Kontaktní zateplení z požárního hlediska

Transkript

1 České vysoké učení technické v Praze F A K U L T A S T A V E B N Í Katedra konstrukcí pozemních staveb Kontaktní zateplení z požárního hlediska Kontaktní zateplení budov z požárního hlediska Doc.Ing.Václav Kupilík, CSc.

2 Úvod KZS Kontaktní Zateplovací Systém ETICS External Thermally Insulating Composite Systems Provětrávané fasády nepředstavují problém, pokud obsahují nehořlavý tepelný izolant a nehořlavý vnější obklad Značně protichůdné názory na použití tepelného izolantu v KZS: expandovaný polystyren (EPS) = hořlavý, difúzně uzavřený X nehoří v systémovém řešení, levnější, lehčí, jednodušší realizace, ozdobné prvky apod. minerální vlna (MV) = nehořlavý, difúzně otevřený X 2 3x dražší, 4 5x těžší

3 Obsah prezentace 1. Požární zkouška pro fasády 2. Související požární terminologie 3. KZS z pohledu požárních norem 4. Příklady skutečných požárů

4 ČSN ISO (únor 2010) Zkoušky reakce na oheň pro fasády Zkouška středního rozměru, tj. nejde o laboratorní test ani test v reálném měřítku. Modelová zkouška z hlediska šíření požáru pro problematické detaily nadpraží oken bytový požár hořák 100kW zakládací lišta nad terénem vnější požár (např. hořící porost) hořák 50kW je-li pod zakládací lištou otvor (okno ze suterénu), detail založení je nutné zkoušet jako nadpraží (hořák 100kW), nikoliv jako zakládací lištu! Délka zkušebního požáru novostavby 30min. stávající objekty 15min. Sledované parametry: teploty uvnitř KZS a na povrchu (omítka) max. 350 C šíření plamene po vnějším povrchu vyhoření tepelné izolace (EPS-f) vznik dutiny pod omítkou (velikost není omezena)

5 ČSN ISO (únor 2010) Zkoušky reakce na oheň pro fasády

6 ČSN ISO (únor ( 2010) 2010) Zkoušky Zkoušky reakce na na oheň pro fasády Termoelektrický články (350 C) Propanový hořák (50 nebo 100kW)

7 ČSN ISO (únor 2010) Zkoušky reakce na oheň pro fasády Vyhoření EPS a vznik dutiny Změna zbarvení MV

9 Požární výška objektu X výšková poloha požární úseku (PÚ)

10 Hořlavost třídy reakce výrobků na oheň A1 např. deska z MV A2 např. SDK deska, CETRIS B C D např. OSB deska E např. fasádní EPS F běžný EPS Nehořlavé výrobky Hořlavé výrobky Výrobky a materiály (např. SDK deska) nemají žádnou požární odolnost (v minutách). Požární odolnost mohou vykazovat až nosné či požárně dělící KONSTRUKCE do které jsou výrobky zabudovány.

11 Druhy konstrukcí (DP1, DP2, DP3) Poznámka: u k-cí druhu DP1 je použití materiálů A2 omezené (h 22,5m, u vyšších objektů nebo v 2.PP a dalším PP pouze v případě SHZ) a) konstrukce druhu DP1 = zděné, železobetonové, ocelové k-ce apod. b) konstrukce druhu DP2 = některé dřevostavby, dřevěné trámové stropy se záklopem a podhledem s omítkou, necertifikovaný KZS nehořlavých obvodových stěn novostaveb s EPS c) konstrukce druhu DP3 = dřevostavby, krovy s viditelnými nosníky apod.

12 Konstrukční systémy budov (KS) Poznámka: necertifikovaný KZS nehořlavých stěn novostaveb s EPS = k-ce druhu DP2 = hořlavý KS a) KS nehořlavý bez výškového omezení objektu b) KS smíšený h 22,5m c) KS hořlavý h 12m

13 900mm (min.) Požární pásy na fasádě Svislé a vodorovné pásy jsou pruhy určité šířky na fasádě oddělující jednotlivé požární úseky, tj. část obvodové stěny ve styku s požární stěnou nebo stropem. Musí být provedeny z konstrukcí druhu DP1, musí vykazovat příslušnou požární odolnost apod. Příklad vodorovných požárních pásů na fasádě (mezi požárními úseky) A+B+C = 1200mm (min.) A 900mm (min.) B C Požární pásy není nutné řešit: pro nízké objekty s požární výškou h < 12m (požární pás mezi objekty ano) pokud alespoň na jedné straně je požární úsek nebo prostor bez požárního rizika požární pásy nad CHÚC pokud jsou požární úseky vybavené SHZ - sprinklery (výhoda pro prosklené fasády)

14 Požární pásy na fasádě Nevyhovující výška požárního pásu vyřešena vložením pruhu protipožárního skla do spodní části prosklené stěny, kterou bylo nutné dodatečně požárně odzkoušet. Zdroj: PROMAT Praha s.r.o.

