SCHRACK: Požární bezpečnost stavebních objektů

POŽÁRNÍ BEZPEČNOST STAVEBNÍCH OBJEKTŮ

Požární bezpečnost stavebních objektů je schopnost stavebních objektů bránit v případě požáru ztrátám na životech a zdraví osob, popřípadě zvířat a ztrátám na majetku. Prokazuje se již ve fázi projektového řešení splněním požadavků stavebně technických předpisů PO. Jedná se o kodex Českých technických norem ČSN 73 08XX, zejména pak tzv. „kmenových norem“:

• ČSN 730802 Požární bezpečnost staveb – Nevýrobní objekty,
• ČSN 730804 Požární bezpečnost staveb – Výrobní objekty.

PŘIČEMŽ SE PROKAZUJE SPLNĚNÍ POŽADAVKŮ:

1. ochrana lidského zdraví a života dostatečným počtem odpovídajících únikových cest pro bezproblémovou evakuaci stavebního objektu, při které nesmí dojít k zřícení stavebních konstrukcí ani intoxikaci unikajících osob
2. zamezení šíření již vzniklého požáru v rámci stavebního objektu jeho rozdělením do požárních úseků,
3. zamezení šíření požáru na sousedící objekty vhodným urbanistických řešením respektujícím dostatečné odstupové vzdálenosti,
4. odpovídající protipožární zabezpečení objektu včetně možnosti řádného protipožárního zásahu.

JMENOVANÉ STAVEBNÍ TECHNICKÉ PŘEDPISY PO DÁLE DEFINUJÍ:
Požární úsek jako prostor stavebního objektu, ohraničený od ostatních částí tohoto objektu, popř. od sousedních objektů, požárně dělícími konstrukcemi, popř. požárně bezpečnostním zařízením. Je základní posuzovanou jednotkou z hlediska požární bezpečnosti stavebních objektů.

POŽÁRNĚ DĚLÍCÍ KONSTRUKCE JSOU STAVEBNÍ KONSTRUKCE:

• požární stěny,
• požární stropy,
• obvodové stěny,
  bránící šíření požáru mimo požární úsek…v rámci stejné filozofie jsou do komunikačních a instalačních otvorů instalovány požární uzávěry otvorů (požární dveře, vrata, poklopy, klapky apod.).
  Požární uzávěrem otvorů tak nejsou jen požární dveře, ale i atestovaný deskový ochranný materiál instalovaný před rozvody elektrické instalace.

Požární riziko - míra rozsahu případného požáru v posuzovaném stavebním objektu nebo jeho části, u nevýrobní sféry určujeme požární výpočtové zatížení, u výrobní sféry pak ekvivalentní dobu trvání požáru.

Stupeň požární bezpečnosti požárního úseku je klasifikační zatřídění vyjadřující schopnost stavebních konstrukcí požárního úseku jako celku čelit požáru z hlediska rozšíření požáru a stability konstrukcí objektu. SPB je klasifikováno sedm.

Požární odolnost stavebních konstrukcí, případně požárních uzávěru je doba t (min), po kterou jsou schopny odolávat teplotám vznikajícím při požáru, aniž by došlo k porušení jejich funkce.
V době stanovené požární odolnosti nesmí být porušeny mezní stavy konstrukcí ve smyslu ČSN 73 0810 mezinárodně značené jako:

• R únosnost nebo stabilita (ztráta)
• E celistvost (ztráta)
• I teploty na neohřívané straně (překročení limitních teplot)

a doplňujících písmenných značek:

• W hustota tepelného toku (mezní =18,5kW/m2 v řešené vzdálenosti)
• S prostup zplodin hoření (instalace těsnění)
• M mechanické působení (například náraz na zahřátou požární stěnu)
• C samozavírací mechanismus (požární uzávěry + samozavírač)

Tyto písmenné značky s uvedenou dobou (t) v minutách se užívají v rámci projektového řešení pro klasifikaci konstrukcí.
Normovanému průběhu požáru odpovídá výpočtové požární zatížení dle ČSN 730802 nebo ekvivalentní doba trvání požáru dle ČSN 730804.
Požární odolnost konstrukcí, u kterých se požaduje splnění dvou či více mezních stavů, je do strany bezpečnosti, určena nejnižší hodnotou kteréhokoliv mezního stavu (například E30 a W40 je EW30).

