V současném světě je stále větší měrou používány daleko citlivější elektronické součástky, které mohou být i slabým elektrickým výbojem poškozeny nebo dokonce zcela zničeny. Elektrostatický náboj vzniká obecně třením nebo oddělením dvou různých materiálů. V každém atomu je počet elektronů a neutronů v normálním stavu vyrovnán, při tření dvou materiálů dojde buď ke zvýšení počtu elektronů, čímž vzniká v daném atomu (předmětu) náboj negativní, nebo naopak při převaze protonů je daný atom (předmět) nabit kladně. Když se k sobě přiblíží dva rozdílně nabité materiály na určitou vzdálenost, dojde k elektrostatickému výboji - pohybu elektrického náboje, kterým se opět počet protonů a elektronů v daných předmětech vyrovná na stejnou úroveň.
Ztráty elektronického průmyslu na celém světě způsobené neřízenými elektrickými výboji se v roce 1998 odhadovaly až na 45 mld. USD. Je jasné, že toto je dostatečně pádný důvod pro stále rostoucí požadavky na podlahy, které minimalizují tvorbu elektrického náboje a umožňují jeho odvádění do uzemnění aktivně řídit tak, aby k elektrickým výbojům nedocházelo.
Typy elektrostaticky vodivých PVC podlah
Existují dva hlavní typy PVC podlah, které se liší svými elektrostatickými vlastnostmi:
Elektrostaticky vodivé (EV) PVC
- Mají nízký elektrický odpor (obvykle do 106 Ω), což umožňuje snadný odvod elektrostatického náboje do země.
- Jsou vhodné pro prostředí, kde je důležité minimalizovat riziko elektrostatických výbojů (např. v elektronice, při výrobě citlivých zařízení).
- Tyto podlahy zabraňují tomu, aby se osoby po nich pohybující nabíjely statickou elektřinou, čímž by mohlo vzniknout nebezpečí exploze.
Antistatické PVC
- Mají vyšší elektrický odpor než EV podlahoviny, ale stále snižují kumulaci statické energie.
- Snižují riziko, že se osoba při chůzi po podlaze staticky nabije, což chrání před nepříjemnými výboji.
- Jsou vhodné pro prostředí, kde je třeba omezit statický náboj, ale nemusí být nutné úplně ho eliminovat.
Antistatická podlaha je navržená tak, aby omezila hromadění statické elektřiny a umožnila její bezpečné rozptýlení. Antistatická podlaha snižuje nebo odvádí statický náboj z lidského těla i zařízení. Využívá se tam, kde hrozí poškození citlivé elektroniky nebo výboj může ohrozit bezpečnost. Oproti běžným podlahám má upravený povrch nebo složení a je často potřeba ji uzemnit. Používají ji například ve zdravotnictví, výrobních halách, laboratořích nebo kancelářích s elektronikou.
V odborných textech nebo produktových katalozích se antistatická podlaha často označuje jako ESD podlaha - zkratka vychází z anglického výrazu Electrostatic Discharge. S tímto označením se setkáte především v průmyslu, IT a elektro výrobě. Je dobré vědět, že některé z těchto označení bývají použité i disipativních nebo vodivých podlah, i když jde o technicky odlišné kategorie.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti betonu ve stavebnictví
Rozdíl mezi jednotlivými typy vodivých podlah spočívá hlavně v elektrickém odporu - čím nižší odpor, tím rychleji podlaha náboj odvádí. Následující tabulka ilustruje rozdíly:
| Typ podlahy | Elektrický odpor | Popis | Typické použití |
|---|---|---|---|
| Antistatická (disipativní) | ≤ 109 Ω | Omezuje hromadění statického náboje a zajišťuje jeho postupný odvod. Střední úroveň odporu umožňuje řízený odvod statické elektřiny z osob nebo zařízení. | Kanceláře s elektronikou, běžné sklady |
| Elektrostaticky vodivá | ≤ 106 Ω | Má velmi nízký odpor a umožňuje rychlý přímý odvod náboje. | Operační sály, prostory s citlivou elektronikou, výrobní haly pro jemnou elektroniku, prostory s nebezpečím výbuchu |
Jak fungují vodivé podlahy a kde se používají
Při chůzi po vinylových podlahách (stejně jako po každém jiném podlahovém materiálu) vzniká vzájemným třením elektrický náboj. Elektrostatické vodivé homogenní podlahy zabraňují tomu, aby se osoby po nich pohybující nabíjely statickou elektřinou, čímž by mohlo vzniknout nebezpečí exploze. Tento faktor je důležitý především v prostorech s nebezpečím výbuchu, v laboratořích, u benzínových čerpadel, skladů hořlavých látek atd.
