BEZPEČNOST STAVEBNÍCH OBJEKTŮ 2007

VŠB – Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství a

Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství

Sborník přednášek V. ročník konference

BEZPEČNOST STAVEBNÍCH OBJEKTŮ 2007 pod záštitou generálního ředitele HZS ČR genmjr. Ing. Miroslava Štěpána

10. květen 2007 Ostrava

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13 700 30 Ostrava - Výškovice Česká republika www.vsb.fbi.cz Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství se sídlem VŠB – TU Ostrava Lumírova 13 700 30 Ostrava - Výškovice Česká republika www.spbi.cz

Sborník přednášek z konference BEZPEČNOST STAVEBNÍCH OBJEKTŮ 2007

Odborní garanti konference: Ing. Petr Bebčák, Ph.D. Ing. Isabela Bradáčová, CSc. doc. Ing. Miroslava Netopilová, CSc.

Editor: doc. Dr. Ing. Michail Šenovský

© Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství Nebyla provedena jazyková korektura Za věcnou správnost jednotlivých příspěvků odpovídají autoři ISBN: 978-80-7385-001-2

Stabilní hasicí zaøízení aerosolové

ekologické, ekonomické, efektivní

BESY CO, spol. s r.o. Kvapilova 9 150 00 Praha 5 tel/fax: 257 215 632 mobil: 775 225 061 e-mail: [email protected] www.besyco.cz

Jednoduše jednoduché

04_A_203-BSS Image 210x297 cz

05.02.2007

14:16 Uhr

Seite 1

BSS Systémy protipoÏární ochrany

Zabránit škodám, zajistit únikové cesty. Tyto poÏadavky mají u systémÛ protipoÏární ochrany OBO nejvy‰‰í prioritu. Jako specialisté na zaji‰tûní poÏadavkÛ prevence v protipoÏární ochranû u elektroinstalací jsme vÏdy na správné stranû. S námi komplexnû získáte jistotu, testované a certifikované systémy vãetnû know-how. Víme, Ïe zvlá‰tní poÏadavky vyÏadují zvlá‰tní fie‰ení.

Nabízíme ‰iroké spektrum zku‰eností 䡵 䡵 䡵 䡵

Systémy Systémy Systémy Systémy

kabelov˘ch pfiepáÏek protipoÏárních kanálÛ se zachováním funkãnosti pfii poÏáru podle zvlá‰tních poÏárních smûrnic

䡵 Detaily a projektovou podporu naleznete na

www. obo.cz 䡵 Informační servis: 323 610 111

OBO BETTERMANN Praha s.r.o. Modletice 81 · P.O. Box 96 · 251 01 ¤íãany Tel.: 323 610 111 · Fax: 323 610 120 E-mail: [email protected] · www.obo.cz

Obsah: Řídící systémy dálničních tunelů na D8 s ohledem na požární bezpečnost... 1 Bartoň Jiří, Svoboda Petr Nové poznatky a evropská legislativa v oblasti ZOKT.................................. 13 Bebčák Martin Funkčnost bezpečnostních a protipožárních systémů ve velkorozměrových objektech ............................................................................................................ 21 Bebčák Petr Uvádění bezpečnostních a protipožárních systémů na trh a jejich zabudování do staveb v ČR .............................................................................. 31 Buchtová Jana Návrh dřevěných konstrukcí na účinky požáru............................................. 44 Česelská Tereza, Netopilová Miroslava Vyhláška o technických podmínkách požární ochrany staveb..................... 55 Kaiser Rudolf Koordinátor BOZP na staveništi ..................................................................... 63 Kričfaluši Ivan Návrh modelu zkušebního požáru v silničním tunelu ................................... 71 Kučera Petr, Pavlík Tomáš Expertíza explózie.............................................................................................. 88 Mračková Eva, Diovčoš Martin Kontrola provozuschopnosti požárního odvětrání s využitím kouřových generátorů .......................................................................................................... 97 Pokorný Jiří, Mikulová Eva Aktivní prvky požární bezpečnosti staveb.................................................... 108 Šenovský Michail Reakce kabelů na oheň ................................................................................... 117 Vaniš Pavel

Řídící systémy dálničních tunelů na D8 s ohledem na požární bezpečnost Ing. Jiří BARTOŇ, Ing. Petr SVOBODA, Ph.D. Spel, spol. s r.o., Divize dopravních technologií Třídvorská 1402, 280 00 Kolín V e-mail: [email protected] [email protected] Klíčová slova: dálniční tunel, požární bezpečnost, řídící systém, EPS – elektronická požární signalizace, algoritmizace, vizualizace, SIL 2 Abstrakt: Příspěvek věcně popisuje konkrétní aplikaci na dálnici D8 u Ústí nad Labem, kde v roce 2006 byla dokončena výstavba dálničních tunelů Panenská a Libouchec společně s dispečerskými centry SSÚD, PČR a HZS v Řehlovicích a Petrovicích. Po odborné stránce se autoři zaměřili na návrh řídících systémů s interakcí na navazující technologie a vyhrazená požárně bezpečnostní zařízení, návrh algoritmizace úlohy v širších souvislostech řízeného dopravního uzlu na D8, vizualizační zpracování s ohledem na různé požadavky dispečerů a promítnutí normy SIL 2 do bezpečnostního návrhu. Otevření dalšího úseku dálnice D8 délky 23,5 km v prosinci 2006 procházejícího přes České Středohoří až na hranici s Německem znamenalo z pohledu především motoristické veřejnosti a služeb vázaných na dopravní infrastrukturu další významný krok ke zvýšení dopravní obslužnosti a mobility obyvatelstva. Z pohledu odborníků a specialistů zaměřených na dopravní telematiku lze však toto dílo, především s ohledem na přítomnost dvou tunelových staveb, prezentovat jako nejrozsáhlejší telematickou aplikaci zaměřenou na bezpečnost a řízení dopravy na dálničním úseku v České republice. Dálnice D8: Praha – Ústí nad Labem – Německo v číslech: Délka dálnice 2,2 km Plocha dálniční vozovky 1 720 900 m2 Mimoúrovňové křižovatky 13 Mosty - dálniční 70 - z toho mosty delší než 1 000 m 3 - z toho mosty delší než 100 m 21 1

- silniční a ostatní - železniční

52 2

Tunely Celková délka Panenská Libouchec Prackovice Radejčín

4 3 414 m (2 031 a 2 006) m (535 a 454) m 270 m 620 m

Protihlukové zdi (stěny) Odpočívky (oboustranné, vybavené) Střediska správy a údržby DO PČR HZS

49 350m2 3 3 Nová Ves, Řehlovice, Petrovice 2 Nová Ves, Řehlovice 1 Petrovice

Stavba 0801: Praha – Úžice

km 0,000 – 9,600

9,600 km

Stavba 0802: Úžice – Nová Ves

km 9,600 – 18,500

8,900 km

Stavba 0803: Nová Ves - Doksany

km 18,500 – 34,851

16,351 km

Stavba 0804: Doksany - Lovosice

km 34,851 – 48,276

13,425 km

Jedná se o úseky staveb zprovozněné v letech 1993 až 2001. Spolu s posledním otevřeným úsekem byl v celé obslužnosti SSÚD Nová Ves v km 18 instalován digitální komunikační systém DIS SOS, který obsahuje mimo SOS hlásek i systémy meteorologického hlášení, ASD – automatického sčítání dopravy a v roce 2006 byl rozšířen o 3 ks ZPI – zařízení pro provozní informace a kamerové systémy. Za zmínku stojí SW nadstavba nad systémem ASD, aplikace TT – travel time, která je pilotně zkoušena. Stavba 0805: Lovosice - Řehlovice

km 48,276 – 64,689

16,413 km

Jedná o poslední, prozatím nepostavený dálniční úsek D8, který bude propojovat Lovosickou mimoúrovňovou křižovatku s napojením u Řehlovic. Stavba je zajímavá tím, že bude obsahovat dva dálniční tunely, Prackovice a Radejčín. Z hlediska telematických aplikací bude dálniční úsek vybaven všemi bezpečnostními, technologickými a dopravními systémy jako navazující a v roce 2006 otevřený úsek 0807 s napojením na dispečinky SSÚD, DO PČR a HZS v Řehlovicích a Petrovicích. Počátek výstavby je plánován na rok 2007 a její dokončení na rok 2009 či 2010. 2

Stavba 0806: Řehlovice - Trmice

km 64,689 – 68,864

4,175 km

Jedná se o historicky nejstarší otevřený úsek D8 z roku 1990, který byl vybaven telematickými aplikacemi až v souvislosti se zprovozněním úseku 0807 v roce 2006. Technicky je svým rozsahem a kvalitou plně kompatibilní s nároky tunelových dálničních staveb. Obsahuje dispečink SSÚD a DO PČR Řehlovice. Stavba 0807: Trmice – km 68,864 – 92,208 23,344 km

státní

hranice

s Německem

Nejdelší a technicky nejzajímavější úsek dálnice D8 uvedený do provozu 22. 12. 2006. Skládá se ze dvou tunelových staveb Panenská a Libouchec propojený estakádou, několika mosty a trasou dálnice. Obsahuje dispečink SSÚD a HZS Petrovice. Na úseku staveb 0806 a 0807 byl v celé délce a obslužnosti SSÚD Řehlovice instalován nový optický digitální komunikační systém SOS vhodně kombinovaný s dálničním informačním systémem DIS doplněný o řídící a bezpečnostní systémy tunelových staveb. Mimo SOS hlásek, systémy meteorologického hlášení, ASD – automatického sčítání dopravy jsou instalovány na volné trase dálnice řídící stanice MX pro řízení ZPI (zařízení pro provozní informace) a PDZ (proměnné dopravní značení), kamerové systémy pro sledování aktuálních dopravních situací, meteorologického stavu vozovky, kamery s detekcí průjezdu vozidel s rozlišením RZ a následný výpočet cestovní doby na objízdných trasách v současné době nezprovozněného úseku 0805. Tunel Libouchec – technická data: Kategorie tunelu