Ve smyslu výše uvedených požadavků s ohledem na zákon č.22/1997 Sb., O technických požadavcích na výrobky, jsou stavební materiály a výrobky pro stavbu včetně požadovaného technické a technologické zařízení zkoušeny na požární odolnost v akreditované zkušebně. Zkoušení výrobku probíhá v zkušební peci nebo na peci, tepelným zatížením vycházejícím z průběhu tzv. Normového průběhu požáru dle křivky podle mezinárodního předpisu ISO DIS 834-75 Fire resistence tests – Elements of building construction. V národním podmínkách pak ČSN EN 1363-1 Zkoušení požární odolnosti. Mezinárodní teplotní normovou křivku definuje logaritmická rovnice:

Tg = To+345 log(8t + 1)

• Tg - teplota plynů při zkoušce požární odolnosti) ve °C
• To - počáteční teplota plynů před zkouškou ve °C
• t - doba trvání požáru (nebo zkoušky požární odolnosti) v minutách

Klik pro větší náhled.
Obr: Teplota plynů při požáru vyjádřená pomocí teplotní normové křivky:

Pokud nedojde během požadované doby požární odolnosti k překročení mezních stavů, je vydán certifikát kvality, tzv. „A test“.

Samotné podmínky a průběh zkoušky požární odolnosti požárních uzávěrů stanoví ČSN EN 1363-1 Základní požadavky a ČSN EN 1634-1 a ČSN EN 1634-3 zkoušení požární odolnosti dveřních a uzávěrových sestav.

POŽADAVKY NA ELEKTRICKOU INSTALACI A ELEKTRICKÉ ZAŘÍZENÍ Z HLEDISKA PO V OBECNÉ ROVINĚ

Je nesporné že elektrická instalace a elektro zařízení mohou být:

• samotnou příčinou samotného vzniku požárů,
• závažným faktorem ohrožujícím samotné osoby nacházející se v hořícím stavebním objektu toxickými zplodinami, příp. sálavým teplem vznikajícím tepelnou degradací elektroizolačních hmot,
• komplikací z hlediska bezpečnosti při protipožárním zásahu.

V souladu s výše uvedenými požadavky na požární bezpečnost staveb uvedenými pod písmeny a), b) i d) části I) upravují stavebně technické předpisy PO podmínky samotného provedení elektrické instalace včetně elektro zařízení ve stavebních objektech.

Samostatná kapitola upravuje:

• požárně technické vlastnosti elektroizolačních materiálů a samotné provedení elektroinstalace v chráněných únikových cestách, důraz je pak kladen na požární odolnost elektro zařízení typu rozvaděče případné požární oddělení elektro zařízení od prostor chráněné únikové cesty,
• druh, izolační materiál a samotné provedení elektroinstalace zajišťující dodávku elektrické energie do zařízení sloužících k protipožárnímu zabezpečení objektu (EPS, SHZ, ZOTK, nouzové osvětlení CHÚC, požární a evakuační výtahy),
• utěsnění otvorů v prostupu elektrické instalace přes požárně dělící konstrukce,
• nutnost dvou na sobě nezávislých zdrojů napájecích požárně bezpečnostní zařízení a zařízení k provedení protipožárního zásahu (EPS, SHZ, ZOTK, nouzové osvětlení CHÚC, požární a evakuační výtahy).

