Požární odolnost je jednou ze základních vlastností většiny staveb. Vždy se váže k celé stavební konstrukci, ne k jednotlivým použitým materiálům. Obecně vzato, požární odolnost je časový interval uváděný v minutách, po který jsou naplňovány jednotlivé normativně definované parametry konstrukce.
Sádrokarton a jeho reakce na oheň
U konkrétní sádrokartonové desky můžeme mluvit o reakci materiálu na oheň (dříve tzv. hořlavost). Tento parametr je dnes nahrazen parametrem „reakce na oheň“, který přesněji charakterizuje daný materiál, nicméně v zásadě popisuje znovu míru hořlavosti materiálu. Deska sama o sobě tedy nemá požární odolnost, přisuzuje se jí však míra reakce na oheň.
Z hlediska požární odolnosti je sádrokarton obecně velmi výkonný materiál. Ve spojení s požární odolností je dobré i připomenout, že sádrokarton je materiál nehořlavý. I přesto, že obsahuje hořlavý karton, chová se celkově jako nehořlavý materiál. „V případě sádrokartonových desek Rigips se jedná o kategorie nehořlavých materiálů, která je definována indexem A2, s1, d-0. Toto zatřídění vyplývá přímo z výrobkové evropské normy - ČSN EN 520 Sádrokartonové desky,“ doplňuje Robert Hošek.
To je způsobeno krystalicky vázanou vodou ve hmotě sádrového jádra desek, která při požáru funguje jako automatický hasicí přístroj. Jednou z výhod použití desek na bázi sádry je jejich již zmíněné uvolňování krystalické vody. To pohltí značnou část tepelné energie požáru a desky tak fungují jako automatický „hasicí přístroj“. Z každého čtverečního metru sádrokartonu se během požáru uvolní přibližně 1,5 litru vody.
Protipožární sádrokarton pak navíc obsahuje skelná vlákna a inertní přísady, které minimalizují objemové změny desek a prodlužují jejich celistvost při požáru.
Čtěte také: Zjistěte více o RBI a požární ochraně
Žáruvzdornost sádrokartonu
Žádná sádrokartonová či sádrová deska však nemůže být žáruvzdorná, neumí odolávat ani zvýšeným teplotám (i bez ohledu na požár) - proto se ani protipožární sádrokarton nehodí např. pro opláštění tepelně namáhaných částí krbů. Sádrokartonové desce nemůžeme přisuzovat ani vlastnost žáruvzdornosti. Bez ohledu na to, zda se jedná o základní sádrokarton RB (A) nebo protipožární desku RF (DF), není materiál žáruvzdorný. Obecně platí, že sádrokartonové desky lze použít jen tehdy, když teplota na jejich povrchu během jejich životnosti nevzroste dlouhodobě nad 45° Celsia (krátkodobě nad 60° Celsia).
Tyto desky po jistou dobu požáru odolávají, nicméně postupem času dochází k jejich degradaci. Povrchový karton shoří a sádrové jádro se během požáru začne postupně rozpadávat. To je způsobeno postupným uvolňováním vázané vody z krystalické mřížky sádrovce. Z di-hydrátu síranu vápenatého (CaSO4.2H2O) se tak během požáru stane hemi-hydrát síranu vápenatého (CaSO4.1/2H2O) - neboli „vypálená sádra“. Ta postupně vlivem působícího ohně zmenšuje svůj objem a stává se značně křehčí.
Mezní stavy požární odolnosti
Požadavky požární odolnosti musí splňovat všechny nosné a požárně dělicí konstrukce a je to doba v minutách, po kterou musí být schopny odolávat účinkům požáru bez porušení požadované funkce. Těchto funkcí může být několik a určují je tzv. mezní stavy. Norma ČSN EN 13501-2 definuje řadu mezních stavů, čtyřmi nejčastěji používanými jsou R, E, I, W. Po dobu požární odolnosti musí konstrukce odolávat účinkům požáru, respektive musí plnit požadovaný mezní stav (popřípadě více mezních stavů). Doba požární odolnosti je měřena v minutách, přičemž je vytvořena stupnice.
Míra požární odolnosti je závislá zejména na kvalitě sádrokartonových desek - RB (A) deska zajistí nižší požární odolnost konstrukce, zatímco protipožární sádrokarton (např. RF/DF) podstatně vyšší.