T 9,5 (dvouproudový, jednosměrný)

Délka levé tunelové trouby

535 m (z toho 488 m ražených)

Délka pravé tunelové trouby

454 m (z toho 408 m ražených)

Základní výška průjezdného průřezu 4,5 m Příčný profil pro provoz

55,78 m2

Podélný sklon

4,22 – 4,66%

Plocha výrubu tunelu

83,35 m2

Celkový objem výrubu

144 380 m3

Tunel Panenská – technická data: Kategorie tunelu

T 9,5 (dvouproudový, jednosměrný)

Délka levé tunelové trouby

2 031 m (z toho 1 992 m ražených) 3

Délka pravé tunelové trouby

2 006 m (z toho 1 975 m ražených)

Základní výška průjezdného průřezu: 4,5 m Podélný sklon

4,22 – 4,66%

Průřez výrubu

85 až 100 m

Nadloží tunelu

10 m u portálu až 80 m

Z hlediska technologického vybavení obsahují obě tunelové stavby téměř identickou, níže uvedenou skladbu provozních souborů PS: PS 602.411 Osvětlení tunelu PS 602.415 Vzduchotechnika, měření CO, opacita a rychlosti proudění PS 602.451 Dopravní značení a signalizace v tunelu PS 602.455 Elektronická požární signalizace – vyrovnávací položka PS 602.460 Technologické vybavení podústředen PS 602.491 Systém tísňového volání SOS tunelů PS 602.492 Televizní kontrolní okruh vč. rozvodů a zařízení videodetekce PS 602.493 Zařízení pro radiové volání PS 602.494 Řídící centrum provozu v tunelu PS 602.497 Kabelové rozvody nn a rozvody nn PS 602.498 Systém uzemňování a pospojování PS 602.499 Evakuační rozhlas PS 602.500 Ventilace tunelových propojek PS 602.501 Náhradní zdroje el. energie – dieselagregáty Z pohledu řídících a bezpečnostních systémů jsou nejklíčovější PS řídích systémů dopravy a technologie a elektronická požární signalizace EPS. Návrh a implementace řídícího systému z hlediska bezpečnosti tunelu Při návrhu a implementaci řídícího systému (ŘS) pro tunelové stavby je třeba v první řadě vycházet z platných norem, předpisů investora a další doporučené dokumentace. Základní závaznou normou je směrnice evropského parlamentu a rady 2004/54/ES z 29.4.2004 a její návazné doporučení. Tento dokument popisuje ve velmi krátké formě základní povinné vybavení tunelů, nezmiňuje se ale v žádné pasáži o řídícím systému. Zde se tedy doporučení nedopátráme. Dalším dokumentem je TP98 – Technologické vybavení tunelů pozemních komunikací. V tomto dokumentu jsou alespoň v klíčových oblastech definovány nutné požadavky na řídící systém a jeho implementaci. Rozsah podmínek zohledňuje, na základě výstavby tunelů v ČR, alespoň základní bezpečnostní hlediska. Z hlediska bezpečnosti návrhu a implementace elektronických systému, tedy i ŘS, je vhodné vycházet z norem o funkční 4

bezpečnosti tj. IEC 61508. Tato norma v obecné rovině definuje funkční bezpečnost a poskytuje nástroj na její kvantifikaci s ohledem na návrh a implementaci elektronických systému. Vzhledem k neexistenci jiné bezpečnostní normy je vhodné tuto normu při návrhu řídícího systému zohlednit alespoň ve třídě bezpečnosti SIL 2. Při posouzení spolehlivosti ŘS je nutno vzít v potaz celkovou koncepci ŘS, převážně pak tyto části: topologii sítě, redundanci centrálních automatů, redundanci spojení s řízenými technologiemi, komunikace s dalšími celky, vazba na nadřazené systémy (dispečink ad.). Celková spolehlivost systému je pak v neposlední řadě dána kvalitou algoritmů a softwarového vybavení. Při výběru ŘS vycházíme ze spolehlivost jednotlivých komponentů, které mají klíčový vliv na celkovou spolehlivost systému. Pro řízení větších technologických a dopravních celků je naprosto nezbytné vybrat ŘS s ohledem na rozsah zpracovávaných dat, komplexnost algoritmů a množství datových komunikací. Všechny tyto parametry určují rychlost reakce ŘS na nastalou událost. K zajištění adekvátně rychlé reakce ŘS je třeba volit rychlé procesory a kvalitní datovou síť. Celková odezva ŘS je dána tzv. “scan cyklem” jednotlivých automatů. V průběhu jednoho scan cyklu dojde k načtení dat, jejich zpracování a nastavení výstupů včetně obsloužení datových komunikací. Maximální scan cyklus automatu by z hlediska bezpečnosti a dostatečně rychlé reakci neměl přesáhnout 200ms, doporučení 100ms. V rozsahu jednoho scan cyklu je předpoklad kompletního přenosu všech dat v tunelu. Volba sítě Vhodná volba technologické sítě je klíčovou složkou pro celkovou činnost ŘS. Vzhledem k množství a důležitosti přenášených dat je nutné koncipovat technologickou síť dostatečně propustnou vzhledem k objemu přenášených dat, s rychlou a definovanou maximální odezvou a zabezpečenou vzhledem k neoprávněnému přístupu. Fyzické médium: vzhledem k odolnosti vůči rušení a vysoké spolehlivosti přenosu je vhodné použít optické kabely. Z hlediska ekonomiky je možné vytvořit jednu páteřní optickou síť pro všechny technologie tunelu při zachování následujících požadavků: • ŘS má k dispozici samostatná vlákna • Napojení jednotlivých uzlů ŘS je redundantní (dvěma samostatnými optickými kabely) Topologie sítě Volbu topologie sítě je nutné zvážit s ohledem na požadavky konkrétního projektu. V zásadě jsou používané topologie typu hvězda a kruh, obě

5

v redundantním provedení. Pro řízení technologických celků tunelů Panenská a Libouchec byla použita topologie sítě redundantní hvězda. Vzhledem k požadavku možnosti samostatně odpínat napájení pro jednotlivé úseky tunelu, zajišťuje tato topologie bezproblémový chod zbytku napájené technologie bez nutnosti odstávky (topologie kruhu by vždy znamenala výpadek celé technologie při výpadku energie v části tunelu). Přenos dat probíhá pomocí multimodových vláken optického kabelu. Použitý standard je průmyslový redundantní ControlNet. Tento typ sítě byl navržen s ohledem na bezpečné řízení náročných a rozsáhlých technologií. Z hlediska bezpečnosti vyzdvihněme dva body: • při fyzickém narušení části sítě (porušením optického kabelu, odpojením či poruchou optického převodníku) dochází k bezvýpadkovému přechodu na redundantní kanál • tato síť má plánované přenosy dat, První z bodů je důležitý z hlediska možných mechanických problémů na sítí (porucha, požár, držba) a druhý z bodů vzhledem k naprosté determinaci datových přenosů na síti zaručuje maximální odezvu ŘS na libovolnou událost. Pro řízení dopravy mimo oblast tunelů byla použita síť průmyslového Ethernetu. V této sítí je zajištěna redundance zapojením do kruhu. V případě přerušení komunikace na trase dojde k přepnutí na záložní cestu do 100ms. Vzhledem k relativně pomalé reakci značek (až 500ms) je toto řešení optimální. Pro komunikaci s automaty řídící proměnné dopravní značení byl použit otevřený / protokol Ethernet IP.

6

Tunely Panenská a Libouchec: technologická ControlNet síť automatů pro řízení technologie, zjednodušené schéma převzaté z vizualizace Centrální vs. decentralizované řízení Možnost decentralizovaného řízení je koncepčně mladou myšlenkou, která se s úspěchem začíná prosazovat převážně v oblasti rozsáhlých systémů z oblastí umělé inteligence (viz. multiagentní systémy). Tuto koncepci je možné použít i při návrhu ŘS pro řízení tunelových staveb. Snahou koncepce decentralizovaného řízení je rozdělení problému řízení technologií na samostatné celky, které jsou řízeny nezávislými automaty. Tyto automaty si mezi sebou předávají pouze informace o stavu v jakém se nachází řízená technologie. Výpadkem části automatů nedochází k výpadku celého systému, pouze k omezení jeho funkcionality. Opakem tohoto přístupu je centralizovaný ŘS, kde jeden automat je centrální a řídí všechny procesy bud přímo, nebo pomocí dalších automatů. Tento přístup je klasickým řešením, jeho nespornou výhodou je výrazně snazší implementace z hlediska SW a jasně definovaných 7

vazeb. Nespornou nevýhodou je kolaps řízení při výpadku tohoto centrálního automatu a větší zatížení datové sítě. Vhodným řešením je kombinovaný přístup zachovávající výhody centrálního i distribuovaného řízeni. V tunelech Panenská a Libouchec byl tento přístup aplikován na řízení technologií v tunelu. Jako mozek celého systému je použit centrální řídící systém typu ControlLogix v redundantním provedeni. Ovládání vzdálených technologií je uskutečněno pomocí samostatných automatů, které přijímají povely od centrálního automatu a zároveň dostávají informace o tom v jakém stavu se systém nachází. V případě výpadku centrálního automatu, nebo přerušení komunikace s ním přechází lokální automat do samostatného řízení s ohledem na poslední stav získaný od centrálního automatu. Tímto přístupem je možno např. zajistit odvětrání propojek i v případě selhání/ztráty komunikace s centrálním automatem v případě požáru. Koncepce centrálního vs. distribuovaného řízení má přímou vazbu na tvorbu aplikačního SW. Redundance automatů U centrálního automatu je vzhledem k jeho důležitosti nutné zajistit jeho funkci za jakýchkoliv podmínek. Řešením je použití 2 automatů v redundantním režimu, kde jako primární je označován automat který aktivně řídí technologii, záložní automat se označuje jako sekundární. Vzhledem k velmi vysoké spolehlivosti automatů jako takových (Střední doba poruchy automatu ControlLogix použitého v tunelech Panenská a Libouchec je více než 200 let) je toto řešení nutné spíše z důvodů výpadku napájení, nebo selhání některého prvku v rozváděči kde je automat umístěn (nejčastěji napájecí zdroj). Z těchto důvodů je vhodné redundantní automaty umístit v samostatných rozváděčích, s nezávislým napájením a kde je to stavebně možné v samostatných požárně oddělených místnostech. Záskok při výpadku jednoho z automatů musí být automatický a rychlost by měla být do jednoho scan cyklu tohoto automatu, tedy dle doporučení do 100 ms. Záskok musí nastat v těchto případech: • • • •

