Ing. Juraj Akuratný, Poprad, juraj@akuratny.com Expandovaný polystyrén ako izolácia vo vonkajších kontaktných tepelnoizolačných systémoch (ETICS) V poslednom období sa akoby roztrhlo vrece s objektívnymi a odbornými informáciami o problematike horľavosti stavebných materiálov a zvlášť expandovaného polystyrénu (EPS) vo vonkajších kontaktných tepelnoizolačných systémoch. Slovo horľavosť zámerne uvádzam v úvodzovkách, pretože to s tou horľavosťou nie je až také jednoduché, akoby sa na prvý pohľad mohlo zdať. Počas uplynulých 10 rokov som sa zaoberal skúškami požiarnej odolnosti stavebných konštrukcií, skúškami reakcie na oheň stavebných výrobkov, klasifikáciami požiarnej odolnosti, reakcie na oheň, preukázaním zhody stavebných výrobkov, inšpekciou vnútropodnikovej kontroly u výrobcu a pod., tiež som pôsobil a ešte pôsobím aj v rôznych technických komisiách, či už na národnej alebo európskej úrovni. vzorka na skúšku podla ISO 13785-1; Týmto článkom by som chcel odborne, nezaujato vysvetliť laickej a aj odbornej verejnosti problematiku horľavosti, alebo skôr ako sa to má správne nazvať problematiku REAKCIE NA OHEŇ expandovaného polystyrénu vo vonkajších kontaktných tepelnoizolačných systémoch (ETICS), ľudovo nazývaných zatepľovacie systémy. Na úvod zopár informácií v značne zjednodušenej forme z legislatívy. Všetky stavebné výrobky a tým pádom aj vonkajšie kontaktné tepelnoizolačné systémy ETICS (a ich jednotlivé komponenty) musia pred uvedením na trh a pred zabudovaním do stavby prejsť procesom preukazovania zhody a v prípade ETICS musí byť vydané technické osvedčenie, či už na národnej resp. Európskej úrovni. Tento proces môže vykonať iba autorizovaná osoba (ktorá tiež podlieha kontrolám) a vykonáva sa nie len na Slovensku, ale aj v Nemecku, Rakúsku, Francúzsku...čiže v celej EU. Okrem toho, vlastnosti, podmienky aplikácie a požiadavky na ETICS určujú slovenské technické normy, vyhlášky a predpisy. Možno by bolo vhodné spomenúť, že tvorba EN noriem a v prípade ETICSu tvorba Návodu na Európske technické osvedčenie (European technical approval guideline ETAG 004) je dlhodobý proces, na ktorom sa podieľajú odborníci a aj samotní výrobcovia stavebných výrobkov z celej Európy. Bez úspešne ukončeného procesu preukázania zhody sa výrobok nesmie predávať a umiestňovať na trh. V procese preukazovania zhody sa skúšajú, posudzujú, vyhodnocujú rôzne vlastnosti výrobkov a jednou z vlastností je aj reakcia na oheň. Opäť sa máme možnosť stretnúť s termínom REAKCIA NA OHEŇ a nie s horľavosťou. Rozdiel medzi reakciou na oheň a horľavosťou je veľký a pokúsim sa ho ozrejmiť v nasledujúcich riadkoch. Reakcia na oheň stavebného výrobku je požiadavka, ktorá sa začína vyskytovať v legislatíve SR od 1. 1. 2004. Od tohto dňa začala platiť norma STN EN 13501-1 - Klasifikácia požiarnych charakteristík stavebných výrobkov a prvkov stavieb. Časť 1: Klasifikácia využívajúca údaje zo