15 Svislý požární pás na fasádě by byl vhodný! Zdroj: PROMAT Praha, s.r.o.

17 Základní normy řešící zateplení ČSN (2000) Požární bezpečnost staveb Nevýrobní objekty ČSN (2002) Požární bezpečnost staveb Výrobní objekty ČSN (2005) Požární bezpečnost staveb Společná ustanovení přísné požadavky pro zateplení novostaveb s použitím EPS ČSN (2009) Požární bezpečnost staveb Nevýrobní objekty ČSN (2010) Požární bezpečnost staveb Výrobní objekty ČSN (2009) Požární bezpečnost staveb Společná ustanovení V praxi je stále možné se setkat se zateplováním objektů podle více norem, jejichž požadavky se značně liší. Řada projektů čeká na realizaci nebo je rozestavěno.

18 Kontaktní zateplovací systémy DODATEČNÉ ZATEPLENÍ Změna stávající již zkolaudované stavby, zejména pak dříve realizovaných panelových bytových objektů. Nejedná se tedy o právě dokončené objekty nebo objekty kolaudované po roce Požární požadavky přináší jisté úlevy pro dodatečné zateplení v porovnání s požadavky pro zateplení novostaveb. Požadavky jsou kladeny jen na KZS bez ohledu na zateplovanou stěnu. ZATEPLENÍ NOVOSTAVEB KZS a zateplovaná stěna vytváří jednu požárně dělící konstrukci. Např. i zateplení 8 let starého rodinného domu se bude řídit požadavky pro zateplení nových objektů.

19 Dodatečné zateplení certifikované řešení pro objekty h > 12m např. A2 např. F 12m < h p 22,5m např. A1 B třída reakce na oheň pro KZS jako ucelený výrobek (systém) Tepelný izolant musí vykazovat alespoň třídu reakce na oheň E (fasádní EPS) a musí být kontaktně spojen se zateplovanou stěnou (max. 0,01m 2 / bm = mezera 1cm) h p > 22,5m A1 nebo A2 (minerální vata) Povrchová vrstva musí vykazovat index šíření plamene i s = 0mm/min. Úpravy KZS v úrovni založení (je-li nad terénem) a v místě otvorů (okna, dveře)!

20 Obvodová stěna Dodatečné zateplení úpravy v místě založení a v místě otvorů Úpravy KZS v úrovni založení (je-li nad terénem) a v místě otvorů (okna, dveře), aby nedošlo k šíření požáru po vnějším povrchu nebo po tepelné izolaci. Za vyhovující se považuje: a) nadpraží: tepelný izolant s třídou reakce na oheň A1 nebo A2 min. 0,5m EPS-f max. 0,15m POZOR: neplést tuto úpravu s klasickými požárními pásy! okno okno okno min. 1500mm b) stejnou úpravu lze použít i v místě založení EPS-f Poznámka: je-li KZS založen pod terénem a nedochází-li nad terénem k zvětšení tloušťky tepelného izolantu, požadavek na úpravu odpadá (řešení není běžné). min. 0,5m A1 nebo A2 (MV) max. 0,15m EPS-f

21 Obvodová stěna Dodatečné zateplení úpravy v místě otvorů a založení Takové úpravy KZS v úrovni založení (je-li nad terénem) a v místě otvorů (okna, dveře), aby dle ISO nedošlo k šíření požáru po vnějším povrchu nebo po tepelné izolaci, a to po dobu 15min. přes úroveň 0,5m od spodní hrany zkušebního vzorku: c) nehořlavá zakládací lišta (A1 nebo A2 např. kovové lišty min. tl. 0,8mm) + ISO zkouška 50kW hořák perforované zakládací lišty + EPS-f nepřichází v úvahu EPS-f Konstrukční úprava (zesílená omítka, vložena nehořlavá deska apod.) Poznámka: problém při ISO zkoušce = deformace hliníkové lišty + vytékání taveniny EPS-f d) úpravy kolem nadpraží a ostění; ISO zkouška 100kW hořák; je-li pod zakládací lištou otvor (okno ze suterénu), detail založení je nutné hodnotit jako nadpraží (hořák 100kW), nikoliv jako založení (hořák 50kW)! Úpravy nutné splnit u otvorů alespoň nad úrovní h p 12m (není nutné u oken CHÚC)