Mezní stav „R“ (únosnost a stabilita)
- Platí pro všechny nosné konstrukce (včetně těch uvnitř požárního úseku), které zajišťují stabilitu objektu - nosnou funkci musí plnit i během požáru.
- Podobné požadavky mají i nosné konstrukce, které nezajišťují stabilitu celého objektu (např. vestavěné podlaží s větším počtem osob).
- Udává, po jak dlouhou dobu během požáru je konstrukce schopná nést zatížení.
Mezní stav „E“ = celistvost
- Platí pro všechny plošné požárně dělicí konstrukce.
- Během požáru se nesmí v požárně dělicí konstrukci vytvořit trhlina, kterou by mohl plamen prošlehnout nebo horké plyny do jiného požárního úseku.
- Mezní stav „E“ musí splňovat požární stěny a stropy oddělující požární úseky, případně požární předstěny, podhledy (za nimi jsou například technologická vedení apod.) a požární uzávěry (např. dveře).
- Udává, po jak dlouhou dobu během požáru je konstrukce celistvá.
Mezní stav „I“ (izolační schopnost)
- Platí pro plošné požárně dělicí konstrukce, které musí zabránit nadměrnému ohřívání prostoru na straně odvrácené od požáru. Nesmí se vznítit ani materiál na neohřívané straně ani v její blízkosti.
- Měří se na chráněné straně konstrukce a udává dobu, po kterou nenastane zvýšení maximální teploty min. o 180° Celsia, resp. zvýšení průměrné teploty o 140° Celsia.
- Při zkouškách požární odolnosti je mezní stav „I“ splněn tehdy v případě, že průměrná teplota na neohřívané straně nevystoupá oproti počáteční o více než 140 °C s maximálním bodovým vzrůstem teploty v kterémkoli místě o více než 180 °C.
- Mezní stav „I“ musí splňovat především pevně zabudované plošné konstrukce, jakými jsou požární stěny a stropy mezi požárními úseky - tedy uvnitř objektu, kde se požár může vyskytnout na obou stranách konstrukce a kde je pravděpodobné ohrožení osob na neohřívané straně.
Mezní stav „W“ (omezení radiace 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 od požáru. Tento sálavý tepelný tok však nesmí způsobit rozšíření požáru nebo ohrozit osoby unikající v blízkosti takového konstrukce, je proto omezen na 15 kW/m2.
- Snížení požadavku „I“ na benevolentnější mezní stav „W“ může být použito v případě požárních uzávěrů (např. dveří) mezi běžnými požárními úseky, kde se před a za dveřmi počítá s volným prostorem, nebo u obvodových stěn, kde tepelný tok může volně sálat do exteriéru.
- Parametr I může být v některých případech (např. u otvorových výplní) nahrazen parametrem W - ten se označuje jako „hustota tepelného toku“ a hodnotí se v jisté vzdálenosti od chráněného povrchu. Jedná se tedy o měkčí parametr než I a tudíž platí, že konstrukce splňující parametr I, splňuje zároveň i parametr W.
Další mezní stavy
- Mezní stav „C“ (samozavírání): Dveře, které jsou z provozních důvodů převážně nebo trvale otevřeny, musí být vybaveny zařízením, které v případě požáru umožní samočinné uzavření, tedy nejčastěji samozavíračem. Tím se docílí, že požárně dělicí konstrukce zůstane v celé ploše celistvá bez slabých míst.
- Mezní stav „S“ (kouřotěsnost): Dveře do zvláště chráněných prostor, které slouží k evakuaci většího počtu osob, musí zamezit proniknutí kouře, aby nemohlo dojít k nadýchání zplodin a ohrožení na životech. Kouřotěnost je zajištěna instalací požárně odolného těsnění ve funkční spáře dveřních otvorů.
Druhovost požárních konstrukcí (DP1 až DP3)
U požárních konstrukcí lze kromě samotné požární odolnosti rovněž určit i tzv. druhovost požárních konstrukcí (DP1 až DP3), která je zpřesňujícím parametrem a má význam pro správný návrh konstrukce v rámci projektu. Zjednodušeně lze říci, že konstrukce typu DP1 se skládají výhradně z nehořlavých komponent, kdežto DP2 a DP3 jsou konstrukce, které mohou obsahovat i součásti hořlavé. Do kategorie konstrukcí DP2 je daná skladba smíšené konstrukce klasifikována po dobu, než dojde ke vznícení hořlavých součástí takové konstrukce.