Antistatické vodivé homogenní podlahy minimalizují tvorbu elektrostatického náboje, případně ho odvádějí do uzemnění. To je důležité především pro místa s vysoce citlivými elektronickými přístroji nebo výrobní haly pro jemnou elektroniku a mikročipy, kde by elektrostatický výboj mohl způsobit zničení součástek. Norma stanoví pro tyto prostory elektrický odpor v rozsahu 5x104 - 5x108 Ω.
Antistatické i elektrostatické vodivé podlahy jsou předepsané do míst, která mají omezení jasně stanovena příslušnými normami. Většinou jde o místa s potenciálním nebezpečím výbuchu (laboratoře, benzínové pumpy, sklady hořlavých látek) a dále místa s vysoce citlivými elektronickými přístroji nebo výrobní haly pro jemnou elektroniku a mikročipy, kde by elektrostatický výboj mohl způsobit zničení součástek. Hromadění elektrických nábojů dochází na objektech, jestliže není zajištěna možnost trvalého svodu elektrických nábojů do země. Rozsah opatření před nežádoucími účinky elektrických nábojů závisí na pravděpodobnosti jejich výskytu a na pravděpodobnosti výskytu nebezpečného prostředí.
Kromě podlah lze pro antistatické pracovní povrchy použít elektrostaticky vodivý či dissipativní vinyl (PVC) a polyetylen (PE) v provedení jednovrstvém či vícevrstvém. Na pracovní stoly je možné použít elektrostaticky vodivé či dissipativní lamináty, které mají typický hladký, tvrdý a mechanicky odolný povrch. ESD materiály na pracovní plochy jsou dodávány v rolích nebo jako hotové pracovní stoly, regály, dočasná či trvalá pracoviště včetně kompletní výbavy a doplňků.
Čtěte také: Význam tepelné vodivosti cihly ve stavebnictví
Instalace a uzemnění vodivých podlah
Bez správného uzemnění podlaha neplní svou funkci. Antistatické vlastnosti nevznikají samy od sebe - jsou výsledkem specifického složení nebo úpravy běžných podlahových materiálů. Speciální typy homogenního nebo heterogenního PVC obsahují vodivé částice, které pomáhají odvádět náboj. Používají je zejména v průmyslovém prostředí, skladech nebo laboratořích.
Každý výrobce stanovuje správný způsob pokládky materiálu a způsob uzemnění tak, aby byly dosaženy požadované vlastnosti. Prakticky se jedná buď o vytvoření vodivé sítě z měděných pásků pod povrchem materiálu. Materiál se pokládá na tuto síť do elektrostaticky vodivého lepidla. Měděná síť se zemní pod povrchem. Některé materiály jsou vícevrstvé a umožňují pokládku pouze na vodivou síť bez nutnosti elektrostaticky vodivého lepidla. Druhý způsob je zemnění přes patenty či vodivé přísavky. Měděné pásky musí být vždy napojeny na běžný systém uzemnění budovy, v oblastech velmi citlivých na elektrostatický výboj musí být napojeny na separátní uzemňovací systém.