22 ČSN ISO (únor 2010) Zkoušky reakce na oheň pro fasády Funkce MV v nadpraží okna eliminace teplot a vytavení EPS; ISO zkouška 15min., 100kW

23 Dodatečné zateplení budov KZS zcela bez požárních požadavků! Doporučeno navrhovat certifikované KZS (tj. splňující požadavek na třídu reakce na oheň pro celek B, tepelný izolant E a index šíření plamene i s = 0mm/min.)! h p 12m Tepelný izolant z EPS může být použit do úrovně stropní konstrukce nad podlahou, ke které je vztažena požární výška, tj. na tomto obrázku např. do výšky = 15m (na atiku či římsu se nebere zřetel a mohou být rovněž zatepleny EPS). Certifikované zateplení s EPS je možné použít pro: stěny v požárně nebezpečném prostoru požární pásy únikové cesty (schodiště)

24 Dodatečné zateplení budov h p > 22,5m A1 nebo A2 nehořlavý tepelný izolant v celé ploše zateplované obvodové stěny Certifikovaný KZS s EPS-f h p 22,5m Úpravy nadpraží pro otvory (okna) s h p 12m h p < 12m Úprava nadpraží pro otvory s h p < 12m není nutná. V případě oken z únikových cest (CHÚC) úprava také není nutná, jelikož se nepředpokládá prošlehnutí plamenů okny a výtok horkých plynů. Úprava v místě založení KZS (je-li nad terénem) XPS (extrudovaným polystyren), MV není vhodná

25 Zateplení novostaveb KZS + obvodová stěna = jedna požárně dělící konstrukce Nehořlavá stěna (A1, A2) + KZS s tepelným izolantem třídy reakce na oheň C až E necertifikované zateplení konstrukce druhu DP2 hořlavý konstrukční systém h 12m

26 Zateplení novostaveb certifikované řešení Při určení druhu konstrukce obvodových stěn (DP1, DP2 nebo DP3) se nebere zřetel na KZS a tudíž stěna zůstává stejného druhu jako bez KZS, pokud jsou splněny následující body: a) požární výška objektu h 12m b) třída reakce na oheň B pro KZS jako ucelený výrobek (systém), tepelný izolant musí vykazovat alespoň třídu reakce na oheň E (fasádní EPS) a musí být kontaktně spojen se zateplovanou stěnou c) povrchová vrstva musí vykazovat index šíření plamene i s = 0mm/min. (u hořlavých konstrukčních systémů max. i s = 100mm/min.) d) třída reakce na oheň A1 nebo A2 pro KZS jako ucelený výrobek (systém) v případě požárních pásů (např. svislý pás mezi objekty z minerální vlny)

27 Zateplení novostaveb Svislý požární pás šířky min. 900mm na rozhraní objektů (A1, A2) Příklad 1: zděná obvodová stěna (DP1) + certifikovaný KZS = konstrukce zůstává druhu DP1 = nehořlavý konstrukční systém budovy h p 12m Příklad 2: zděná obvodová stěna (DP1) + necertifikovaný KZS = konstrukce druhu DP2 = hořlavý konstrukční systém budovy Hořlavý konstrukční systém = vyšší stupeň požární bezpečnosti pro požární úseky, vyšší požadavky požární odolnost konstrukcí, větší odstupové vzdálenosti atd. Požární úsek (např. byt)

28 Zateplení novostaveb Pro budovy s nehořlavým (smíšeným) konstrukční systém budovy a požární výškou 12m < h 30m lze postupovat takto: 12m < h p 30m Obvodová stěna musí být druhu DP1 a nehořlavý tepelný izolant A1 nebo A2 Požární úsek (např. byt) h p 12m Může být použit postup dle bodů a) až d) dle předchozího slajdu, tj. certifikovaný KZS s EPS. Bod d) = požární pásy (A1, A2) pokud jsou vyžadovány normami a to pro objekty h > 12m jednoznačně jsou! problematické, diskuze! XPS (extrudovaným polystyren), MV není vhodná

29 Zateplení novostaveb požární pásy Novostavba komplexu bytových domů Praha Letňany (2007) Správné řešení požárních pásů zateplených minerální vlnou

30 Zateplení novostaveb h p > 30m Obvodová stěna musí být druhu DP1 a nehořlavý tepelný izolant A1 nebo A2 po celé výšce objektu. Zateplení soklové nebo podzemní části obvodové stěny pomocí XPS (extrudovaným polystyren), MV není vhodná.