Čtěte také: vlastnosti 15mm sádrokartonu při požáru
Stanovení a prokázání požární odolnosti
Požadavky není možné jednoduše doporučit nebo určit. Plynou z normativního kodexu návrhových požárních norem a lze je stanovit výhradně na základě projektu požární bezpečnosti konkrétního stavebního objektu, který může vypracovat jen projektant specialista v oboru požární bezpečnosti staveb. Aby tyto požadavky byly naplněny, je nutné zvolit některou ze systémových konstrukcí, která byla patřičně odzkoušena a následně klasifikována, případně i certifikována pro určitou požární odolnost. Požadované hodnoty požární odolnosti se zakreslují do výkresové části požárně bezpečnostního řešení, a to ke všem nosným a požárně dělicím konstrukcím. Požadovanou dobu požární odolnosti pro určitý typ konstrukce včetně případného požadavku na druh konstrukční části určuje stupeň požární bezpečnosti.
Požární odolnost konkrétně navržených stavebních konstrukcí musí být minimálně stejná nebo vyšší než je hodnota požadovaná normou.
Způsoby určení požární odolnosti:
- Požární zkouškou: A to zejména u systémových výrobků, jejichž tvar, tloušťka nebo kvalita se nemění, například stěny a stropy z keramických a pórobetonových tvárnic, konstrukce sádrokartonové nebo dveře, respektive jiné požárně odolné výplně. Jde většinou o zkoušky velkorozměrové, například zkoušený vzorek stěny má obvykle rozměr 3 × 3 m. Zkoušky se provádějí v požární peci akreditované laboratoře na objednávku výrobců, kteří tím chtějí rozšířit možnosti uplatnění takových prvků. V požární peci je vzorek vystaven působení intenzivního plamen a měří čas, dokud se neporuší zkoumaný mezní stav. Poté se čas zaokrouhlí dolů na výše zmíněný interval. Požární zkoušky provádíme ve zkušebně PAVÚS ve Veselí nad Lužnicí za dodržení přísných podmínek a zkušebních norem.
- Z hodnotových norem: Lze vyčíst empirické (většinou konzervativní) hodnoty požární odolnosti pro tradiční konstrukce. Hodnoty v ČSN 73 0821 ed. 2 platí pro všechny konstrukce, stávající i nově navrhované.
- Z publikace „Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí podle Eurokódů“: V níž autoři R. Zoufal a kolektiv shrnuli výpočtové hodnoty požární odolnosti z „Eurokódů“ pro základní typy a rozměry konstrukcí. Nutno podotknout, že jde o hodnoty předběžné, tj. konzervativní.
Kolaudace a montáž protipožárních konstrukcí
V případě, že požární odolnost konstrukce je předepsána v projektu a tedy je nutné ji při kolaudaci prokázat, nelze tuto konstrukci montovat svépomocně. Pro kolaudaci budete muset předložit doklad o montáži (dle. vyhl. 246/2001 Sb.) konstrukce od oprávněné organizace o požární odolnosti a dodržení projektu. Požárně odolné konstrukce Rigips, člen Skupiny Saint-Gobain, musí být ve smyslu vyhlášky MV č.246/2001 Sb. montovány odborně způsobilou firmou, jejíž způsobilost byla potvrzena certifikátem značky Rigips s platností na 3 roky. Osvědčení k montáži nejen protipožárních konstrukcí je možné získat v naší Škole suché výstavby.
Co se týká konstrukcí Rigips, tak jsou zkoušeny vždy naprosto běžně využívané tenkostěnné profily i sádrové tmely. Při volbě těchto materiálů tedy nezáleží na tom, zda se jedná o konstrukci s požární odolností či bez ní. V případě příslušenství se až na výjimky volí také běžně používané komponenty. V určitých případech je ovšem nutné volit např. speciální šrouby a pod. Dále jsou přísnější požadavky např. na množství šroubů.
Všechny odzkoušené konstrukce, které jsou v současné době platné, jsou uvedeny v Katalogu požárně odolných konstrukcí Rigips. V tomto katalogu jsou dále základní informace k této problematice.