Minimální požadavek na požární odolnost rozvodné skříně umístěné v prostorách chráněné únikové cesty, činí ve smyslu čl. 12.9.2.c) ČSN 73 0802 hodnotu EI 30D1, pokud se nepožaduje v konkrétních podmínkách jiná (vyšší odolnost).
Hodnota EI 30D1 se ve smyslu tab. 12) ČSN 73 0802 požaduje až v III. stupni požární bezpečnosti požárního úseku (dále jen „SPB“) v nadzemních podlažích. Požadovaná požární odolnost el. rozvaděče, příp. jeho požárního oddělení je tedy na straně bezpečnosti.
Přesto v závislosti na:

• druhu konstrukčního systému objektu (D1 až D3),
• požární výšce objektu,
• požárním zatížení objektu dle provozu nebo činnosti, může být požadován pro požárně dělící konstrukce včetně požárních uzávěrů otvorů (i požární dveře) a zařízení el. rozvodné skříně umístěné v prostoru chráněné únikové cesty vyšší SPB stanovený minutami požární odolnosti dle tabulky č.12) ČSN 73 0802 pro V až VII SPB tj. 45 až 90 minut.

KONKRÉTNÍ POŽADAVKY ČSN 73 0802 A ČSN 73 0804

Vodiče a kabely zajišťující funkci a ovládání zařízení sloužících k protipožárnímu zabezpečení stavebních objektů.

1. mohou být volně vedeny prostory a požárními úseky bez požárního rizika, včetně chráněných únikových cest pokud vodiče a kabely vyhovují ČSN EN 50 265-1, ČSN EN 50 265-2-1, ČSN EN 50 265-2-2 a ČSN IEC 332-3, nebo
2. mohou být volně vedeny prostory a požárními úseky s požárním rizikem, pokud vodiče a kabely vyhovují CEI IEC 60 331-11, CEI IEC 60 331-23, CEI IEC 60 331-25 a normám uvedeným v bodě a), nebo
3. musí být uloženy či chráněny tak, aby nedošlo k porušení jejich funkčnosti např. vedením pod omítkou s krytím nejméně 10mm, popř. vedením v samostatných drážkách, uzavřených truhlících či šachtách a kanálech určených pouze pro elektrické vodiče a kabely, nebo chráněné protipožárními nástřiky, popř. deskovými nehořlavými materiály zpravidla tloušťky nejméně 10mm apod. Tyto ochrany mají vykazovat požární odolnost EI 30 D1, pokud se nepožaduje v konkrétních podmínkách jiná odolnost.

PŘÍČINY VZNIKU POŽÁRU OD ELEKTRICKÉ ENERGIE

Elektrická energie v různých formách se podílí na vzniku 15 až 20 procent požárů. Základní možné příčiny vzniku požárů a výbuchů od elektrické energie u elektrických zařízení jsou:

• vznik elektrického zkratu,
• vzniku přechodového odporu,
• přetížení elektrické sítě,
• technické závady elektrického spotřebiče,
• vznik jiskry nebo elektrického oblouku,
• neodborné instalace elektrického zařízení,
• usazení vrstvy hořlavého prachu na elektrickém zařízení,
• nedostatečná izolace a krytí ve vztahu k vlivům prostředí.
• iniciace od výboje statické elektřiny,
• iniciace od výbojů atmosférické elektřiny – blesky, kulové blesky.

ELEKTRICKÝ ZKRAT A VZNIK ELEKTRICKÉHO OBLOUKU
Elektrickým zkratem nazýváme spojení dvou nebo více potenciálů, velmi malý odpor, spojení dvou nebo tří fázi najednou, fáze s nulovým vodičem, uzemněnou kostrou apod.