skúšok reakcie na oheň (a jej zmena z roku 2010), ktorá definuje klasifikáciu (zaraďovanie výrobkov do tried reakcie na oheň) na základe skúšok podľa príslušných technických špecifikácií (STN EN ISO 1716, STN EN ISO 1182, STN EN 13823, STN EN ISO 11925-2). Do uvedeného dátumu sa stavebné výrobky skúšali podľa STN 730862 Stanovenie stupňa horľavosti stavebných hmôt a STN 730863 Požiarnotechnické vlastnosti hmôt. Stanovenie šírenia plameňa po povrchu stavebných hmôt. Prechodné obdobie, počas ktorého sa už nevykonávali skúšky podľa slovenských noriem (STN 730862 Stanovenie stupňa horľavosti stavebných hmôt, STN 730863 Požiarnotechnické vlastnosti hmôt, Stanovenie šírenia plameňa po povrchu stavebných hmôt), ale iba podľa EN trvalo od začiatku roku 2004 do konca roku 2007. Od toho dátumu sa na Slovensku akceptujú už iba klasifikácie podľa STN EN 13501-1. Základný rozdiel medzi stupňom horľavosti a triedy reakcie na oheň vychádza už zo samostatných názvov noriem, kde v prípade stanovenia stupňa horľavosti sa spomínajú stavebné hmoty, pričom pri reakcii na oheň sú to už stavebné výrobky a prvky stavieb. V praxi to znamená, že pri horľavosti sa skúšali iba samostatné (holé) materiály (hmoty, napr. dosky z rastlého dreva, veľkoplošné materiály, dosky z expandovaného polystyrénu), bez ohľadu na jeho nasledujúce povrchové úpravy, prípadne spôsob konečného použitia, čiže sa nebrali do úvahy parametre ako spôsob upevnenia výrobkov (mechanicky, pomocou lepidiel, atď..), či sa vyskytujú za výrobkom dutiny, aké sú konečné povrchové úpravy, či je daný výrobok úplne obalený, prípadne krytý iným materiálom a podobne. Do roku 2004 boli stavebné hmoty zatrieďované do piatich tried stupňa horľavosti: A nehorľavý B neľahko horľavý C1 ťažko horľavý C2 stredne horľavý C3 ľahko horľavý Stanoveniu stupňa horľavosti boli podrobené aj dosky z expandovaného polystyrénu, ktoré sa používajú aj v súčasnosti (s prídavkom retardéra horenia). Výsledkom bolo zatriedenie do tried C1 ťažko horľavý (ťažko zapáliteľný), dokonca sa vyskytli prípady zatriedenia do triedy B neľahko horľavý, t.j. expandovaný polystyrén s prídavkom retardéru horenia nebol podľa uvedených skúšok skoro vôbec horľavý. Ako som už spomínal, uvedené triedy platili iba do roku 2007, pričom nové skúšky a klasifikácie bolo možné získať už od roku 2004, kedy sa začali stavebné výrobky zatrieďovať do tried reakcie na oheň. Reakcia na oheň skúma správanie sa stavebných výrobkov v stave konečného používania v počiatočnom štádiu rozvoja požiaru (pred vznikom úplne rozvinutého požiaru) a skúma či je výrobok nehorľavý, príp. koľko tepla a dymu sa zo stavebných výrobkov uvoľní, či sa plameň šíri po povrchu, alebo či z výrobkov odpadávajú horiace kvapky, alebo častice. Existujú kritéria reakcie na oheň pre stavebné výrobky okrem podlahových krytín, potom samostatne pre podlahové krytiny, káble a pod. Ja sa v tomto článku zaoberám reakciou na oheň stavebných výrobkov okrem podlahových krytín a káblov. Kľúčové slovné spojenie je v tomto prípade: stav konečného používania. Prečo je to také dôležité? V súčasnom boji medzi výrobcami rôznych tepelnoizolačných materiálov často počuť vyhlásenia, že náš výrobok je nehorľavý, iný je horľavý a podobne. Neuvádzajú však
pri akých podmienkach a pri akom používaní. A tak sa môže stať, že i ten nehorľavý tepelnoizolačný stavebný výrobok môže horieť (skúste poliať/impregnovať nehorľavú tepelnú izoláciu nejakou ľahko zápalnou kvapalinou a zapáliť), príp. ten horľavý tepelnoizolačný stavebný výrobok nikdy nebude horieť (skúste ho obaliť napr. betónom). Samozrejme, nikto nikdy nebude v praxi používať nehorľavú tepelnú izoláciu impregnovanú ľahko zápalnou kvapalinou, podobne nikto nikdy nebude používať iba polystyrén, ako samostatnú stavebnú konštrukciu. Aby sa posudzovali stavebné výrobky naozaj tak, ako