spodní strany dochází u střešního pláště k vysokým deformacím, které způsobují velké otevírání spár mezi deskami MW. Po prvním úspěchu z roku 2002 dochází k velkému rozmachu těchto nových skladeb plochých střech. Navazují také další zkoušky požární odolnosti s klasifikacemi REI 15 - REI 30. Všechny skladby používají ověřený a osvědčený princip - na trapézový plech je třeba aplikovat dvouvrstvou požárně dělící vrstvu MW. Vlastní tepelná izolace z pěnového polystyrenu a hydroizolace se tak dostávají do chráněné oblasti, kdy při zkoušce požární odolnosti nedochází k jejich hoření.

Zkouška požární odolnosti lehkého střešního pláště SG COMBI ROOF 30 M byla provedena dle metodiky EN 1365-2:2001.

  • trapézové plechy TR 150/280/0,75 konkrétní třídy oceli a statických parametrů při použití příslušných připojovacích detailů.
  • velkoformátové desky ISOVER tl. 2x30mm s obousměrně posunutými spárami.
  • pěnový polystyren SG COMBI ROOF tl. min. 80mm, max. 100 mm.

Na základě speciálního statického posudku je možno navrhnout střešní plášť SG COMBI ROOF 30 M pro různé rozpony a konkrétní statické podmínky. Na základě Posouzení požární odolnosti střešního pláště neboli Rozšířené aplikace výsledků zkoušky podle ČSN EN 13 501-2 je možno použít libovolný typ povlakové hydroizolace (asfaltový pás, folie,...). Kombinovaná tepelná izolace si získala zejména v lehkých střešních pláštích na trapézovém plechu své pevné místo. Nezbytností pro požární spolehlivost je provedení požárně dělící vrstvy z MW ze dvou vrstev s posunem spár.

Požární ochrana v systémech VZT

Efektivní provoz systémů VZT (vytápění, větrání a klimatizace) je rozhodující pro udržení komfortního vnitřního prostředí v budovách. Při zaměření na výkon a funkčnost je však nezbytné nepřehlédnout kritický aspekt požární bezpečnosti. Protipožární systémy, konkrétně v systémech VZT, hrají zásadní roli při předcházení šíření požáru, ochraně životů a minimalizaci škod na majetku.

Pochopení požární ochrany v systémech VZT

Protipožární opatření zahrnují implementaci opatření k zabránění průchodu ohně, kouře a toxických plynů přes otvory v požárně dělících konstrukcích, jako jsou stěny, podlahy a stropy. Tyto konstrukce jsou navrženy tak, aby zabránily šíření požáru a poskytly obyvatelům bezpečnou cestu pro evakuaci. V kontextu systémů VZT se protipožární těsnění zaměřuje na utěsnění jakýchkoli prostupů nebo otvorů vytvořených VZT potrubím procházejícím přes protipožární bariéry. Tyto prostupy narušují celistvost a izolační schopnost požárně dělících konstrukcí, právě proto je prostupy nutno patřičně utěsnit, aby bylo zabráněno šíření požáru, kouře a tepla v budově.

Čtěte také: Dřevěné konstrukce a požár

Správným těsněním prostupů, ať už vzduchotechnických instalací (na základě normy ČSN EN 1366-1) nebo instalací technického zařízení budov (na základě normy ČSN EN 1366-3) získávají požární konstrukce svou účinnost při omezování požárů, čímž brání jejich šíření do jiných prostor budovy. Toto zásadní opatření poskytuje obyvatelům více času na bezpečnou evakuaci a pomáhá hasičům v jejich úsilí kontrolovat a uhasit požár.

Zkušební normy ČSN EN 1366-1 a ČSN EN 1366-3

Na začátku je třeba zdůraznit, čemu se normy věnují, protože v západních zemích se tyto dva typy instalací neumisťují do jedné šachty, jak se to dělá v našem regionu, což způsobuje později značné problémy s těsněním takových prostupů.