Čtěte také: Parametry požární odolnosti
Typy stavebních konstrukcí a požární odolnost
Následně jsou popsány jednotlivé typy stavebních konstrukcí, pro které jsou požadovány požární odolnosti:
- Požární stěny a požární stropy: Jsou plošné konstrukce na hranici požárního úseku uvnitř objektu, popřípadě na hranici dvou objektů.
- Požární uzávěry otvorů: Jsou otvíravé plošné konstrukce v požárních stěnách a stropech (dveře, okna, poklopy apod.), stále se však jedná o konstrukce uvnitř objektu, mezi požárními úseky - okna a dveře na fasádě většinou žádnou požární odolnost vykazovat nemusejí. Požární uzávěry mezi dvěma běžnými požárními úseky musí splňovat mezní stav EW, dveře vedoucí do chráněné únikové cesty musí splnit mezní stav EI. Požární uzávěry jsou vyňaty z hodnocení konstrukčního systému. Navržením dřevěných dveří (konstrukce DP3) tedy není objekt řazen do hořlavého konstrukčního systému.
- Obvodové stěny: Jsou plošné konstrukce na hranici objektu, za nimiž je volné prostranství. Z tohoto důvodu, pokud je obvodová stěna posuzována pouze z vnitřní strany, je možné snížit požadovaný mezní stav na EW, respektive REW u nosných konstrukcí. Obvodová konstrukce (resp. její nenosná část) nemusí v zásadě splňovat požadavek požární odolnosti, v tom případě se ale od ní stanovuje tzv. požární pás. Požární pásy jsou vodorovné a svislé části obvodové konstrukce na hranici požárního úseku a zabraňují přestupu požáru do jiného požárního úseku přes fasádu (exteriérem). Požární pásy musí být taktéž zhotoveny na hranici dvou objektů (např. když se jedná o stavbu v proluce). Pásy mají být alespoň 0,9 m široké (vysoké) a musí být z konstrukcí druhu DP1, nesmí mít ve své ploše požárně otevřené plochy a na jejich povrch musí být použity výrobky nešířící plamen po povrchu (is = 0 mm/min.). Požární pásy není nutné navrhovat u objektů s požární výškou do 12,0 m včetně, u objektů které jsou vybaveny sprinklerovým stabilním hasicím zařízením, popřípadě v dalších specifických (méně častých) případech. Obvodové konstrukce, které prokazatelně nezajišťují stabilitu objektu (tedy lehké obvodové pláště, vyzdívky skeletového systému apod.), jsou vyňaty z hodnocení konstrukčního systému, ke snížení požadavku na instalaci požárních pásů ale nedochází. Lehké obvodové pláště tedy mohou být druhu DP3 a lze je libovolně užít u objektů s požární výškou do 12,0 m. U objektů vyšších je nutné kombinovat takový plášť s požárními pásy druhu DP1.
- Nosné konstrukce střech: Posuzují se tehdy, pokud jde o střechu nebo strop, nad nimiž není stálé nebo nahodilé požární zatížení. Prutové prvky (nosníky, vaznice apod.) musí splňovat mezní stav R, plošné nosné konstrukce musí splnit RE.
- Nosné konstrukce zajišťující stabilitu objektu uvnitř požárního úseku: Jsou prutové nebo plošné konstrukce - sloupy, průvlaky, nosníky, pilíře, nosné stěny, stropy vícepodlažních požárních úseků apod.
- Nosné konstrukce zajišťující stabilitu umístěné vně objektu: Jsou prutové nebo plošné konstrukce - sloupy, průvlaky, nosníky, pilíře, nosné stěny, stropy vícepodlažních požárních úseků apod.
- Nosné konstrukce nezajišťující stabilitu objektu: Jsou prutové nebo plošné konstrukce vestavěných částí objektu, například vestavěných podlaží. Tyto konstrukce musí splnit mezní stav R, stropy musí splnit RE.
- Nenosné konstrukce uvnitř požárního úseku: Jsou jakékoliv stabilní konstrukce, které neoddělují dva požární úseky - například příčky uvnitř bytu. Na tyto konstrukce je kladen pouze požadavek druhu konstrukční části, a to pouze v VI. a VII. stupni požární bezpečnosti.
- Konstrukce schodišť: Platí pouze pro ta schodiště, po kterých uniká více než 10 osob a která nejsou v chráněné únikové cestě. Na takové schodiště je požadavek mezního stavu R. Schodiště uvnitř chráněné únikové cesty nemusí vykazovat požární odolnost, protože se předpokládá, že na chráněné únikové cestě požár nevznikne a od ostatních požárních úseků je tento prostor dostatečně chráněn požárně dělícími konstrukcemi.