sa používajú, bol vytvorený jednotný klasifikačný systém hodnotenia tried reakcie na oheň stavebných výrobkov v rámci celej EÚ. Ten definuje sedem tried reakcie na oheň: A1, A2, B, C, D, E, F (trieda F je bez požiadaviek, t.j. sa neskúša) + doplnkové klasifikácie z hľadiska tvorby dymu (s1, s2, s3) a z hľadiska tvorby horiacich kvapiek a častíc (d0, d1, d2). skúška podľa STN EN 13823 Trieda A1 je trošku rozdielna oproti ostatným triedam. Sú do nej zatriedené všetky nehorľavé materiály, ktoré neobsahujú organické zložky, príp. len veľmi malé objemové/hmotnostné percento, sú uvedené v zozname výrobkov na základe rozhodnutia komisie o stavebných výrobkoch, príp. sú do nej zatriedené materiály, ktoré boli odskúšané podľa príslušných technických špecifikácií. Pri triede A1 sa nezohľadňuje stav konečného používania, no skúšajú sa jednotlivé vrstvy stavebného výrobku samostatne. To už ale neplatí pri triedach A2, B, C, D, E, F. Do týchto tried sú zatriedené výrobky, z ktorých sa pri pôsobení zdroja horenia určitou mierou uvoľnuje teplo a dym. Pri triede A2 sa teplo uvoľňuje minimálne, pri triede E, príp. F najviac. Podobne je to aj so šírením plameňa po povrchu a s tvorbou horiacich kvapiek, častíc. Množstvo uvoľneného dymu je vyjadrené doplnkovými klasifikáciami s1, s2, s3 (s1 najmenej, s3 - najviac). Dôležité ale je, že pri triedach A2, B, C, D, E sa výrobky skúšajú v stave konečného používania, čiže tak, ako sa naozaj vyskytujú v praxi, aplikujú na iné konštrukčné prvky a pod. A to je aj základný rozdiel medzi bývalým stanovením stupňa horľavosti a súčasnou požiadavkou na reakciu na oheň. Pri skúškach reakcie na oheň sa berú do úvahy parametre ako sú napríklad druh podkladu, na ktorý sa má výrobok aplikovať (akej triedy reakcie na oheň je daný podklad, či A1, A2, príp iný), akým spôsobom sa stavebný výrobok aplikuje na podklad (či mechanicky (kotvy, skrutky..), alebo pomocou lepidiel, pomocou akých lepidiel...), či sa za, príp. vo výrobku vyskytujú dutiny, aké veľké dutiny, aké povrchové úpravy sa na stavebnom výrobku používajú, ako sa mení hrúbka výrobku, objemová, príp. plošná hmotnosť a veľa ďalších parametrov. Každý tento parameter ovplyvňuje požiarnotechnické charakteristiky stavebného výrobku a každá zmena sa musí zohľadniť pri skúšaní, zatriedení (klasifikácii) a následne aj pri samotnom preukazovaní zhody. Vonkajší kontaktný tepelnoizolačný systém (ETICS) pozostáva z niekoľkých vrstiev rôznych materiálov. Keďže je tento článok venovaný expandovanému polystyrénu, budem sa zaoberať najmä touto tepelnou izoláciou, ktorá tvorí - vzorka na skúšku podla STN EN 13823
podstatnú časť ETICSu. Ostatné vrstvy sú nemenej dôležité a zohrávajú dôležité funkcie, či sú to lepiace hmoty, výstužné vrstvy, konečné povrchové úpravy, ktoré tepelnú izoláciu, tak ako aj v praxi, celú obalia. Väčšina z Vás už možno mala možnosť sledovať správanie sa expandovaného polystyrénu (EPS) s prídavkom retardéru horenia pri kontakte so zdrojom horenia (sviečka, zapaľovač a pod.). A určite ste si všimli, že polystyrén sa tavil, zmrašťoval a v závislosti od hrúbky EPS sa v EPS buď vytváral otvor, príp. nejaká roztavená dutina. A to bolo všetko. Žiaľ, v skutočnom živote sa nevyskytujú iba plamienky zo sviečok a zapaľovačov, ale aj skutočné požiare. Aký ma teda požiar skutočný vplyv na správanie sa EPS v ETICS, prípadne ako EPS ovplyvňuje