• Častou příčinou zkratu jsou nedokonalosti a vady elektrického zařízení. Bývá to především vadná izolace vodičů, dotyk holých vodičů, nechtěné spojení s cizím předmětem, popraskání izolátorů a izolací, vadné kontakty přístrojů i předčasné stárnutí izolace.
• Vznik zkratového proudu je doprovázen nepříznivými jevy, mezi které patří zejména tepelné a dynamické účinky včetně vzniku elektrického oblouku a poklesu napětí ve zkratovaném obvodu.
• Tepelné účinky zkratového proudu jsou dostatečnou iniciací pro vznik hoření přítomných hořlavých látek (izolace vodičů, plasty, dřevo apod.), neboť přesahují teploty vznícení všech běžných hořlavých látek které činí 220°C až 550°C. Množství uvolněného tepla pak závisí na součinu velikosti odporu obvodu, druhé mocnině zkratového proudu a na době trvání zkratu.
• Tepelné účinky se projevují nadměrným oteplením až rozžhavením vodičů, stárnutím až spálením izolace a vinutí, vytavením nedokonalých spojů.

Elektrický oblouk je již i dlouhodobější elektrický výboj ve zkratovaném místě, který nastane v důsledku vytavení materiálů vodičů oddálením míst s nestejným elektrickým potenciálem.

VZNIK PŘECHODOVÉHO ODPORU
Přechodový odpor je způsoben nedokonalým dotykem spojované části v místě spojení s druhým vodičem nebo i svorkou, kdy proud elektronů z celkového průřezu vodiče je náhle přinucen projít poměrně velmi malou plochou styku, která pro něj představuje značně zvětšený odpor. Mechanismus vzniku tepelné energie je tedy zcela opačný u elektrických zkratů.

• Tepelná energie se vyvíjí v důsledku průchodu elektrického proudu místem o velkém odporu a není způsobena velkými hodnotami elektrického proudu při průtoku míst s nulovým odporem jako u zkratu.
• Přechodový odpor je podle posledních poznatků častější iniciací vzniku požárů a je často zaměňován za elektrický zkrat.
• Přechodové odpory tedy vznikají v místech spojů vodičů, na kontaktech přístrojů, spínačů, zásuvek, při spojování s nedostatečným přitažení vodiče nebo úplné bez svorek tzv. zakroucením, v místech spoje hliníkového a měděného vodiče, apod,
• Přechodový odpor se dále také zvětší v místech kde dojde k oxidaci vodičů a spojů, což se týká hlavně hliníku, neboť oxid hliníku je izolant.
• Průchodem proudu přes přechodový odpor se může spoj zahřát na teplotu 900 až 1000°C, což je dostatečná teplota k roztavení okolního materiálu a odkapávající kov pak může lehce vznítit přítomné hořlavé látky.
• Průtokem proudu o zvýšené hodnotě přes odpor elektrického vedení či vinutí v elektrických strojích a zařízeních se vytváří dle Joulova zákona teplo, vodiče či vinutí se zahřívají až do vzniku nadměrné oteplení, které zase bývá příčinou vznícení izolace vodičů a okolních hořlavých látek.

POŽÁR OBYTNÉHO DOMU PANELOVÉHO TYPU VZNIKLÝ OD ELEKTRICKÉ INSTALACE

Foto č. 1             Foto č. 2
Kliknutím do obrázku získáte větší náhled.
Foto č. 1 - celkový pohled na zničený rozvaděč v místě vzniku požáru
Foto č. 2 - pohled totální zničení rozvaděče v místě vzniku požáru

Foto č. 3             Foto č. 4
Kliknutím do obrázku získáte větší náhled.
Foto č. 3 - detail - totální zničení rozvaděče v místě vzniku požáru
Foto č. 4 - rozsah poškození elektroinstalace ve vyšším patře

Foto č. 5             Foto č. 6
Kliknutím do obrázku získáte větší náhled.
foto č. 5 - rozsah poškození požárem v nejvyšším patře
foto č. 6 - detail rozsah poškození souvisejí elektroinstalace

Klik pro větší náhled.
Foto č. 7 – rozvaděč ve vyšším patře-rozsah poškození požárem

Kpt. Ing. Petrovský Zbyněk