- Výtahové a instalační šachty: Respektive jejich obalové konstrukce, mají oproti požárním stěnám snížený požadavek požární odolnosti (s výjimkou evakuačních a požárních výtahů a šachet vyšších než 45 m), jelikož se v šachtách nepředpokládá takové požární zatížení jako u běžných požárních úseků, rizikem jsou zde zejména rychle se šířící zplodiny hoření podporované komínovým efektem. Obalové konstrukce šachet jsou plošné, mezní stav je tedy požadován EI u stěn a EW u revizních dvířek. Instalační šachty jsou požárně rizikové zejména s ohledem na značné množství prostupů instalací skrz požárně dělicí konstrukci. Požární těsnění instalačních prostupů na hranici PÚ hraje klíčovou roli z hlediska šíření požáru v objektu ve svislém i vodorovném směru, a to zejména pro instalace na bázi plastů (riziko odhoření potrubí, kabelů) a kovové potrubní instalace (riziko vysokých povrchových teplot na odvrácené straně od požáru). V místě instalačního prostupu nesmí vznikat „požární most“ jakožto slabé místo v požárně dělicí konstrukci z hlediska její celistvosti a izolační schopnosti. Systémově utěsněný prostup (ucpávka) musí vykazovat požární odolnost shodnou s požární odolností konstrukce, ve které se ucpávka nachází, mezní stav tedy EI. Ucpávky jsou dle ČSN 73 0810 požadovány zejména hořlavé instalace, jejichž třída reakce na oheň je B až F (potrubí, kabely). Pro nehořlavá potrubí (s výjimkou vzduchotechniky, která je řešena podle samostatné normy ČSN 73 0872), postačí obvykle dotěsnění prostoru mezi požárně dělicí konstrukcí a instalací nehořlavou hmotou (např. maltou).
- Střešní pláště: Jsou řešeny obdobně jako nosné konstrukce střech, zde jde ale výhradně o plošné konstrukce. Jde-li o plášť nosný (resp. samonosný - skořepiny, panely apod.), pak je požadovaný mezní stav RE, jinak postačí pouze E.
Možnosti zvýšení požární odolnosti konstrukcí
Při návrhu nové budovy není většinou problém konstrukce navrhnout, aby splňovaly požadavky požární odolnosti. U rekonstrukcí stávajících budov, kdy se zvyšuje požární zatížení, nebo u specifických konstrukcí (např. ocelový či dřevěný skelet) už požární odolnost bez dalších opatření nemusí být splnitelná. Pak je potřeba konstrukci nějak upravit, respektive něčím „zakrýt“ tak, aby se chráněná konstrukce začala zahřívat pomaleji.
Přehled metod zvýšení požární odolnosti:
| Metoda | Popis | Výhody | Nevýhody |
|---|---|---|---|
| Požární omítky | Tradiční systémy ochrany, tloušťka několika cm. Nejvýhodnější jsou sádroperlitové nebo sádrovermikulitové. | Trvanlivé | Hmotné, hrubá a neestetická struktura, křehké po zaschnutí. |
| Požární nástřiky | Vývojový stupeň omítek, do silikátové báze se přidávají specifická plniva (vermikulit, perlit) a výztuž. | Trvanlivé | Hmotné, hrubá a neestetická struktura, křehké po zaschnutí. |
| Požární obklady a podhledy | Lze použít materiály deskové, homogenní (vápenosilikátové, vermikulitové), nehomogenní (cementotřískové), popřípadě sendvičové (sádrokartonové desky s minerální vatou). | Trvanlivé | - |
| Požární nátěry | Intumescentní nátěry napění až na 50násobek původní tloušťky a vytváří tepelněizolační bariéru. Zábranové nátěry na kabely a plasty, sublimující nátěry výjimečně na ocel. | Subtilní, zachovávají původní tvar, možnost barevného řešení. | Omezená životnost (cca 10 let), nutná obnova, omezená použitelnost. |
S dotazy nejen ohledně požárně odolných konstrukcí v rámci suché výstavby se můžete obracet na technickou podporu Rigips přes webový formulář nebo telefonicky na čísle +420 226 292 224.
tags: #pozarni #odolnost #f90 #sadrokarton #informace