31 Polystyren a odstupové vzdálenosti (sálání tepla) Množství uvolněného tepla: Q = M. H [MJ/m 2 ] M plošná hmotnost [kg/m 2 ] = objemová hmotnost [kg/m 3 ] x tloušťka [m] H výhřevnost materiálu [MJ/kg] H EPS = 39MJ/kg Požárně uzavřené plochy (PUP) Q 150MJ/m 2 odstupová vzdálenost se neurčuje! Odstupová vzdálenost se určuje od požárně otevřených ploch (POP)! Částečně POP 150 < Q 350 MJ/m 2 pro výpočet odstupové vzdálenosti se uvažuje ne celá plocha obvodové stěny, ale jen část stěny (pro bytové stavby cca 60%) Zcela POP ve výpočtu se uvažuje celá plocha stěny ( jedno velké okno ) Q > 350MJ/m 2 např. okna, hořlavý obklad B, C nebo D ( certifikovaný KZS s EPS B ) Q > 150MJ/m 2 hořlavý obklad E nebo F (např. necertifikovaný KZS samotný EPS = E )

32 Polystyren a odstupové vzdálenosti (sálání tepla) Fasádní EPS 100 F ρ = 18 23kg/m 3 ; H = 39MJ/kg (λ = 0,036W/m 2 K) Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 180mm Q = M. H = ( 0, ). 39 = 162MJ/m 2 > 150MJ/m 2 POP, tj. určuji odstup! certifikované zateplení = částečně POP, tj. menší odstup než pro zcela POP necertifikované zateplení = zcela POP, tj. obvodová stěna = jedno velké okno Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 160mm Q = M. H = ( 0, ). 39 = 144MJ/m 2 150MJ/m 2 PUP (odstup neurčuji) Fasádní EPS 70 F ρ = 14 18kg/m 3 ; H = 39MJ/kg (λ = 0,039W/m 2 K) Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 220mm Q = M. H = ( 0, ). 39 = 155MJ/m 2 > 150MJ/m 2 POP, tj. určuji odstup! Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 200mm Q = M. H = ( 0, ). 39 = 141MJ/m 2 150MJ/m 2 PUP (odstup neurčuji)

34 Příklad skutečného požáru bytový dům, Mladá Boleslav, 2008

35 Příklad skutečného požáru bytový dům, Praha Petřiny, 2009

36 Příklad skutečného požáru bytový dům, Praha Petřiny, 2009

37 Příklad skutečného požáru bytový dům,? Zdroj: Zápisník 2010 (duben)

38 Závěr při úpravě detailů v KZS (ISO ) mohou být kromě otvorů (tj. okna, dveře) v obvodových stěnách i další problematické otvory v KZS elektroinstalační krabice, průduchy pro odvětrání, kotvy bleskosvodů apod. retardací EPS (se samozhášivou úpravou) se izolant nestává nehořlavým, není zdrojem hoření avšak v případě vnějšího tepelného zdroje hoří a může přispět k šíření požáru po fasádě problém = požární mosty (otevřená místa v omítce, trhliny apod.) na EPS je však nutné nahlížet ne jako na samotný materiál, ale v podobě zabudované do KZS, které dnes MOHU BÝT na velmi dobré úrovni černý pruh na boční straně desky značí fasádní EPS používání certifikovaných, tj. požárně atestovaných KZS, by mělo být zcela samozřejmé problém = testování ideálních vzorků X realita? dají se očekávat změny staveb před dokončením, jelikož nová norma (ČSN ) přináší širší uplatnění pro certifikované KZS s EPS pro stavebního inženýra jsou normové požadavky velmi obtížně pochopitelné a jsou předmětem často i diskuzí požárních projektantů a specialistů

39 Děkuji Vám za pozornost.