ČSN EN 1366-1: Zkoušení požární odolnosti provozních zařízení. Část 1: Vzduchotechnické potrubí

Tato norma zahrnuje vystavení zkušebního vzorku řízenému požáru s teplotními a časovými parametry definovanými klasifikačními požadavky. Zkouška hodnotí chování prvku v podmínkách požáru, hodnotí jeho schopnost udržet stabilitu konstrukce a zabránit šíření plamenů a tepla na neexponovanou stranu. Na základě výsledků zkoušek je prvku přiřazena specifická klasifikace požární odolnosti. Tato norma uvažuje pouze VZT potrubí a neuvažuje se s neizolovanými potrubími. Taková zkouška simuluje reálné chování VZT potrubí při požáru, takže zohledňuje i podélný pohyb potrubí na délce 4,1 m a stejně tak se například u potrubí typu A uvažuje s podtlakem uvnitř potrubí, který zapříčiňuje deformace. Pokud má vzduchotechnické potrubí vykazovat požární odolnost, zkouší se podle scénářů podle směru působení tepelného namáhání:

  • z vnější strany s označením „i ← o“, potrubí typu A,
  • z vnitřní strany s označením „i → o“, potrubí typu B,
  • z obou stran s označením „i ↔ o“, potrubí typu B.

ČSN EN 1366-3: Zkoušení požární odolnosti provozních instalací. Část 3: Těsnění prostupů

Tato norma se na druhé straně zaměřuje na zkoušení požární odolnosti provozních instalací, jako jsou potrubí, chráničky a kabelové instalace, které procházejí přes požární dělící konstrukce kromě vzduchotechnických instalací. Tyto instalace mohou potenciálně ohrozit požární odolnost stavebního prvku a EN 1366-3 poskytuje standardizovaný přístup k vyhodnocení jejich schopnosti zachovat integritu a izolaci konstrukce. Z této normy vyplývají následující pravidla:

Prostupy VZT potrubí by měly být osazeny s protipožární klapkou kromě případů, kdy:

  • Případ č. 1:
    1. Plocha průřezu potrubí je do 40.000 mm2.
    2. Plocha do 1/100 požárně dělící konstrukce - součet průřezových ploch všech prostupů potrubí procházejících požárně dělící konstrukcí je do 1/100 plochy PDK, kterou prostupují VZT potrubí.
    3. Min. vzdálenost mezi prostupy je 500 mm.
  • Případ č. 2:
    1. Potrubí je v celé délce chráněno včetně místa prostupu.

Z výše uvedených faktů vyplývá, že na základě zkušebních ale i projekčních norem není možné, aby se na stavbě, například v instalačních šachtách, vyskytovala nezaizolovaná vzduchotechnická potrubí. Realizace těsnění prostupu nezaizolovaného vzduchotechnického potrubí přes požárně dělící konstrukci nevyhoví požární zkoušce k izolaci přenosu tepla na nevystavenou stranu, kde je kritériem 180°C.

Příkladem nesprávně utěsněného prostupu vzduchotechniky a potrubí je, kde kromě chybějící izolace je nesprávně použita protipožární PUR pěna, která neslouží k těsnění prostupů.

Legislativní úpravy a spolupráce projektantů

Požární odolnost vzduchovodů se řídí pravidly uvedenými v projekčních normách ČSN 73 0810 Požární bezpečnost staveb - Společná ustanovení a ČSN 73 0872 Požární bezpečnost staveb - Ochrana staveb proti šíření požáru vzduchotechnickým zařízením. V roce 2016 prošla zásadní novelizací návrhová norma ČSN 73 0810, ve které v kapitole 9 věnované vzduchotechnickým systémům došlo k dlouho očekávanému sjednocení se zkušební normou ČSN EN 1366-1. Původní verze normy ČSN 73 0810 z roku 2009 uváděla, že třída EI 15, 30, 45, 60 a 90 u chráněného potrubí typu A (tedy vzduchovodu s požadavkem na požární odolnost) nemusí být označována ve stavebních a požárních výkresech či zprávách směrem působení požáru (i ← o) ani polohou potrubí („ve“ či „ho“).