HW chyba primárního automatu HW chyba komunikační karty Závažná SW chyba primárního automatu výpadek komunikace rámu u primárního automatu (Vztahuje se na všechny typy komunikací tj. ControlNet, Ethernet) z důvodu narušení technologické sítě

Vazby ŘS na ostatní technologie Z hlediska vazeb ŘS s ostatními technologiemi je nutné zajistit bezproblémový chod i v případě poruchy některé z vazeb. Proto je pro klíčové technologie jako jsou požárně vyhrazená bezpečnostní zařízení požadována redundantní komunikace. U ostatních technologií je redundantní vazba vhodná,

8

ovšem prodražuje výstavbu a je tedy na zvážení projektanta, případně rizikové analýzy, zda riziko výpadku komunikace s danou technologií je z hlediska bezpečnosti přijatelné. Převážnou část vazeb řídícího systému a ostatních technologií představují vazby na úrovni binárních vstupů a výstupů. Zde se s úspěchem používá klasické propojení pomocí relé, signály jsou přenášeny buď hladinově a nebo pulzem. V převážné většině se tímto způsobem řídí technologie napájení elektrickou energií, osvětlení akomodační, nouzové i provozní, spínání/regulace proudových ventilátorů. a další. Pro sběr dat, tedy systémy měření a regulace, jsou ve velké míře používány analogové vstupy a výstupy. Zde je z hlediska rušení a možnosti rozdílu potenciálu v tunelu vhodné oddělovat tyto signály galvanicky a zavádět je přímo do ŘS. Pro systémy typu EPS, EZS, Videodetekce je nutné kombinovat datové komunikace s binárními pro maximální spolehlivosti výsledného řešení. Binární komunikace je velmi spolehlivá ovšem množství přenesených dat je velmi omezené. Datová komunikace je schopna přenést výrazně větší množství údajů, ale spolehlivost je vzhledem k nutné přítomnosti aplikační vrstvy obsluhující datovou komunikaci o řád nižší. Vhodným aplikačním příkladem daného přístupu je propojení ŘS a EPS v tunelech Panenská a Libouchec. Zde jsou systémy vzájemně propojeny pomocí sériové linky, kde je přenášen komplexní stav systému EPS včetně diagnostických dat. V případě výpadku této komunikace jsou základní stavy (požár v PTO, požár v LTT, požár v PTT atd.) dále přenášeny pomocí binárních vstupů a výstupů. Z praxe se ukazuje, že binární komunikace je rychlejší, ovšem pro přesnou lokalizaci ohniska požáru a přesnou reakci ŘS je vazba na úrovni datové komunikace nutná. Další nespornou výhodou redundantního propojení ŘS s technologií je možnost vzájemného porovnání údajů z binárního a datového přenosu a touto formou upozornit servis na vzniklé problémy. U datových komunikací je třeba pro funkční řešení zajistit následující podmínky • každý datový paket musí mít dostatečnou kontrolu přijatých dat (preferenčně CRC, často používaný kontrolní součet není dostatečně spolehlivý a je vhodný pro velmi malé datové rámce) • použitý komunikační protokol musí být otevřený a s volně dostupnou kompletní dokumentací • kde to je možné používat standardizovaný protokol (Modbus, ...) • výpadek komunikace musí být detekovatelný např. pravidelnými kontrolními pakety • systém musí být schopen navázat komunikaci i při fyzickém odpojení a znovupřipojení linky 9

Z hlediska spolehlivosti je nepřípustné mezi ŘS a řízenou technologii vkládat prvky s nízkou a prakticky nedefinovatelnou mírou spolehlivosti typu průmyslové PC s operačním systémem! Aplikační SW V případě tunelu Panenská a Libouchec je pro každou technologii v centrálním automatu vytvořen jeden program ovládající právě tuto část. Interakce mezi technologiemi jsou řešeny samostatnými programy pro jednotlivé provozní stavy, tj. normální provoz, omezený provoz, servis, a v neposlední řadě provozní stav s nejvyšší prioritou, požár. V případě reakce na požár systém zohledňuje možné riziko pro osoby a snaží se zajistit maximální bezpečnost osob bez ohledu na ochranu technologie. Rozdělení řízení technologií na samostatné programy umožňuje jasné definování chování programů a jejich snadné ladění. Např. úpravy v algoritmech řízení proudových ventilátorů neovlivní algoritmizaci osvětlení v tunelu. Při programování algoritmů ovládající technologie a zajišťující vazby mezi nimi je nutné zajistit funkční bezpečnost tak aby programovou chybou nedošlo ke kolapsu řízení, případně k nekorektní reakci na událost typu požár, nehoda. Vizualizace Vizualizace je jedním z klíčových prvků celého systému řízení tunelů. Z hlediska uživatele je nanejvýš vhodné sloučit všechny systémy tunelu do jedné komplexní vizualizace s jednotným ovládáním. Tímto přístupem má operátor možnost rychlého zásahu bez nutnosti přepínání několika aplikací a nebo dokonce sledováním několika nezávislých systémů. Dalším neméně důležitým požadavkem je jednoduchost obsluhy, ovládání a míra zobrazovaných informací v přehledné uživateli blízké formě. Je třeba si uvědomit, že u rozsáhlých technologických celků jako je soubor tunelů Panenská a Libouchec, je množství předávaných informací obrovské. Operátor musí mít v kterýkoliv okamžik jasný přehled o všech technologiích, tak aby mohl rychle zasáhnout v případě krizové události typu požár nebo závažná dopravní nehoda. Sloučení jednotlivých technologií je z hlediska bezpečnosti nutné již na spodní vrstvě ŘS. V zásadě je vizualizace prostředek pro zobrazení informací z ŘS a pro povelování ŘS. Vizualizace tedy slouží jako rozhraní člověk – stroj. Veškerá algoritmizace a řízení musí být obsažena v automatech, ve vizualizaci nemá co dělat.

10

Vizualizace: Tunel Panenská, vizualizace části technologie – napájení tunelu Rozsáhlé systémy a jejich riziko bezpečnosti U rozsáhlých systémů je definice rizik velmi obtížným úkolem, při návrhu je vhodné vycházet z analýzy rizik a ŘS systém přizpůsobit této analýze. Míra spolehlivosti tunelových staveb z hlediska ŘS je vždy kompromis mezi technickými možnostmi použitého ŘS, použitou technologií a finančními možnostmi. V zásadě je nutné zachovat bezpečnost na co nejvyšší úrovni. To je možné dodržením standardů předepsané existujícími normami, investorem a kladením důrazu na koncepční návrh ŘS jako celku a využitím zkušeností z rozsáhlých tunelových staveb typu dálnice D8. Některé často opomíjené předpoklady pro spolehlivý a bezpečný řídící systém nastiňuje tento článek. Použité zdroje: -

Technická dokumentace projektu Firemní materiály ŘSD ČR, Metrostav a.s., Spel, spol. s r.o. Směrnice evropského parlamentu a rady 2004/54/ES TP98 -Technologické vybavení tunelů pozemních komunikací Normy o funkční bezpečnosti - EC 61508 Zákon č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů a příslušná nařízení vlády ve znění pozdějších 11

předpisů - Nařízení vlády ČR č. 17/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na elektrická zařízení nízkého napětí (73/23/EHS) - Nařízení vlády ČR č. 18/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na výrobky z hlediska jejich elektromagnetické kompatibility (89/336/EHS)

12

Nové poznatky a evropská legislativa v oblasti ZOKT Ing. Martin BEBČÁK K.B.K. fire, s.r.o. Rudná 1117/30a, 703 00 Ostrava – Vítkovice e-mail: [email protected] Klíčová slova: zařízení pro nucený odvod kouře a tepla, zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla, odvětrací klapka, požární ventilátor, požár, kouřová sekce Abstrakt: Obsahem příspěvku je zhodnocení nových poznatků v oblasti zařízení pro odvod kouře a tepla a požadavky legislativy EU na problematiku požárního větrání. 1. Zařízení pro odvod kouře a tepla (ZOKT) 1.1. Zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla Zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla využívá fyzikálního principu vztlaku horkých plynů, vznikajících při požáru a vytváření komínového efektu. Vzduch o vyšší teplotě stoupá vzhůru na základě jeho nižší hustoty. Zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla je obvykle řešeno prostřednictvím: − odvětracích klapek (světlíky pro odvod kouře a tepla); • bodové odvětrací klapky; • odvětrací klapky integrovány do pásových obloukových světlíků; − žaluziových klapek pro odvod kouře a tepla; − otevíravých oken pro odvod kouře a tepla; − výklopných segmentů v sedlových, pyramidových, shedových a jiných světlících; Takto navržené zařízení musí splňovat požadavky harmonizované normy ČSN EN 12 101-2: Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – část 2: Technické podmínky pro odtahové zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla (duben 2004).