Podlahové materiály docilují zvýšené vodivosti buď celým systémem pokládky (t.j. vodivá penetrace, vodivé lepidlo, uzemňující měděné pásky, které někdy musejí být instalovány v mřížce) nebo modernější vinylové podlahoviny mají úroveň vodivosti danou napevno již svou konstrukcí a jejich vodivost tak není závislá na typu použitého lepidla, jeho stejnoměrné vrstvě či na kvalitě podkladu.
V době instalace ESD podlahy nebo nátěru je důrazně doporučována hodnota 108 Ohm jako maximální hodnota pro podlahy v nových instalacích, aby se připustila degradace v průběhu používání.
Důležitost komplexního ESD systému
Podlahovina samotná je však jen částí systému řízení elektrostatických výbojů. Aby celý systém ochrany fungoval stoprocentně, je třeba používat speciálně upravený nábytek, židle, obaly a také oblečení pracovníků. Velmi důležité je i používání vodivých bot, aby elektrický náboj z těla pracovníků mohl být přes ně odveden do vodivé podlahy a celý systém tak pracoval na 100%. To je důležité hlavně ve vysoce citlivých prostředích např. výroby elektronických komponentů nebo ve výbušném prostředí.
Čtěte také: Efektivní zateplení s minerální izolací
Kostry ESD pracovních stolů a regálů jsou většinou kovové opatřené nátěrem. Barva nemusí být nutně elektrostaticky vodivá, ale kostra se musí přizemnit přes příslušný rezistor. V tomto případě je žádoucí ESD ošetření skladovacích regálů vhodnými antistatickými podložkami.
Údržba a renovace ESD podlah
Velmi důležitým údajem je i tzv. elektrostatické chování podlahového materiálu, což je hodnota náboje, který se vyvíjí při chůzi po jeho povrchu. Pokud takto vzniklé kročejové napětí je nižší než 2 kV, nazývá se takovýto materiál podle mezinárodní normy IEC 61340-4-1 jako astatický.
Samostatnou kategorií jsou prostředky pro údržbu pracovních stolů, podlah a regálů, které by v žádném případě neměly na antistatickém povrchu vytvářet elektricky nevodivý (izolační) film. Proto se nedoporučují běžné podlahové vosky a pasty. Pro čištění těchto povrchů může být užito speciálních čistících prostředků nebo etylalkoholu samotného či v kombinaci s jiným rozpouštědlem (benzin, toluen). Použitelná je i voda s přísadou saponifikátoru.
Antistatické vodivé ESD podlahy je možné v průběhu jejich užívání profesionálně udržovat. Vzhledem k používání a zatížení se ovšem postupem času na mnoha místech otevírají povrchové póry, ve kterých se usazuje nečistota. Podlaha začne postupně ztrácet vodivé vlastnosti, neboť tyto nečistoty nelze běžným denním čištěním odstranit. Podlahy musí být pravidelně měřením kontrolovány dle normy IEC 61340-5-1:2016.
Renovaci ESD podlahy je možné provést účinnou renovaci vodivých podlah a vrátit jim zpět jejich vlastnosti. Podlaha bude opět jako nová a bude opět splňovat požadavky normy IEC 61340-5-1. Renovační proces ESD podlahy je prováděn hloubkovým čištění povrchu s následným několikastupňovým mikro broušením povrchu speciálním keramickým nebo diamantovým brusivem. Následuje základní barevné lakování (ESD Colorbase - barevné lakování umožňuje zcela změnit optiku podlahy nebo transparentní lakování (ESD Basecoat - zachová stávající vzhled povrchu podlahy, ochranný nátěr je transparentní a vodivý). Renovace elektrostaticky vodivé podlahy splňuje veškeré vodivé parametry a podlaha je optimálně chráněna proti poškození, otěru a chemikáliím. Renovovaný povrch lze také velmi snadno čistit systémovým produktem Dr. Schutz ESD Floor Cleaner (ředění až 1:400 s vodou).