ďalší rozvoj požiaru? Odpoveďou na túto otázku sa zaoberajú rôzne inštitúcie, nie len na Slovensku ale aj v zahraničí už niekoľko rokov. Boli vykonané série skúšok, pripravujú sa rôzne nové skúšobné metódy atď atď. A jednoznačná odpoveď zatiaľ neexistuje. Súčasný klasifikačný systém predpisuje skúšky reakcie na oheň podľa EN 13823 (skúška osamelo horiacim predmetom SBI), kde výsledky vzoriek ETICS s tepelnou izoláciou z dosiek z minerálnej vlny sú porovnateľné so vzorkami ETICS s tepelnou izoláciou z dosiek z expandovaného polystyrénu a kde najväčší vplyv na výsledok skúšky má konečná povrchová úprava a množstvo organických zložiek v nej obsiahnutých. Vzorky pri týchto skúškach sú celkovo obalené výstužnou vrstvou a konečnou povrchovou úpravou, rovnako ako v praxi. Výška vzoriek je 1500 mm. Po ukončení skúšok, bolo možné pozorovať vo vzorke miesta, kde polystyrén nebol vôbec roztopený. Pohľad na skúšobnú vzorku po skúške podľa STN EN 13823 po odstránení výstužnej vrstvy a konečnej povrchovej úpravy; Pre porovnanie ETICS s MW je väčšinou zatriedený do triedy reakcie na oheň A2-s1, d0, ETICS s EPS je väčšinou zatriedený do triedy reakcie na oheň B-s1, d0, pričom pri skúške podľa EN 13823 dosahujú skoro rovnaké výsledky. Za povšimnutie stojí aj doplnková trieda z hľadiska tvorby dymu, v oboch prípadoch je to s1, čiže minimálna tvorba dymu. Podľa výsledkov skúšok a správania sa vzoriek pri skúškach, možno tvrdiť, že EPS neprispieva k rozvoju požiaru a ani sa požiar po a ani v ETICS nešíri. Samozrejme sa ozývajú hlasy, že daná metóda je nedostatočná a nevhodná na ETICS a odvolávajú sa na skúšky stredných, príp veľkých rozmerov. Za týmto účelom bolo vykonaných veľké množstvo skúšok stredných rozmerov (výška vzoriek 2400 mm, väčšie tepelné namáhanie), no opäť sa nepotvrdilo nejaké šírenie plameňa po povrchu, prípadne vo vnútri vzoriek, dokonca sa taktiež vyskytovali miesta bez porušeného polystyrénu. Polystyrén, ktorý bol tak ako v praxi obalený výstužnou vrstvou a vrstvou konečnej povrchovej úpravy (spolu môžu mať hrúbku až 8 mm), sa tavil, zmrašťoval a stekal. Podmienkou na získanie takých výsledkov je vyhotovenie ETICSu podľa platnej a hlavne správnej technickej dokumentácie s riešením veľmi dôležitých detailov, na ktoré sa žiaľ pri realizácii často zabúda. Skúška podla ISO 13785-1;
Záver Týmto článkom som chcel v zjednodušenej forme vysvetliť rozdiel medzi horľavosťou a triedou reakcie na oheň a hlavne poukázať na nie veľmi pravdivé tvrdenia o tom, že vonkajší kontaktný tepelnoizolačný systém s tepelnou izoláciou z expandovaného polystyrénu je horľavý. Ak je potrebné sa odvolávať na staré predpisy (čo si myslím už nemá význam, ale žiaľ stále sa to objavuje), je vhodné uviesť že EPS je neľahko, príp. ťažko horľavý (a nie horľavý ), ak je potrebné sa odvolávať na nové predpisy, je nutné uviesť, že ETICS s tepelnou izoláciou z EPS má väčšinou triedu reakcie na oheň B-s1, d0. vzorka po skúške podla ISO 13785-1 po odstráneni výstužnej vrstvy a konečnej povrchovej úpravy; Každý materiál má svoje výhody aj nevýhody, výber aj tak ostáva na každom z nás, no zaslúžime si aby nám boli poskytnuté pravé, neskreslené informácie. Ak sa expandovaný polystyrén používa v súlade s deklarovaným, odskúšaným a správne aplikovaným spôsobom, jeho používanie je bezpečné. Dúfam, že sa mi môj zámer vysvetliť danú problematiku vydaril.