13

2.1. Zařízení pro nucený odvod kouře a tepla Zařízení pro nucený odvod kouře a tepla využívá fyzikálního principu vytváření podtlaku v místnosti (kouřové sekci) prouděním odsávaného vzduchu, který je odsáván aktivním zařízením – požárním ventilátorem. Zařízení pro nucený prostřednictvím: • • • •

odvod

kouře

a

tepla

je

obvykle

řešeno

Axiálních požárních ventilátorů pro odvod kouře a tepla; Radiální požárních ventilátorů pro odvod kouře a tepla; Potrubních ventilátorů pro odvod kouře a tepla A nezbytného příslušenství (potrubních tras, regulačních klapek, VZT elementů atd.);

Takto navržené zařízení musí splňovat požadavky harmonizované normy ČSN EN 12 101-3: Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – část 3: Technické podmínky pro ventilátory pro nucený odvod kouře a tepla (květen 2003). Zařízení pro odvod kouře a tepla, ať již zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla či zařízení pro nucený odvod kouře a tepla, musí být certifikováno v režimu NV č. 190/2002 Sb. Veškeré výrobky musí být označovány značkou shody CE (ES prohlášení, ES certifikát shody) a musí být certifikovány dle harmonizovaných norem ČSN EN 12 101-2 popř. ČSN EN 12 101-3. 3.1. Kouřové zábrany Další výrobky, které slouží v systému odvodu kouře a tepla pro zajištění funkčnosti celého systému jsou kouřové zábrany. Pro kouřové zábrany platí od února 2006 harmonizovaná evropská normy ČSN EN 12 101-1. Vzhledem k tomu, že před platností této normy nebyla k dispozici žádná jiná klasifikační či zkušební norma, je možno konstatovat, že veškeré výrobky sloužící jako kouřové zábrany musí být certifikovány dle výše uvedené normy a musí být označeny značkou shody CE (ES prohlášení, ES certifikát shody). Kouřové zábrany prioritně souží k zabránění průniku kouře mimo uvažovaný prostor – kouřovou sekci, proto bývá v technické praxi běžné za kouřové zábrany uvažovat stavební konstrukce (ŽB vazníky, průvlaky, stěny). Nutno poznamenat, že pro to, aby stavební konstrukce byly schopny plnit funkci kouřové zábrany je nutno, aby byly utěsněny minimálně na požadavky stanovené v ČSN EN 12 101-1 Přílohy C. Za postačující se považuje parametr 14

celistvosti – E po požadovanou dobu funkčnosti kouřové zábrany a měly by být provedeny z druhů konstrukcí DP1 (materiály třídy reakce na oheň A1, popř. A2). Tato vlastnost však musí být dodavatelem písemně potvrzená. Maximální tolerovatelná propustnost kouře pro kouřové zábrany je stanovena při přetlaku 25 Pa, teplotě 200°C do 25 m3 h-1m-2. Obecně lze konstatovat (i s ohledem na ČSN 73 0810), že maximální plocha otvorů (netěsností) v kouřové zábraně může být do 3% celkové plochy kouřové zábrany (viz taktéž ČSN 73 0810). Seznam norem v oblasti zařízení pro odvod kouře a tepla, které jsou harmonizované pro použití v ČR – Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla: • ČSN EN 12 101 - Část 1: Technické podmínky pro kouřové zábrany (2/2006) • ČSN EN 12 101 - Část 2: Technické podmínky pro odtahové zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla (4/2004) • ČSN EN 12 101 - Část 3: Technické podmínky pro ventilátory pro nucený odvod kouře a tepla (5/2003) • ČSN EN 12 101 - Část 6: Technické podmínky pro zařízení pracující na principu rozdílu tlaků – Sestavy (2/2006) • ČSN EN 12 101 - Část 10: Zásobování energií (5/2006) Mezi připravované normy řady ČSN EN 12 101 - … patří: • EN 12 101 - Část 4: Odtahové zařízení pro odvod kouře a tepla – Sestavy • EN 12 101 - Část 5: Navrhování a výpočet zařízení pro odvod kouře a tepla odvětráním (vydáno jako CR 12101-5) • EN 12 101 - Část 7: Technické podmínky pro potrubí pro odvod kouře • EN 12 101 - Část 8: Technické podmínky pro kouřové klapky • EN 12 101 - Část 9: Technické podmínky pro ovládací panely a nouzové ovládací panely 2. Projektování a navrhování zařízení pro odvod kouře a tepla V České republice neplatí pro navrhování těchto zařízení jednotná metodiky (norma), která by vycházela z kodexu platných norem požární bezpečnosti. V běžné praxi se proto setkáváme s následujícími návrhovými předpisy: − Postup pro dimenzování zařízení pro nucený a přirozený odvod kouře a tepla dle prCEN/TR 12101 – 5 (květen 2005);

15

− Postup pro dimenzování zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla dle DIN 18 232 – část 2 (červen 2003); − Postup pro dimenzování zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla dle NF S 61-938 – NF S 61-940; − Postup pro dimenzování zařízení pro nucený odvod kouře a tepla dle DIN 18 232 – část 5 (duben 2003); − Postup pro dimenzování zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla dle Aktual Bulletinu č. 20; − ČAP CEA 4020 – projektování a montáž zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla; − VdS 2098 – Zařízení na odtah kouře a tepla. Směrnice pro konstrukci a instalaci. Svaz pojistitelů věcných škod. Květen 1990; Vzhledem k existenci celé řady návrhových předpisů a postupů je nynější stav v oblasti navrhování zařízení pro odvod kouře a tepla předmětem konkurenčního boje jednotlivých dodavatelů systémů. Běžným problémem, se kterým se běžně setkáváme, je návrh zařízení pro odvod kouře a tepla dle „francouzských a jiných předpisů“, které absolutně nenavazují na kodex norem řady ČSN 73 08xx ani na kodex evropských předpisů (eurokódů) řady ČSN EN 199x-x-x (či ČSN P ENV 199x-x-x). Nejlepším příkladem se jeví návrh systému odvodů kouře a tepla dle „francouzské metodiky“, při pozapomenutí instalace již zmiňovaných kouřových zábran (typickým příkladem jsou vysoké regálové sklady, ve kterých je instalace kouřových zábran, vzhledem k vysokým skladovacím výškám, nemožná, popřípadě možná pouze s velkým omezením – uvažovaná výška je max. výška stavební konstrukcí apod.). Dalším problémem při navrhování systémů zařízení pro odvod kouře a tepla je doba uvažované funkčnosti či efektivnosti instalovaného zařízení. Proto je jediným možných doporučením, pro odbornou veřejnost v ČR, aby navrhování systémů pro odvod kouře a tepla bylo prováděno osobami, které jsou v problematice ZOKT znalé a při návrhu zařízení bude postupováno dle předpisů, které navazují na kodex norem požární bezpečnosti platných v České republice. Dalším problémem, se kterým se při navrhování systémů pro odvod kouře a tepla běžně setkáváme je problematika provázanosti jednotlivých požárně bezpečnostních systémů. Jedním z největších problémů je požadavek na instalaci systému zařízení pro odvod kouře a tepla a zároveň instalace stabilního hasícího zařízení. Navrhnutí systému zařízení pro odvod kouře a tepla v objektu, ve kterém jsou 16

instalovány systémy stabilního hasícího zařízení vodním známých pod zkratkou ESFR (z anglického „Early Suppression Fast Response“) je mnohdy složité a problematické. Systém ESFR je vysoce účinný systém hašení regálových skladů bez využití tzv. regálového jištění regálovými sprinklery v jednotlivých patrech skladovacích regálů. Špatná vzájemná koordinace systému SHZ a ZOKT může mít dokonce za následek zhoršení požární bezpečnosti daného objektu. Obdobný problém s koordinací požárně bezpečnostních zařízení nastává i v případě, kdy si instalaci systému stabilního hasícího zařízení, podmiňuje pojišťovna investora (uživatele) objektu. Například stabilní hasící zařízení navržené a požadované pojišťovnami FM GLOBAL (dle standardů NFPA) přímo vyžaduje, aby zařízení pro odvod kouře a tepla, pokud musí být instalováno, bylo ovládáno – spouštěno pouze manuálně a to zasahujícími jednotkami hasičského záchranného sboru. Tento požadavek vyplývá ze zkušeností pojišťoven z celého světa, které potvrzují teorii o tom, že brzká aktivace zařízení pro odvod kouře a tepla má za následek dočasný rychlý pokles teploty pod stropní konstrukcí a odvedení tepla mimo objekt cíleně (k jednotlivým odváděcím elementům – např. odvětracím klapkám), což má za následek aktivaci (popraskání) sprinklerových hlavic mimo požářiště. Sekundárním jevem je fakt, že při zvyšování intenzity požáru již systém ZOKT není schopen efektivně odvádět kouř a teplo a vzrůstáním teploty vede k aktivaci dalších a dalších sprinklerových hlavic. Toto má za následek, že klesá dodávaný výkon hasiva (vody), klesá tlak v systému a vyčerpání zásobní vody v nádrži SHZ. Pro správnou koordinaci požárně bezpečnostních zařízení je nutno stanovit jasný požadavek na jednotlivé systémy, protože včasná a správná aktivace systému zařízení pro odvod kouře a tepla povede k výraznému usnadnění evakuace osob, zásahu jednotek a odvedením tepla se snižuje teplotní namáhání stavebních konstrukcí požárem. Podmínkou správné funkčnosti sytému ZOKT je automatická aktivace systému od elektrické požární signalizace (Nutnost spouštění systému ZOKT od EPS je taktéž pevně zakotvena v kodexu norem řady ČSN 73 08xx). Možným řešením této problematiky je stanovení tzv. „modelů požárů“, kterými se prokáže postup, rozšiřování, teplotní a tepelný výkon požáru a v návaznosti na tyto skutečnosti je možno stanovit předpokládaný časový průběh požáru a navrhnout logické návaznosti požárně bezpečnostních zařízení. Tento postup návrhu požárně bezpečnostních zařízení však předpokládá hlubší znalost problematiky požární ochrany, požární bezpečnosti staveb a vlastní fungování požárně bezpečnostních zařízení. Bohužel v technické praxi často dochází k tomu, že návrh požárně bezpečnostních systémů je prováděn osobami, bez patřičných znalostí 17

a výsledek této činnosti v celkovém bezpečnostními zařízeními je katastrofální.