Z právního hlediska určuje směrovou orientaci projektant požárně bezpečnostního řešení (PBŘ). Jak se ukazuje v praxi, projektant PBŘ často není schopen typ potrubí sám přesně specifikovat, protože v době tvorby dokumentace PBŘ netuší, jaké bude řešení objektu z hlediska vzduchotechniky (VZT). Proto se doporučuje vzájemná spolupráce projektantů VZT a PBŘ. Řešení není jednoduché a vyžaduje koordinaci mezi projektantem PBŘ a projektantem vzduchotechniky. Určení požární odolnosti vzduchotechnického potrubí je dle normy záležitostí projektanta PBŘ, nikoliv projektanta vzduchotechniky, který je však jako jediný schopen zodpovědně stanovit účel vzduchovodu a jeho provedení. Navíc trasování vzduchovodů se odehrává v době, kdy je projekt PBŘ téměř hotov, a teprve tehdy nastává správný okamžik na rozhodování o směrové orientaci požáru na vzduchovody. V tuto chvíli by měla nastoupit iniciativa projektanta VZT, aby orientaci prokazatelně požadoval od projektanta PBŘ jako jeden z důležitých podkladů v rámci koordinace a upřesnění finálních požadavků.

Vzhledem k faktu, že jde o problematiku, která se bezprostředně prolíná dvěma obory PBŘ a Technika prostředí staveb (specializace vzduchotechnika), je nezbytné, aby zástupci obou profesí byli o zmíněné problematice informováni a vzájemně spolupracovali. Novým zněním normy se zcela zásadním způsobem změnily zažité zvyklosti. Projektant vzduchotechniky ve spolupráci s projektantem požárně bezpečnostního řešení musí navrhnout a v projektové dokumentaci požadovat takové provedení požárně odolného potrubí, které odpovídá příslušnému navrhovanému požárnímu riziku v konkrétní aplikaci. Pokud toto jasně nepředepíše, musí se montovat odolnější typ potrubí B.

Pokud projektant PBŘ neuvedl do svého projektu typ potrubí z hlediska tepelného namáhání, platí, že veškeré potrubí v budově má být typu B. Pokud iniciativy se chopil projektant VZT, který v některých úsecích nesprávně navrhl potrubí typu A, nebo typ potrubí z hlediska tepelného namáhání není uveden ani v projektové dokumentaci PBŘ, ani v projektu vzduchotechniky, montážní firma automaticky nacení levnější variantu, tedy potrubí typu A. Před začátkem realizace hrozí, že musí být použito potrubí typu B, jehož provedení je ovšem 2× až 3× dražší (vyšší cena izolace + výztuhy uvnitř potrubí).

Implementace protipožární ochrany v systémech VZT a TZB

Úspěšná implementace protipožární ochrany v systémech VTZ ale i TZB vyžaduje komplexní přístup. Následující kroky je třeba zvážit:

  • Hodnocení: Proveďte důkladné posouzení systému, přičemž identifikujte všechny potenciální průniky přes požární dělící konstrukce. Patří sem potrubí, VZT potrubí, elektroinstalace a chráničky.
  • Výběr protipožárních systémů: Vyberte si vhodné protipožární výrobky podle typu a velikosti prostupů. K dispozici jsou různé protipožární materiály, jako jsou protipožární tmely, nátěry, pěny vhodné do prostupů, bandáže, pásky, tvarovky a manžety.
  • Instalace: Ujistěte se, že protipožární výrobky jsou nainstalovány správně a podle pokynů výrobce. To může zahrnovat utěsnění kolem prostupů, použití ohnivzdorných materiálů jako například minerální vlna správné objemové hmotnosti a použití schválených protipožárních systémů.
  • Pravidelné kontroly a údržba: Naplánujte si pravidelné kontroly těsnění, abyste identifikovali jakákoli potenciální porušení protipožárního uzávěru. Proveďte údržbu a opravy okamžitě, abyste zachovali účinnost protipožárních opatření.

tags: #pozarni #odolnost #izolaci

Oblíbené příspěvky: