Požární prevence Doc.Ing.Václav Kupilík, CSc. 1. Požárně bezpečnostní řešení a) Rozdělení objektu do požárních úseků a stanovení stupně požární bezpečnosti, b) Porovnání normových a navrhovaných požadavků na požární odolnost stavebních konstrukcí, c) Únikové cesty z hlediska evakuace, d) Odstupové vzdálenosti a požárně nebezpečný prostor, e) Vnější a vnitřní zásahové cesty, f) Zásobování vodou pro hašení a dodávka el.energie, g) Hasicí přístroje, druhy, jejich počet a umístění
Rozbor požárů Všechny požáry jsou řízeny větráním či palivem I.fáze vzníceníhořlavých materiálů (minuty až hodiny) II.fáze rychlý vzestup tepla (flash over-prostor.vzplanutí) III.fáze převážná část materiálů shořela
Rozbor požáru v požárním úseku (PÚ) Q C = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 [J.s-1, W] Q 1 - množství tepla vysálaného do vnějšího prostoru PÚ, Q 2 - množství tepla odvedeného ve formě kouřových plynů do vnějšího prostoru PÚ, Q 3 - množství tepla spotřebovaného na ohřev stavební konstrukce, Q 4 - množství tepla potřebného k ohřevu prostoru PÚ a nehořlavého vybavení, Q C - celkové množství uvolněného tepla hořením paliva v PÚ.
Typy požárů a) intenzivní krátký požár b) pozvolný dlouhotrvající požár c) normový požár Účinek konkrétního požáru se převádí na normový požár podle zásady t 1 T dt = 1 0 0 t N T N dt Hoření vyžaduje 3 hlavní faktory: 1) hořlavé látky, 2) přítomnost vzdušného kyslíku, 3) vhodný tepelný stav
Normová teplotní křivka Rovnice křivky: T = 345 log 10 (8t + 1) + 20, kde T průměrná teplota v peci [ C] t doba od začátku zkoušky [min]
Situační výkres požární bezpečnosti staveb
Půdorys části objektu z požárního hlediska
Výška objektu z požárního hlediska
Požární výšky objektu s různou výškovou úrovní
Požární zatížení Požární zatížení p je pomyslné množství dřeva [kg.m 2 ], jehož normová výhřevnost je ekvivalentní normové výhřevnosti všech hořlavých látek v posuzovaném PÚ podle vztahu: Q = n = i 1 H i. M i kde Q - celkové množství uvolněného tepla [J.s -1, W] H i -výhřevnost (i-té) hořlavé látky M i hmotnost (i-té) látky [kg] n počet hořlavých látek Při zjednodušení výpočtu jsou výhřevnosti hořlavých látek přepočteny na normovou výhřevnost suchého smrkového dřeva o hodnotě H d = 16,75.10 6 [J.kg -1 ], která udává požární zatížení na plochu A [m 2 ] podle výrazu: n p = H i. M i Q q i = 1 = = A. H H A.16,75.10 d d 6
Výpočtové požární zatížení p v Požární zatížení obdobně jako u statických zatěžovacích stavů sestává ze stálého p s a nahodilého zatížení p n, mezi nimiž platí vztah: p = p s + p n, Při použití faktoru f zahrnujícího bezrozměrné součinitele: p v = p. f = p. a. b. c, kde a rychlost odhořívání podle charakteru hořlavých látek b rychlost odhořívání z hlediska stavebních podmínek c vliv požárně technických opatření: c 1 vliv elektrické požární signalizace c 2 vliv zásahu profesionální požární jednotky c 3 vliv samočinného stabilního zařízení c 4 vliv samočinného odvětracího zařízení
Účinnost aktivních požárně bezpečnostních zařízení Kromě toho účinnost elektrické požární signalizace lze využít v návrhu požárního rizika: a) ke zvětšení mezních rozměrů požárních úseků (mezní rozměry se mohou vynásobit hodnotou c -1/2 ), b) ke zvětšení mezních délek nechráněných únikových cest,, a to znásobením hodnotou 1/c, nejvýše však hodnotou 1,5 za podmínek pokud: a) PÚ s požárním rizikem je vybaven samočinnými hlásiči ve všech prostorech oddělených stavebními konstrukcemi, b) hlásiče jsou napojeny na ústřednu EPS umístěnou v ohlašovně požáru se stálou službou vybavenou telefonem nebo musí být zajištěn dálkový přenos, c) objekt musí mít zařízení pro akustický signál vyhlášení poplachu
Požární úseky (PÚ) Požární úsek jako základní posuzovaná jednotka je prostor objektu, ohraničený od ostatních částí tohoto objektu, popř.od sousedních objektů požárně dělicími konstrukcemi. PÚ či jejich části mohou být: a) bez požárního rizika např. společné vnitřní a vnější komunikace (chodby, schodiště, haly, pavlače, vestibuly atd.), místnosti hygienického příslušenství (koupelny, umývárny, WC, úklidové komory bez skladování úklidových potřeb apod.): - s lemujícími konstrukcemi DP1, koef. a 1,1 a p v 7,5 kg.m -2, - s lemujícími konstrukcemi DP1, koef. a > 1,1 a p v 3,5 kg.m -2 PÚ bez požárního rizika se bez ohledu na výšku objektu i svoji výškovou polohu posuzují jako PÚ v I.stupni požární bezpečnosti; b) s požárním rizikem zčasto užívaných provozů v bytových domech samostatné PÚ musí tvořit byty a místnosti s technickou vybaveností: kotelny, elektrorozvodny, strojovny VZT, strojovny výtahů (pokud není strojovna nad výtahovou šachtou) atd. Kromě toho samostatnými PÚ musí být chráněné únikové cesty, evakuační a požární výtahy, výtahové a instalační šachty, kabelové šachty a kanály, shozy odpadků, které procházejí více PÚ.
Požárně dělicí konstrukce Požárně dělicí konstrukce jsou stavební konstrukce bránící šíření požáru mimo požární úsek. Objekt, který není dělen na požární úseky, je považován za jeden požární úsek. Požárně dělicími konstrukcemi může být: požární stěna (vnitřní, obvodová, štítová apod.), tj. stavební konstrukce bránící šíření požáru ve vodorovném směru, požární strop nebo střešní konstrukce bránící šíření požáru ve svislém směru, požární uzávěr, tj. stavební konstrukce bránící šíření požáru otvory (dveře, poklopy, vrata, popř. uzávěry technických nebo technologických zařízení, např. uzávěry šachet).
Vzdálenost od hořlavých materiálů Zeď z nehořlavého materiálu MAX 85 C (100 C) Teplota hořlavých stavebních materiálů v blízkosti komínu nesmí překročit teplotu 85 C. Bezpečná vzdálenost musí být prokázána zkouškou při provozní teplotě. Při zkoušce na vyhoření zkušební teplota 1000 C a teplota povrchu stropů a stěn max. 100 C Teplota hořlavých materiálů u komínu smí dosáhnout nejvýše 85 C při běžném provozu (provozní teplotě), 100 C při zkoušce odolnosti při vyhoření.
Požár ve spodním podlaží Vyhoření Požární odolnost 90 minut Požární odolnost EI Navržená a provedená spalinová cesta musí dosáhnout odolnost tzv. z vnějšku ven, požadovanou pro specifické části budovy, přes které prochází Třída požární odolnosti se udává hodnotou EI v minutách Pro všechny komíny Schiedel s keramickou vložkou platí hodnota EI 90. Směr působení z vnějšku ven představuje proniknutí požáru z jednoho požárního úseku do druhého přes průduch komína Všechny komínové systémy Schiedel s keramickou vložkou mají deklarované hodnoty požární odolnosti: vzdálenost od hořlavých materiálů i hodnotu EI.
Požární riziko Podle požárního rizika se určují požadavky na stavební konstrukce a odstupové vzdálenosti. Požární riziko představuje pravděpodobnou intenzitu rozsahu případného požáru v posuzovaném objektu. Pro nevýrobní objekty je vyjádřeno p v a určeno charakterem objektu, technickým a technologickým zařízením, konstrukčním, dispozičním, požárně bezpečnostními opatřeními. Pro výrobní objekty je určeno ekvivalentní dobou trvání požáru τ e a normovými teplotami plynů vhořícím prostoru nebo analyticky (přesněji) pravděpodobnou dobou trvání požáru τ a pravděpodobnými teplotami plynů vhořícím prostoru T g. Ekvivalentní doba trvání požáru je pomyslná doba trvání požáru, během které by požár v posuzovaném PÚ probíhal podle normové teplotní křivky a vyvolal by v reprezentativní konstrukci (betonové desce) stejné účinky jako skutečný plně rozvinutý požár. Pravděpodobná doba trvání požáru τ je pomyslná doba plně rozvinutého požáru, během které dojde k odhoření většiny požárního zatížení při zohlednění vlivu požárně bezpečnostních zařízení. Pravděpodobná teplota plynů T g je průměrná teplota plynů vhořícím prostoru v době plně rozvinutého požáru (bez zásahu požární ochrany).
Ekonomické riziko Ekonomické riziko pro výrobní objekty (podle ČSN 73 0804) se obdobně jako riziko požární vztahuje k PÚ. Je to pravděpodobná míra ekonomických důsledků požáru, která závisí na: indexu pravděpodobnosti vzniku a rozšíření požáru P1 (je určen druhem provozu s předpokládanou pravděpodobností vzniku a rozšíření požáru a pravděpodobnými účinky požárně bezpečnostních zařízení) indexu pravděpodobnosti rozsahu škod P2 (je určen druhem provozu s předpokládanou pravděpodobností rozsahu ztrát a dalšími činiteli velikostí půdorysné plochy, počtem podlaží, hořlavostí konstrukčního systému a podílem následným a přímých škod).
Stupeň požární bezpečnosti Stupeň požární bezpečnosti PÚ charakterizuje klasifikační zatřídění vyjadřující schopnost stavebních konstrukcí PÚ jako celku čelit požáru z hlediska rozšíření požáru a stability konstrukcí objektu. Určí se: a) pro nevýrobní objekty v závislosti na: výpočtovém požárním zatížení, hořlavosti hmot použitých pro požárně dělicí konstrukce a hořlavosti hmot použitých pro nosné konstrukce zajišťující stabilitu celého objektu, požární výšce objektu (měří se od podlahy 1.NP k podlaze posledního užitného NP); b) pro výrobní objekty v závislosti na: požárním riziku vyjádřeném ekvivalentní dobou trvání požáru τ e, součiniteli bezpečnosti k 8, vyjadřujícím míru důležitosti konstrukcí podle počtu podlaží a druhu stavebních konstrukcí použitých na požárně dělicí a nosné konstrukce. Stupňů požární bezpečnosti je 7 a značí se římskými číslicemi
Stupeň požární bezpečnosti požárních úseků
Stavební hmoty a konstrukce Požární odolnost ohýbaných (nosníky, panely, žebrové a trámové stropy) nebo tyčových prvků (sloupy, pilíře) závisí na jejich poměru O / A, kde O obvod průřezu A průřezová plocha Např. pro čtyřstranný obklad ocelového sloupu platí: O 2 h + 2 b = A A kde A příčný řez průřezovou plochou sloupu
Požární odolnost stavebních konstrukcí Průřez nosníku rozhoduje o rozdílném průběhu ohřevu čím tlustší průřez, tím méně se prohřívá Průřez ovlivňuje i tloušťku obkladu čím tlustší průřez, tím tenčí je obklad
Třídy reakce na oheň Požadované stupně hořlavosti materiálů A až C3 se nahrazují třídami reakce na oheň s tímto převodem: Stupeň hořlavosti Třída reakce na oheň A A1, A2 (nehořlavé) B B C1 C C2 D C3 E, F (max.hořlavé) Třídy reakce na oheň pro podlahové krytiny: A1 fl, A2 fl i s = 0 [mm/min], i s index šíření plamene B fl i s vrozmezí0 50 [mm/min], C fl i s vrozmezí50 100 [mm/min], D fl až F fl i s nad 100 [mm/min],
Třídy reakce na oheň Třídy reakce na oheň materiály, Požární odolnost [min] stavební konstrukce Dodatková klasifikace stavebních výrobků podle: a) vývoje kouře: s3 žádné omezení množství kouře není požadováno, s2 celkové množství kouře a poměrné zvýšení množství kouře jsou omezeny s1 přísnější kritéria než pro s2 b) plamenně hořících kapek / částic: d2 - bez omezení d1 - žádné kapky / plamenně hořící částice hoří déle než udávaný časový interval d0 - žádné plameně hořící kapky / částice.
Třídění konstrukčních prvků: a) konstrukce DP1, b) konstrukce DP2, c) konstrukce DP3 (v normách řady ČSN 73 08.. D1, D2, D3 do konce roku 2007), Konstrukční prvky se posuzují ze dvou hledisek: a) zda mohou přispívat k intenzitě požáru, b) zda použité hmoty s rozdílnou reakcí na oheň mají vliv na stabilitu a únosnost konstrukčního prvku.
Třídění konstrukčních prvků DP1: Konstrukci tvoří nehořlavé materiály DP2: Konstrukci tvoří hořlavé hmoty uzavřené nehořlavými materiály, že se po dobu požární odolnosti nevznítí DP3: Konstrukci tvoří hořlavé materiály
Třídění objektů: a) s konstrukcemi nehořlavými b) s konstrukcemi smíšenými c) s konstrukcemi hořlavými: ca) pouze DP2 cb) DP3 a kombinace
Symboly pro označení vlastností požární odolnosti Označení R E I W M C S G Název symbolu Kritérium nosnosti Loadbearing capacity Kritérium celistvosti Integrity Izolační schopnost Insulation Radiace Radiation Mechanická odolnost Mechanical action Samozavírání Self-closing Kouřotěsnost Smoke leakage Odolnost proti sazím Soot fire resistant Základní princip vlastnosti únosnost a stabilita prvků jak s proměnným zatížením (stropy, střechy), tak osově zatížené prvky (sloupy, stěny) 3 kritéria: - trhliny či otvory přesahující stanovené rozměry - vznícení bavlněného polštářku - souvislého hoření na neexponované straně vzrůst teploty na neohřívaném povrchu omezený na 140 C nad průměrnou počáteční teplotou klasifikace se udává jako doba, po níž maximální hodnota radiace na neohřívaném povrchu nepřekročí 15 kw.m -2 schopnost prvku odolat rázu, když konstrukční porušení jiného dílu při požáru způsobí náraz na posuzovaný prvek uplatňuje se u prvků běžně uzavřených, které se musí zavřít automaticky po každém otevření jedná se o schopnost prvku snížit nebo vyloučit pronikání kouře z jedné strany prvku na druhou klasifikace odolnosti proti požáru sazí u komínů a jim podobných výrobků zahrnuje hlediska těsnosti a tepelné izolace
Požární kodex a) normy projektové: stanoví požadavky na řešení staveb. Základem projektovým norem jsou dvě normy kmenové: ČSN 730802 Požární bezpečnost staveb. Nevýrobní objekty ČSN 73 0804 Požární bezpečnost staveb. Výrobní objekty. b) normy zkušební: stanoví metodiky zkoušek a průkaz požadovaných vlastností konstrukcí a stavebních hmot, c) normy hodnotové: uvádějí hodnoty požárně technických vlastností těch konstrukcí a hmot, u nichž tyto hodnoty byly průkazným způsobem stanoveny a u kterých dochází k velké četnosti používání, d) normy předmětové: doplňují základní projektové normy o další specifické požadavky. Kromě toho byly pro navrhování stavebních konstrukcí vypracovány tzv. Eurokódy (EN), jejichž cílem je vytvořit soustavu běžných technických pravidel pro navrhování pozemních a inženýrských staveb
Projektové normy ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb. Nevýrobní objekty ČSN 73 0804 Požární bezpečnost staveb. Výrobní objekty ČSN 73 0810 Požární bezpečnost staveb. Společná ustanovení ČSN 73 0818 Požární bezpečnost staveb. Obsazení objektů osobami ČSN 73 0831 Požární bezpečnost staveb. Shromažďovací prostory ČSN 73 0833 Požární bezpečnost staveb. Budovy pro bydlení a ubytování ČSN 73 0834 Požární bezpečnost staveb. Změny staveb ČSN 73 0835 Požární bezpečnost staveb. Budovy zdravotnických zařízení a sociální péče ČSN 73 0842 Požární bezpečnost staveb. Objekty pro zemědělskou výrobu ČSN 73 0843 Požární bezpečnost staveb. Objekty spojů a poštovních provozů ČSN 73 0845 Požární bezpečnost staveb. Sklady
Požární stěny Požární stěna v jednopodlažní hale: a) staticky nezávislá na nosných konstrukcích mezi požárními úseky b) staticky závislá na nosné příhradové konstrukci požárního úseku A 1 požární stěna 2 nosná příhradová konstrukce bez pož. odolnosti 3 nosná příhradová konstrukce s požární odolností
Požární stěna z keramických desek Hurdis vyzděná do ocelových sloupků: 1 ocelový sloupek IE 160 2 keramické stropní desky CSD-Hurdis 2 3 patka CSD-Hurdis 2 4 distančník (ocel. drát ø 5,5 mm) Požární stěny
Požární stěny Půdorys fasádního hliníkového sloupku na styku s vloženými požárními dveřmi
Stropní konstrukce Vliv tvaru železobetonových konstrukcí na jejich požární odolnost
Stropní konstrukce Jednoduchý trámový strop požární odolnost je dána rozměry dřevěných prvků 1) v řezu A nosné konstrukci (trámy): pro b = 100 mm, h = 140 mm, požární odolnost = 25 min pro b = 120 mm, h = 160 mm, požární odolnost = 30 min pro b = 140 mm, h = 200 mm, požární odolnost = 40 min pro b = 180 mm, h = 260 mm, požární odolnost = 50 min 2) v řezu B záklopu (v místě mimo nosník): pro d = 25 mm požární odolnost = 15 min pro d = 32 mm požární odolnost = 20 min pro d = 50 mm požární odolnost = 30 min
Stropní konstrukce Trámový strop s násypem a bez podhledu požární odolnost je stejná jako u jednoduchého trámového stropu: -vřezu A odpovídá požární odolnosti nosné konstrukce -vřezu B odpovídá požární odolnosti záklopu
Trámový strop s násypem a podhledem: požární odolnost je dána součtem odolností: 1) v řezu A: nosníku a podhledu, tj.25 až 50 min. + 15 až 20 min = 40 až 70 min 2) v řezu B: záklopu a podhledu, tj.15 až 30 min + 15 až 20 min = 30 až 50 min, přičemž zvýšení pož.odolnosti vlivem podbíjení prkny min.13 mm s rákosovou rohoží a uvedenou omítkou činí : - pro tloušťku omítky 12 mm 15 min, - pro tloušťku omítky 20 mm 20 min Stropní konstrukce
Stropní konstrukce Dřevěné vazníky sedlového tvaru a) plnostěnný lepený obdélníkového průřezu, b) plnostěnný tvaru I, kde pásnice a svislá výztužná prkna jsou ze dřeva, stojina z aglomerovaného dřeva (např. překližka, sololit atd.) c) příhradový vazník sbíjený, popř. svorníkový, d) příhradový s použitím ocelových styčníkových plechů Gang-Nail s prolisovanými trny, e) styčníkový plech Gang- Nail
Typické příklady nesprávně provedených styků u požárních stropů
Šikmá stěna jako strop pro úhel měřený od vodorovné roviny 70 Svítidlo osazené vzavěšeném podhledu: a) Nesprávně b) Správně
Vliv podhledu na požární odolnost výplně mezi stropní konstrukcí a podhledem
Dřevěný trámový strop s částečně chráněným sádrokartonovým podhledem
Požární podhledy u stropů s ocelovými trapézovými plechy: a) rovný podhled vpřímém styku s nosnými plechy b) kontaktní podhled s obloženými nosníky c) zavěšený podhled
Požární uzávěry Půdorysný řez plnými dřevěnými požárními dveřmi do ocelové zárubně Půdorysný řez prosklenými požárními dveřmi v hliníkovém provedení
Uzávěry otvorů instalačních a výtahových šachet Posuzují se jako požární uzávěry : - uzávěry otvorů do CHÚC musí vykazovat odolnost EI S, (kromě šachet osobních výtahů postačují EW) - uzávěry evakuačních a požárních výtahů ústící mimo CHÚC musí vykazovat odolnost EI SC - uzávěry v ostatních případech - EW (ČSN 73 0810:2005, čl. 6.1.2)
Požární uzávěry v rekonstruovaných objektech Posuzování požární odolnosti nejmenších rozměrů dřevěných výplní (po přidání těsnící pásky)
Roletový požární uzávěr
Protipožární ucpávky a kabelové kanály Těsnění prostupů pož.odolnosti EI se posuzuje: a) kanalizační potrubí třídy B až F (plastové potrubí) světlého průřezu > 8000 mm 2, a to EI-UU či EI-CU b) potrubí s trvalou náplní vody či jiné kapaliny třídy B až F světlého průřezu > 15 000 mm 2, a to EI-UC c) potrubí sloužící k rozvodu vzduchu včetně vzduchotechnických rozvodů třídy B až F světlého průřezu > 12 000 mm 2, a to EI-UC d) kabelových a jiných elektrických rozvodů tvořených svazkem vodičů, pokud tyto rozvody prostupují jedním otvorem, mají izolace (povrch. úpravy) šířící požár a jejich celková hmotnost > 1,0 kg.m -1 Kromě toho prostupy pož.dělicí konstrukcí 2 i více potrubí umístěné vedle sebe se utěsňují bez ohledu na jejich světlou průřezovou plochu, pokud mezi nimi je menší vzdálenost než 10 potrubí (např. potrubí o 30 a 50 mm, které mají mezi sebou 400 mm, musí být utěsněna)
Pohled na ochrannou manžetu pro utěsnění hořlavých trub až do průměru 160 mm: 1 masivní stěna 2 ochranná manžeta 3 plastováhořlavá trubka 4 montážní úchytka 5 štítek s označením Prostup hořlavé trubky stěnou s použitím protihlukové ucpávky
Schéma montáže ochranné manžety sestavené ze dvou polovin Těsnící konstrukce musí vykazovat požární odolnost shodnou s požární odolností prostupující konstrukce, nepožaduje se však vyšší požární odolnost než 60 minut Ochranná dvoudílná manžeta pro tři trubky
Kombinovaná přepážka pro kabely a trubky: 1 desky z minerální vlny 2 požárně ochranná manžeta 3 požárně ochranná stěrka tl.1 mm 4 hořlavé potrubí 5 nehořlavé trubky 6 kabelová lávka - ocelový plech, hliník 7 kabel, vodič z optických vláken 8 zavěšení kabelových lávek, 9 typový štítek Kabelový kanál pro ochranu vodičů elektrické energie při působení ohně zvnější strany: 1 požární deska na bázi silikátů 2 nosný ocelový profil 3 závitové tyče s hmoždinkami M 8 4 přířez z desky na bázi silikátů 5 těsnící koncová větrací tvarovka
INSTALAČNÍ ŠACHTY ČSN 73 0802 Čl.8.12 - Instalační šachty Prostupující rozvody musí být v instalační šachtě na úrovni stropní konstrukce požárně utěsněny podle čl. 8.6.1 ČSN 73 0834 Čl.A.2.2 - Stavební konstrukce Pokud instalační šachta netvoří požární úsek, musí se v úrovni každého stropu předělit stavební konstrukcí alespoň EI-30 DP1 s dotěsněnými prostupy všech rozvodu podle ČSN 73 0802
INSTALAČNÍ ŠACHTY Šachta je nezávislá na požárním úseku Prostupující potrubí nejsou v úrovni stropů instalační šachty požárně utěsněna K vnitřním potrubím, popř. měřícím zařízením je umožněn přístup v místech otvorů s požárními uzávěry EW, EI, EI-S
Vodní clony Náhradu za požárně dělicí konstrukci lze použít u: a) prostupů technického a technologického zařízení b) části požární dělicí konstrukce, které nelze požárně uzavřít s výškou otvoru do 4 m a plochou otvoru do 25 m 2 v PÚ s výškovou polohou do 45 m c) otvorů s plochou > 25 m 2 (např. u pasáží) pokud: PÚ, které jsou odděleny, mají po celé půdorysné ploše instalované SHU, kromě PÚ bez požárního rizika PÚ mají výškovou polohu do 12 m je posouzena tvorba zplodin hoření a je prokázáno, že unikající osoby a požární jednotky v době zahájení zásahu nebudou ohroženy zplodinami hoření
Vodní clona nad vchodovými dveřmi a) půdorys rozvodu s umístěním skrápěcí trysky
Vodní clona nad vchodovými dveřmi: b) pohled na skrápěcí trysku
Děkuji za pozornost