V případě stávající elektrostaticky vodivé podlahy je možné využít antistatické ESD PUR nátěry, které zaručují po aplikaci na neantistatickou podlahu a uzemnění (vrchní přísavkou) její elektrostatickou vodivost či dissipativitu.
I to je jeden z důvodů, proč firma Tarkett jako první (a zatím jediná) na světě vyvinula elektrovodivý polyuretan, který je ve výrobě aplikován na elektrovodivé PVC Toro EL.
Produkty pro renovaci a údržbu ESD podlah (příklady):
- ESD Topcoat: Speciální vodivý 2K-polyuretanový lak na vodní bázi pro dlouhodobou ochranu podlah. Splňuje požadavky norem EN 61340-5-1, ANSI/ESD S20.20 a TRBS 2153. Redukuje přilnavost nečistot a ulehčuje běžné čištění.
- ESD Medicoat: Speciální vodivý 2K-polyuretanový lak na vodní bázi pro dlouhodobou ochranu podlah se zvýšenou odolností vůči barevným chemikáliím a barevným dezinfekcím. Určený především do nemocničního prostředí.
- ESD Basecoat: Speciální vodivý 2-komponentní polyuretanový lak na vodní bázi s vysokou horizontální a vertikální vodivostí. Používá se pro renovaci vodivých podlah před konečným lakováním.
- ESD Color Base: Speciální barevný vodivý 2-komponentní polyuretanový lak na vodní bázi, dostupný v 8 základních barvách dle RAL. Používá se pro renovaci vodivých podlah před konečným lakováním.
- ESD Floor Cleaner: Čistící koncentrát pro běžné čištění a čištění po pokládce všech vodivých podlah (ESD podlah). Ideální také pro čištění podlah, které byly lakovány vodivým systémem Dr. Schutz ESD Siegel.
Závěrem je velmi důležité mít nastaven potřebný pravidelný úklidový koncept pro antistaticky a elektrostaticky vodivé podlahy. Na uvedeném odkazu je dostupný Návod údržby ESD podlah Dr. Schutz od certifikovaného výrobce Dr. SCHUTZ.
Normy a terminologie
Na celém světě totiž existuje kolem 250 různých norem pro měření elektrického odporu/vodivosti podlah a pro jejich třídění do skupin, pro které se používají nejrůznější názvy. Takže tu máme podlahy elektricky vodivé, podlahy astatické, podlahy antistatické, elektrostaticky vodivé, částečně vodivé, rozptylující el. náboj atd. A v Česku se navíc náš nejstarší vodivý podlahový materiál tuzemského výrobce Fatra Napajedla nazýval Antistatik.
ČSN 34 1382 rozděluje podlahové krytiny dle hodnot jejich el. odporu. Typy jednotlivých prostředí jsou předepsány v ČSN 33 20 30 vč. jejich posuzování.
Protože v terminologii spojené s problematikou vodivosti podlahovin existuje řada nejasností a výrobci z různých zemí používají rozdílné názvy nebo symboly pro materiály se stejnými technickými parametry, doporučuji zásadně při specifikaci materiálu pro konkrétní projekt a při obchodních jednáních vždy jasně uvádět hodnoty el. odporu podlahoviny v Ohmech (na straně kupujícího jasně uvést do zadání svůj požadavek v závislosti na přáních budoucích nájemníků nebo na požadavcích dodavatelů zařízení, která se mají v daných prostorách instalovat a používat - např. přístrojové vybavení nemocnic, na straně prodávajícího jednoznačně uvádět v nabídkách elektrostatickou charakteristiku materiálu, aby kupující věděl, že prodávaný materiál bude vykazovat dané parametry a dle nich se i chovat po pokládce). V žádném případě se nelze spokojit se specifikací typu "antistatická podlahovina", protože někdo si pod tím může představit podlahu dle ČSN 34 1382 elektricky vodivou, někdo podlahu elektrostaticky vodivou a jiný zase podlahu částečně vodivou.
tags: #elektrostatická #vodivost #PVC #materiálu