zabezpečení

objektu

požárně

Jednoduchý příkladem je výše uvedený případ instalace systému ZOKT v regálovém skladu, který je jištěn systémem stabilního hasícího zařízení – ESFR. Proto, aby byl systém funkční v požadovaném rozsahu a byla dosažena maximální efektivnost, musí být jednoznačně dána priorita spuštění systému SHZ – ESFR. Teplotní pojistky jednotlivých sprinklerových hlavic musejí být navrženy na předpokládaný teplotní a tepelný průběh požáru (obvykle v rozsahu od 68°C-141°C). Další podmínkou je, aby teplo, které se kumuluje pod stropem (střechou) objektu bylo minimálně takové, aby došlo k aktivaci požadovaného množství sprinklerových hlavic (předpoklad 8-10 sprinklerových hlavic) a bylo prováděno efektivní hašení požářiště. Doba do dosažení uvažovaných teplot musí být stanovena podrobným hodnocením teplotního a tepelného výkonu požáru. Aktivace zařízení pro odvod kouře a tepla musí být provedena v době, kdy už je systém SHZ plně aktivní a je předpoklad, že spuštění zařízení pro odvod kouře a tepla nebude mít negativní vliv na funkčnost celého sytému SHZ. Z této skutečnosti jednoznačně vyplývá, že návrh systému zařízení pro odvod kouře a tepla nemůže být proveden dle „standardních“ návrhových předpisů (francouzské, německé, anglické aj. metodiky), ale musí být proveden na základě jiných podmínek. Například výkon požáru a z něho vyplývající hmotností výkon zplodin hoření je jiný v 10.-15 minutě (viz výše uvedený rozbor), než běžně uvažované době funkčnosti systému v 5 minutě požáru. Tyto skutečnosti musí zohlednit především zpracovatel požární bezpečnosti daného objektu a projektantovi sytému EPS, SHZ a ZOKT dát jasné zadání v jakém teplotním (tepelném) výkonu požáru je nutno zařízení navrhovat a na jaký výkon je nutno zařízení dimenzovat. V praxi se tyto skutečnosti nezohledňují a mnohdy je zpracovatel požární bezpečnosti stavěn mimo navrhování těchto systémů, protože je ze strany investorů jednoznačný požadavek na co největší finanční úspory a navrhovatelé (případní dodavatelé) systémů se předhánějí v tom, kdo navrhne ekonomicky nejzajímavější variantu bez hlubší znalosti věci, především požární bezpečnosti (koncepce) celého objektu. Ovlivnit tento negativního vývoj v oblasti instalace požárně bezpečnostních systémů by měly především pojišťovny, které by měly disponovat takovými odborníky, kteří by byli schopni objekt posoudit a vyhodnotit instalaci jednotlivých systémů a koncepci požární bezpečnosti celého objektu a na základě vyhodnocení zabezpečení objektu proti požáru stanovit případné úlevy na pojistném (popř. jiné výhody při pojištění objektu proti požáru).

18

3. Použitá literatura [1] ČSN EN 12 101 – 2 Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – část 2: Technické podmínky pro odtahová zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla [2] ČSN EN 12 101 – 3 Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – část 3: Technické podmínky pro odtahová zařízení pro nucený odvod kouře a tepla [3] DIN 18 232 – část 2. Německá norma. Ochrana před kouřem a teplem. Část 2: Kouřovody. Dimenzování, požadavky a montáž. Červen 2003. [4] NF S 61-938 – NF S 61-940 – Francouzské normy (Požární bezpečnostní systémy, Ruční ovládací zařízení, Centrální ruční ovládací zařízení, Ovládací zařízení se signalizací, Ovládací adaptér) [5]

DIN 18 232 – část 5. Zařízení pro odvádění kouře a tepla, strojní kouřovody, dimenzování, požadavky. leden 1998.

[6] prCEN/TR 12101-5. CEN/TC 191. Smoke and heat control systems — Part 5: Guidelines on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat exhaust ventilation system. (1/2005) [7] VdS 2098 – Zařízení na odtah kouře a tepla. Směrnice pro konstrukci a instalaci. Svaz pojistitelů věcných škod. Květen 1990. [8] Aktual bulletin č.20 – požární odvětrání stavebních objektů v návaznosti na ČSN 730802 a ČSN 730804. Vydáno Ministerstvem vnitra ČR, Hasičským záchranným sborem ČR. [9] ČAP CEA 4020 – projektování a montáž zařízení pro přirozený odvod kouře a tepla [12] Bebčák M.: Vybavování objektu zařízením pro odvod kouře a tepla. Diplomová práce. Ostrava: VŠB-TU, 2003. [13] Bebčák P.: Požárně bezpečnostní zařízení. 2. vyd. Ostrava: Edice SPBI Spektrum 17, 2004. [14] ČSN EN 1991-1-2/2004, Eurokód 1: Zatížení konstrukcí –část 1-2: Obecná zatížení – Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru. [15] ČSN EN 12 101 – 1 – Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – Část 1: Technické podmínky pro kouřové zábrany [16] ČSN EN 12 101 – 6 – Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – Část 6: Technické podmínky pro zařízení pracující na principu rozdílu tlaků – Sestavy [17] prEN 12 101 – 5 – Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – Část 5: Navrhování a výpočet zařízení pro odvod kouře a tepla odvětráním.

19

[18] prEN 12 101 – 10 – Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla – Část 10: Dodávky energie.

20

Funkčnost bezpečnostních velkorozměrových objektech

a

protipožárních

systémů

ve

Ing. Petr BEBČÁK, Ph.D. VŠB-TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, Ostrava – Výškovice e-mail: [email protected]

Klíčová slova: Kabelové rozvody, požární bezpečnost staveb, třída funkčnosti, kabelové žlaby

Abstrakt: Využití evropských norem pro navrhování a hodnocení napájení elektrickou energií bezpečnostních zařízení a systémů ve velkorozměrových a inteligentních objektech. Hodnocení kabelových rozvodů sloužících pro napájení těchto bezpečnostních zařízení. Popis zkušebních postupů a metodik pro hodnocení elektrických kabelů v podmínkách požáru z hlediska jejich funkčnosti, včetně požadavků na stanovení třídy funkčnosti kabelových nosných konstrukcí dle ZP č. 27/2006.

Úvod V současné době žijeme ve společnosti, pro kterou je charakteristické budování velkých nečleněných prostorů, případně výškových objektů, sloužících pro výrobu, skladování, prodej a složitých dopravních staveb liniového charakteru. Příkladem jsou obrovské výrobní haly, supermarkety, výškové prodejní a administrativní budovy, liniové tunelové stavby dálničních a železničních koridorů atd. Tyto skutečnosti sebou přinášejí nejen koncentraci velkých hodnot, ale zároveň v případě požáru výrazné zvýšení ohrožení osob a majetku. Projektování a užívání těchto objektů vyžaduje zodpovědnější přístup k řešení požární bezpečnosti a zároveň přinášejí nutnost vybavování těchto objektů nejen požárně bezpečnostními zařízeními, jako jsou EPS, SHZ, ZOKT, ale i dalšími bezpečnostními systémy, které s požárně bezpečnostními zařízeními komunikují a vytvářejí v těchto inteligentních objektech komplexní bezpečnostní systémy.

21

1. Požadavky na napájení požárně bezpečnostních a bezpečnostních zařízení elektrickou energií

zařízení

Elektrické rozvody zajišťující funkci nebo ovládání zařízení sloužících k protipožárnímu zabezpečení stavebních objektů (např. požární výtah, evakuační výtah, posilovací čerpadlo požární vody, nouzové osvětlení, atd.) musí mít zajištěnou dodávku elektrické energie alespoň ze dvou na sobě nezávislých napájecích zdrojů, z nichž každý musí mít takový výkon, aby při přerušení dodávky z jednoho zdroje byly dodávky plně zajištěny po dobu předpokládané funkce zařízení ze zdroje druhého. Přepnutí na druhý napájecí zdroj musí být samočinné nebo musí být zabezpečeno zásahem obsluhy stálé služby. V tomto případě musí být porucha na kterékoli napájecí soustavě signalizována do požární ústředny nebo jiného místa se stálou obsluhou. Trvalou dodávku elektrické energie z druhého zdroje lze zajistit např. samostatným generátorem, akumulátorovými bateriemi apod. Výjimečně (např. u menších objektů) se může dodávka elektrické energie zajistit i připojením na distribuční síť smyčkou. V těchto případech nesmí porucha na jedné větvi vyřadit dodávku elektrické energie (požárně oddělené rozvodné skříně, oddělené vedení apod.). Elektrická zařízení sloužící k protipožárnímu zabezpečení objektů se připojují samostatným vedením z přípojkové skříně nebo z hlavního rozvaděče, a to tak, aby zůstala pod napětím i při odpojení ostatních elektrických zařízení (vedení prostorem bez požárního rizika, vedení v omítce, s krytím alespoň 25 mm, vedení v samostatných drážkách, popř. šachtách, vedení vodičů či kabelů se sníženou hořlavostí dle ČSN EN 50 266 a zejména kabelů zajišťující jejich funkčnost dle IEC 60 331). Za dva nezávislé zdroje napájení lze považovat uzel přenosové sítě 400 kV nebo uzel 110 kV, v němž jsou na různých přípojnicích umístěna vedení různých uzlů 400/110 kV.

2. Základní požadavky na kabelové bezpečnostní zařízení a systémy 2.1

rozvody,

které

ovládají

Požárně bezpečnostní zařízení

Požárně bezpečnostní zařízení jsou vyhrazenými druhy zařízení požární ochrany, které slouží k zajištění požární bezpečnosti staveb. Za PBZ se považuje zejména: • • • • • •

Elektrická požární signalizace, včetně pultů centrální ochrany a ZDP Stabilní a polostabilní hasící zařízení Zařízení pro odvod tepla a kouře Čerpadla požární vody Evakuační rozhlas Nouzové osvětlení 22

• • • •

Požární výtah Evakuační výtah Požární ventilátory Požární klapky VZT

Na základě požadavků technických norem nebo projektanta musí být tato PBZ funkční po určitou dobu. Např. v budovách pro ubytování s ubytovací kapacitou větší než 60 osob do 3. nadzemního podlaží a dále více jak 40 osob v ostatních případech. Zde musí být únikové cesty vybaveny nouzovým osvětlením s funkční schopností alespoň po dobu 15 minut, požární výtah musí mít zajištěnou dodávku elektrické energie nejméně 45 minut. Přetlaková ventilace musí zajišťovat dodávku vzduchu u chráněné únikové cesty typu B pod dobu 30 min. popřípadě 45 min. slouží-li tato úniková cesta jako zásahová a pro chráněnou únikovou cestu typu C musí zajišťovat dodávku vzduchu po dobu 45 min. popřípadě 60 min. slouží-li tato cesta jako zásahová. 2.2

Bezpečnostní zařízení

V současné době, ve výstavbě rozsáhlých, inteligentních budov a liniových staveb (tunelů) je nutno nahlížet na bezpečnost celého objektu z širšího kontextu bezpečnostní problematiky, poněvadž tyto objekty jsou z hlediska provozu řízeny a ovládány systémem měření a regulace a u nových či technologicky vyspělejších objektů řídícím systémem. Řídící systém provozu budovy zajišťuje provoz budovy z hlediska její technologie zejména: • • • • • • • • • •

Vytápění budovy Provozní větrání (klimatizace) Telefonní okruhy Kamerový systém Zabezpečovací zařízení Vstupy do objektu Zprovoznění únikových komunikací (el. zámky) Napájení elektrickou energií (vypínání el. energie) Provozní osvětlení Náhradní osvětlení atd.

Z výše uvedeného tedy vyplývá, že požárně bezpečnostní zařízení jsou pouze částí bezpečnostního systému objektu, kterým se musí zpracovatel požárně bezpečnostního řešení zabývat. Kromě požárně bezpečnostních zařízení musí zpracovatel požárně bezpečnostního řešení řešit i návaznosti a ovládání ostatních provozních a technologických zařízení, protože tyto systémy jsou 23

provozně propojeny v logických vazbách a vytvářejí komplex bezpečnosti budovy nejen v případě požáru, ale i při standardním provozu. Z těchto důvodů je nutné zabývat se problematikou napájení el. energií nejen požárně bezpečnostních zařízení, ale všech bezpečnostních systémů, které mají vliv na funkčnost těchto požárně bezpečnostních zařízení a v komplexním pohledu na bezpečný provoz budovy i v případě mimořádné události. Základním požadavkem pro zajištění požadované funkčnosti požárně bezpečnostních zařízení a ostatních bezpečnostních systémů je vhodná volba kabelů, které zajistí funkčnost těchto zařízení v případě požáru. 2.3 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – nepřerušenost obvodu IEC 60331 Tato norma uvádí požadavky na vlastnosti požáruvzdorujících funkčních elektrických kabelů a způsob jejich zkoušení. Požáruvzdorující kabel je takový, který plní svou funkci i během dlouhotrvajícího požáru, přičemž se předpokládá, že požár je dostatečně silný, aby v místě působení plamene zničil organický materiál kabelu. Hodnocení zkoušky Kabel je definován jako ”požáruvzdorující”, jestliže při této zkoušce nedojde k přetavení žádné ze 2 A pojistek. Příprava vzorku a zkušební podmínky Ze vzorku hotového kabelu o délce 1200 mm, se na obou koncích odstraní v délce 100 mm plášť nebo ochranný obal. Na jednom konci kabelu se žíly vhodně upraví pro připojení a na druhém konci se obnažená jádra žil od sebe oddálí, aby se zabránilo jejich vzájemnému styku. Kabel se udržuje ve vodorovné poloze pomocí vhodných úchytek umístěných na každém konci pláště nebo ochranného obalu. Ve střední části se kabel podepře dvěma kovovými kroužky, vzdálenými od sebe asi 300 mm. Tyto kroužky, stejně jako jiné kovové části úchytného zařízení, se uzemní. Pro zkoušku napětím musí být k dispozici jeden třífázový transformátor zapojený do hvězdy, nebo tři jednofázové výkonové transformátory. (Jinak lze tuto zkoušku provádět stejnosměrným proudem při napětí, které se rovná špičkové hodnotě stanoveného střídavého napětí). Žíly zkoušeného kabelu se připojí k jednotlivým fázím, má-li kabel více žil, je nutno je rozdělit do tří skupin pro připojení ke třem fázím. Přilehlé vodiče se připojí k různým fázím. Zkouší se ve vhodné komoře vybavené prostředky k odvádění škodlivých plynů, které při hoření vznikají. Pokud to okolnosti vyžadují, lze blízko hořáku upevnit chrániče proti průvanu.

24

2.3.1 IEC 60331-11 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru zkušební zařízení Zdroj tepla Zdrojem tepla je plynový hořák trubkového typu o délce 500 mm, který vytváří řadu blízko rozmístěných plamenů. Plyn a dodávaný vzduch se pak seřídí tak, aby se dosáhlo teploty 750 °C. Zde je hořák umístěn horizontálně. Změna polohy hořáku je proto, aby popel z kabelu nepadal do hořáku. • • • •

průtoky vzduchu 80 ± 5 l/min na délku hořáku průtoky propanu 5 ± 0,25 l/min na délku hořáku vzdálenost hořáku od kabelu je 70 ± 10 mm svislá vzdálenost je 45 mm

Toto jsou orientační hodnoty. Důležité je u této zkoušky udržet hodnotu plamene na konstantní teplotě 750°C.

25

Obr. č. 1, 2 – Zkušební zařízení s hořákem, včetně zařízení pro uchycení kabelu

2.3.2. IEC 60331-21 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru Zkoušení kabelů o jmenovitém napětí do 1 kW. 1 kW je hodnota mezi dvěma fázemi (sdružené napětí). Během zkušební doby musí kabel splnit následující podmínky: • nesmí dojít ke zkratu mezi žilami • nesmí dojít k přerušení vodiče Toto je sledováno během celé zkoušky. Jištění jednotlivých žil kabelů je 2A v každé fázi (proti zkratu), sledování nepřerušení obvodu je dáno žárovkami. Pokud má zařízení stínění, je v bodě 8 uzemněno i toto.

26

Obr. č. 3 – Schéma zapojení zkušebního zařízení

Vysvětlení k obr. č. 3 Vinutí transformátoru 1. Jističe (pojistky 2A) 2. Bod spojení nulového a zemnícího vodiče k žárovkám 3. Podpěrné kroužky 4. Žíly zkoušeného kabelu 5. Zkoušený kabel 6. Žárovky indikující nepřerušenost jednotlivých žil 7. Kovové stínění 8. Uzemnění Kabel musí být dlouhý cca 1200 mm, přičemž z každého konce je odstraněn plášť na jednotlivých žilách. Při kontrole kontinuity žárovek se doporučuje zatížení obvodu 0,25 A při zkušebním napětí. V případě, že kabel je mnohožilový (7 žil a více), žíly by měly být rozděleny do tří skupin tak, aby žíly spolu sousedící byly zapojeny na různé fáze. Požadavek zkoušky je takový, že doba působení plamene má být specifikována, nebo-li dána výrobcem. V případě, že toto výrobce neuvádí, doporučuje se působení plamen 90 min. Po vypnutí (uhašení plamene hořáku) kabel zůstane připojen na napětí dalších 15 min, z důvodu ochlazování vodiče. Pak se vypíná napětí. Během zkoušky nesmí dojít ke zkratu ani nesmí dojít k přerušení vodiče. V případě, že je zkouška nevyhovující, musí se provést další dvě zkoušky na tom samém vzorku a obě musí být vyhovující.

27

2.3.3

IEC 60331-22 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru Zkoušky kabelů nad 1 kW

2.3.4. IEC 60331-23 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru Datové kabely (sdělovací) 2.3.5. IEC 60331-25 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru Optické kabely

3. Stanovení funkčnosti kabelů a kabelových nosných konstrukcí – systémů – v případě požáru – TŘÍDA FUNKČNOSTI V rámci zpracování (podrobnější) dokumentace pro vybavování objektů požárně bezpečnostním zařízením napájeným el. energií a ostatních bezpečnostních systémů, zejména požárních ventilátorů a dalších PBZ, se trvale naráží na problém navržení a docílení funkčnosti elektrických kabelových zařízení v případě požáru tak, aby byla zajištěna funkčnost těchto zařízení po požadovanou dobu při daném tepelném zatížení v daném požárním scénáři. Požadavky a metodika pro zkoušení funkčnosti kabelových zařízení je stanovena v ZP-27/2006 vydaného AO 216 PAVUS, a.s. V uvedeném předpise, který navazuje na DIN 4102 – část 12:1998 a DIN VDE 0472 část 814 je funkčnost kabelových zařízení splněna, pokud při požární zkoušce nevznikne v kabelových zařízení žádné krátké spojení a žádné přerušení toku proudu ve zkoušených elektrických kabelových prvcích. Třída funkčnosti kabelového zařízení je definovaná jako doba v minutách, po kterou si kabelová zařízení zachovávají svou funkčnost. Tab. č.1 - Klasifikace třídy funkčnosti kabelového zařízení P Třídy funkčnosti Normová křivka Konstantní teplota

Funkčnost kabelového zařízení [min]

P 15

Pr 15

15

P 30

Pr 30

30

P 60

Pr 60

60

P 90

Pr 90

90

P 120

Pr 120

120

V čl. 5.1 ZP 27/2006 je stanoven požadavek na podmínky tepelného namáhání ve zkušební peci pro stanovení funkčnosti kabelových zařízení s odkazem na ČSN EN 1363-1 ( normovou teplotní křivku¨), případně teplotu stanovenou projektantem ( r ). 28

Při navrhování požárně bezpečnostních zařízení se projekčně vychází z požadavku projektových norem, zejména ČSN 73 0810 – Požární bezpečnost staveb. Společná ustanovení, kde jsou uvedeny požadavky na tepelné namáhání PBZ zařízení např. – požárních ventilátorů atd. Tyto požadavky jsou rovněž stanoveny v dílčích projektových normách – např. v ČSN 73 7507 - Projektování tunelů pozemních komunikací, kde čl. 13.6.6 je požadován teplotní režim systému požárního větrání (požárních ventilátorů) pro teplotu 400°C/90 min (F400). Z výše uvedeného tedy vyplývá, v návaznosti na ČSN EN 12 101-3, že požární ventilátory musejí splňovat požadavek funkčnosti po dobu 90 minut při teplotním režimu 400°C. Je-li požadavek na požární ventilátory z hlediska jejich funkčnosti 400°C/90 minut měl by být i obdobný požadavek na kabelová zařízení, která předmětný ventilátory napájejí. Při řešení daného problému je nutno detailně vyhodnotit v požárně bezpečnostním řešení stavby, zda nemůže dojít k jinému tepelnému namáhání napájecího kabelového zařízení, které by mohlo ovlivnit funkčnost posuzovaného požárně bezpečnostního zařízení. Na základě výše uvedeného pro stanovení třídy funkčnosti kabelů a kabelových nosných konstrukcí – systémů v případě požáru lze považovat za vyhovující tepelné namáhání např. dle čl. 5.2 ČSN EN 1363-2 za předpokladu, že napájené elektrické zařízení má omezenou teplotu funkčnosti v času a to nižší než teplotní průběh zkušební teplotní křivky. Požadavek třídy funkčnosti kabelového zařízení (P) musí být navrženo v rámci projektového řešení stavby a musí být prokázáno, že požadovaná třída funkčnosti kabelového zařízení zajišťuje funkčnost tohoto zařízení v definovaném teplotním a časovém režimu (např. požární ventilátor F400 s požadovanou dobou funkčnosti 90 minut s teplotním namáháním 400°C – požadavek na třídu funkčnosti kabelového zařízení např. P400 90 min. Při tomto hodnocení je nutno přihlížet k možnosti tepelného a časového namáhání kabelového zařízení při jednotlivých scénářích požáru v posuzovaném objektu, působící nejen na požárně bezpečnostní zařízení, ale i na ostatní zařízení, které s požárně bezpečnostním zařízením komunikují případně ovlivňují jeho funkčnost. Literatura [1] Bebčák P., Požárně bezpečnostní zařízení - Edice SPBI Spektrum 17. [2] IEC 60331 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – Vlastnosti elektrických kabelů s funkční schopností při požáru

29

[3] IEC 60331-11 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – Zkušební zařízení [4] IEC 60331-21 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – Zkoušení kabelů o jmenovitém napětí do 1 kW [5] IEC 60331-22 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – Zkoušky kabelů nad 1 kW [6] IEC 60331-23 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – Datové a sdělovací kabely [7] IEC 60331-25 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – Optické kabely [8] ČSN 730802 požární bezpečnost staveb - nevýrobní objekty, ČSN 730804 požární bezpečnost staveb - výrobní objekty [9] Zkušební předpis ZP č. 27/2006. Pro stanovení třídy funkčnosti kabelů a kabelových nosných konstrukcí - systému v případě požáru.

30

Uvádění bezpečnostních a protipožárních systémů na trh a jejich zabudování do staveb v ČR Ing. Jana BUCHTOVÁ PAVÚS, a.s. – AO 216, NB 1391 Prosecká 412/74, 190 00 Praha 9 – Prosek Podle vyhlášky MV ČR č. 246/2001 Sb., o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru (vyhláška o požární prevenci) se podle § 1rozumí: − požárně bezpečnostním zařízením - systémy, technická zařízení a výrobky pro stavby podmiňující požární bezpečnost stavby nebo jiného zařízení, − vyhrazenými druhy požární techniky, věcných prostředků požární ochrany a požárně bezpečnostních zařízení - požární technika, pro kterou jsou stanoveny technické podmínky zvláštním právním předpisem, věcné prostředky požární ochrany a požárně bezpečnostní zařízení, na jejichž projektování, instalaci, provoz, kontrolu, údržbu a opravy jsou kladeny zvláštní požadavky. Druhy požárně bezpečnostních zařízení se rozumí: a) zařízení pro požární signalizaci (např. elektrická požární signalizace, zařízení dálkového přenosu, zařízení pro detekci hořlavých plynů a par, autonomní požární signalizace, ruční požárně poplachové zařízení), b) zařízení pro potlačení požáru nebo výbuchu (např. stabilní nebo polostabilní hasicí zařízení, automatické protivýbuchové zařízení, samočinné hasicí systémy), c) zařízení pro usměrňování pohybu kouře při požáru (např. zařízení pro odvod kouře a tepla, zařízení přetlakové ventilace, kouřová klapka včetně ovládacího mechanismu, kouřotěsné dveře, zařízení přirozeného odvětrání kouře), d) zařízení pro únik osob při požáru (např. požární nebo evakuační výtah, nouzové osvětlení, nouzové sdělovací zařízení, funkční vybavení dveří, bezpečnostní a výstražné zařízení), e) zařízení pro zásobování požární vodou (např. vnější požární vodovod včetně nadzemních a podzemních hydrantů, plnících míst a požárních výtokových stojanů, vnitřní požární vodovod včetně nástěnných hydrantů, hadicových a hydrantových systémů, nezavodněné požární potrubí), f) zařízení pro omezení šíření požáru (např. požární klapka, požární dveře a požární uzávěry otvorů včetně jejich funkčního vybavení, systémy a prvky

31

zajišťující zvýšení požární odolnosti stavebních konstrukcí nebo snížení hořlavosti stavebních hmot, vodní clony, požární přepážky a ucpávky), g) náhradní zdroje a prostředky určené k zajištění provozuschopnosti požárně bezpečnostních zařízení, zdroje nebo zásoba hasebních látek u zařízení pro potlačení požáru nebo výbuchu a zařízení pro zásobování požární vodou, zdroje vody určené k hašení požárů. Všechna výše uvedená zařízení jsou stanovenými výrobky ve smyslu zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů, vztahují se na ně nařízení vlády. U stavebních výrobků se jedná o tato nařízení vlády: − Nařízení vlády č. 190/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na stavební výrobky označované CE, ve znění nařízení vlády č. 251/2003 Sb. a nařízení vlády č. 128/2004 Sb. − Nařízení vlády č. 163/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební výrobky, ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. ze dne 13. července 2005 Kromě těchto nařízení vlády se na výše uvedená zařízení vztahují další nařízení vlády, a musí být splněny požadavky všech těchto nařízení, která se na daný výrobek vztahují. Seznam NV, majících vztah ke stavebním výrobkům, je uveden v následujícím přehledu. Praktický příklad jak postupovat při zařazení výrobku a posouzení shody: Požadavek na certifikaci výrobku: a) Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla - ventilátory pro nucený odvod kouře a tepla b) SHZ plynové na CO2 1. Zjistit, zda se na výrobek vztahuje harmonizovaná norma, jaké je přechodné období, jaký systém posouzení shody je předepsán (příloha ZA hEN nebo příloha č. 2 NV 163/2002 Sb.) ad a) platí hEN ČSN EN 12101-3 Zařízení pro usměrňování pohybu kouře a tepla - Část 3: Technické podmínky pro ventilátory pro nucený odvod kouře a tepla ad b) pro komponenty jsou hEN řady ČSN EN 12094-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, pro systém SHZ není hEN. Znamená to, že pro komponenty jsou hEN, pro systém nikoliv, systém bude posuzován podle NV 163/2002 Sb., komponenty s ukonč. Přechodným obdobím podle NV 190/2002 Sb., 32

u komponent, kde ještě není hEN nebo není ukončené přechodné období souběžné platnosti norem, si výrobce volí buď NV 190/2002 Sb. nebo NV 163/2002 Sb. 2. Zařadit výrobek do příslušného nařízení vlády pro stavební výrobek: ad a) podle NV 190/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 251/2003 Sb. a nařízení vlády č. 128/2004 Sb. (pro stavební výrobek platí harmonizovaná norma a je již ukončeno období souběžné platnosti) ad b) buď podle NV 190/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 251/2003 Sb. a nařízení vlády č. 128/2004 Sb. (u komponent, pro které platí harmonizovaná norma a je již ukončeno období souběžné platnosti) nebo podle NV 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb., v oblasti, kde není pro výrobek harmonizovaná norma nebo není ještě ukončeno období souběžné platnosti, pokud si to přeje výrobce (Stavební technické osvědčení je omezeno datem pro ukončení období souběžné platnosti) 3. Zjistit, která další NV se vztahují na výrobek ad a) − Nařízení vlády č. 17/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na elektrická zařízení nízkého napětí − Nařízení vlády č. 18/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na výrobky z hlediska jejich elektromagnetické kompatibility − Nařízení vlády č. 24/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na strojní zařízení − Nařízení vlády č. 23/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na zařízení a ochranné systémy určené pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu (jen pokud výrobce deklaruje použití v tomto prostředí) ad b) pro systém SHZ − Nařízení vlády č. 17/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na elektrická zařízení nízkého napětí − Nařízení vlády č. 18/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na výrobky z hlediska jejich elektromagnetické kompatibility − Nařízení vlády č. 26/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na tlaková zařízení , ve znění nařízení vlády č. 621/2004 Sb. − Nařízení vlády č. 42/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na přepravitelná tlaková zařízení, ve znění nařízení vlády č. 251/2003 Sb. a nařízení vlády č. 541/2004 Sb. − Nařízení vlády č. 173/1997 Sb., kterým se stanoví vybrané výrobky k posuzování shody, ve znění nařízení vlády č. 174/1998 Sb., nařízení vlády č. 78/1999 Sb., nařízení vlády č. 323/2000 Sb. a nařízení vlády č. 329/2002 Sb. (hasivo)

33

− Nařízení vlády č. 23/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na zařízení a ochranné systémy určené pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu (jen pokud výrobce deklaruje použití v tomto prostředí) 4. Zjistit, zda se na výrobek (pro zabudování do stavby) vztahuje národní požadavek ad a) pouze z hlediska kvalifikace montážní firmy, požadovaných revizních zpráv ad b) pro systém SHZ navíc požadavky vyplývající z vyhl. 246/2001 Sb. a z hlediska kvalifikace montážní firmy, požadovaných revizních zpráv 5. Jaké dokumenty vyžadovat nebo vydat ad a) Platí hEN, požadavky na značení CE, vydání ES certifikátu a ES prohlášení o shodě – viz příloha ZA hEN ad b) Pro komponenty systému posouzení, buď podle hEN nebo, je-li to možné, v národním systému, pro systém posouzení podle NV 163/2002 Sb. – vydání STO, protokolu o certifikaci, certifikátu. 6. Kdo může posuzovat shodu výrobku ad a) pouze notifikovaná osoba s notifikací na EN 12101-3 (viz NANDO) ad b) buď notifikovaná osoba (u komponent podle hEN s rozsahem notifikace na příslušnou část ČSN EN 12094-xx), u systému SHZ autorizovaná osoba s rozsahem autorizace podle NV 163/2002 Sb. (viz ÚNMZ) 7. Kdo odpovídá za posouzení shody výrobku, připojení požadované značky, předání požadovaných dokumentů ad a) výrobce ad b) u komponent výrobce nebo dovozce nebo distributor, u systému výrobce Problémy, se kterými se setkáváme: I když se mnohdy jedná o renomované zahraniční výrobce, nemají požadované doklady k dispozici, zejména posouzení výrobků podle hEN, i když je již ukončeno přechodné období. V tomto případě vznikají problémy při stavebním a kolaudačním řízení investorům, dodavatelům apod., kteří tento stav připustili a do stavby zabudují výrobek bez předepsaných dokladů z posouzení shody. Na následujících schématech jsou a informace, se kterými je nutno pracovat.

34

uvedeny

odkazy,

dokumenty

Související nařízení vlády, která mají vztah ke stavebním výrobkům Nařízení vlády č. 163/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební výrobky, ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. Nařízení vlády č. 190/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na stavební výrobky označované CE, ve znění nařízení vlády č. 251/2003 Sb. a nařízení vlády č. 128/2004 Sb. Nařízení vlády č. 17/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na elektrická zařízení nízkého napětí Nařízení vlády č. 18/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na výrobky z hlediska jejich elektromagnetické kompatibility Nařízení vlády č. 23/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na zařízení a ochranné systémy určené pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu Nařízení vlády č. 24/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na strojní zařízení Nařízení vlády č. 26/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na tlaková zařízení , ve znění nařízení vlády č. 621/2004 Sb. Nařízení vlády č. 42/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na přepravitelná tlaková zařízení, ve znění nařízení vlády č. 251/2003 Sb. a nařízení vlády č. 541/2004 Sb. Nařízení vlády č. 20/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na jednoduché tlakové nádoby Nařízení vlády č. 27/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na výtahy, ve znění nařízení vlády č. 127/2004 Sb. Nařízení vlády č. 173/1997 Sb., kterým se stanoví vybrané výrobky k posuzování shody, ve znění nařízení vlády č. 174/1998 Sb., nařízení vlády č. 78/1999 Sb., nařízení vlády č. 323/2000 Sb. a nařízení vlády č. 329/2002 Sb. Nařízení vlády č. 291/2000 Sb., kterým se stanoví grafická podoba označení CE

Nařízení vlády č. 179/1997 Sb., kterým se stanoví grafická podoba české značky shody, její provedení a umístění na výrobku, ve znění nařízení vlády č. 585/2002 Sb.

není Evropská směrnice

89/106/EHS CONSTRUCTION PRODUCTS DIRECTIVE (CPD) SMĚRNICE RADY 89/106/EHS ze dne 21. prosince 1989 o sbližování právních a správních předpisů členských států týkajících se stavebních výrobků ve znění směrnice Rady 93/68/EHS 73/23/EHS (do 16.1.2007) 2006/95/ ES (od 16.1.2007) LOW VOLTAGE DIRECTIVE (LVD) SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2006/95/ES ze dne 12. prosince 2006 o harmonizaci právních předpisů členských států týkajících se elektrických zařízení určených pro používání v určitých mezích napětí (kodifikované znění) 89/336/EHS ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC) SMĚRNICE RADY ze dne 3. května 1989 o sbližování právních předpisů členských států týkajících se elektromagnetické kompatibility, ve znění Směrnice RADY 92/31/EHS a 93/68/EHS 94/9/EHS EQUIPMENT INTENDED FOR USE IN POTENTIALLY EXPLOSIVE ATMOSPHERES (ATEX) SMĚRNICE 94/9/ES EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY ze dne 23. března 1994 o sbližování právních předpisů členských států týkajících se zařízení a ochranných systémů určených k použití v prostředí s nebezpečím výbuchu 98/37/ES MACHINERY DIRECTIVE (MACHINERY) SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 98/37/ES ze dne 22. června 1998 o sbližování právních předpisů členských států týkajících se strojních zařízení, ve znění směrnice 98/79/ES 97/23/ES PRESSURE EQUIPMENT DIRECTIVE (PED) SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 97/23/ES ze dne 29. května 1997 o sbližování právních předpisů členských států týkajících se tlakových zařízení 1999/36/ES TRANSPORTABLE PRESSURE EQUIPMENT DIRECTIVE (TPED) SMĚRNICE RADY 1999/36/ES ze dne 29. dubna 1999 o přepravitelném tlakovém zařízení 90/488/EHS SIMPLE PRESSURE VESSELS SMĚRNICE RADY ze dne 17. září 1990, kterou se mění směrnice 87/404/EHS o harmonizaci právních předpisů členských států týkajících se jednoduchých tlakových nádob, ve znění směrnice 90/488/EHS a 93/68/EHS 95/16/ES LIFTS SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 95/16/ES ze dne 29. června 1995 o sbližování právních předpisů členských států týkajících se výtahů není Evropská směrnice

93/68/EHS Směrnice pro označení CE SMĚRNICE RADY 93/68/EHS ze dne 22. července 1993, kterou se mění směrnice 87/404/EHS (jednoduché tlakové nádoby), 88/378/EHS (bezpečnost hraček), 89/106/EHS (stavební výrobky), 89/336/EHS (elektromagnetická kompatibilita), 89/392/EHS (strojní zařízení), 89/686/EHS (osobní ochranné prostředky), 90/384/EHS (váhy s neautomatickou činností), 90/385/EHS (aktivní implantabilní zdravotnické prostředky), 90/396/EHS (spotřebiče plynných paliv), 91/263/EHS (telekomunikační koncová zařízení), 92/42/EHS (nové teplovodní kotle na kapalná nebo plynná paliva) a 3/23/EHS (elektrická zařízení určená pro používání v určitých mezích napětí) není Evropská směrnice

35

Seznam harmonizovaných norem ke stavební směrnici (NV 190/2002 Sb.) http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/standardization/harmstds/reflist/construc.html (poslední vydání Úředního věstníku EU ke stavebním výrobkům je z 13.12.2006) HARMONISED STANDARDS

CONSTRUCTION PRODUCTS

Directive 89/106/EEC for construction products Short name:

Construction

Base:

Council Directive 89/106/EEC of 21 December 1988 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States relating to construction products (OJ No L 40/12 of 1989-02-11)

Modification:

Directive 93/68/EEC [CE Marking]

Directives repealed:

[-]

Application Guide:

Guidance papers concerning the Construction Products Directive 89/106/EC

EC contact point:

DG Enterprise & Industry Mr. Reinhard Klein, Tel. +32.2.296 9700, Fax. +32.2.2961065 E-mail Construction website

Publications (of references of harmonised standards) in the Official Journal : Commission communication in relation to Council Directive 89/106/EEC construction products OJ C 304 of 2006-12-13 (This list replaces all the previous lists published in the Official Journal of the European Union.)

36

13.12.2006 CS Úřední věstník Evropské unie C 304

http://www.unmz.cz/cz/30/stavebni_vyrobky.htm

37

Příloha č. 2 k nařízení vlády č. 163/2002Sb Seznam výrobků s vyznačením postupů posouzení shody Poř. číslo

Název skupiny výrobků

(10. Technická zařízení staveb)

1

Prefabrikované komíny (prvky na výšku podlaží), komínové vložky (prvky nebo bloky), vícevrstvé komíny (prvky nebo bloky), jednovrstvé komínové bloky, díly volně stojících komínů a přilehlých komínů

2 3

Komínové hlavy Výrobky pro požární poplach/detekci, stabilní hašení požáru, řízení požáru a kouře a pro potlačování výbuchu ve stavbách Požární uzávěry mimo výrobky uvedené pod poř. číslem 1 v tab. 8 Zařízení pro přípravu teplé vody a ústřední vytápění s výjimkou zařízení spalujících plynná paliva, tepelná čerpadla Zařízení pro vytápění vnitřních prostor na pevná a kapalná paliva. a) v budovách b)pro použití, na která se vztahují požadavky reakce na oheň s předepsanou úrovní 1 1 1 1 A1 , A2 , B , C 2 2 2 2 A1 , A2 , B , C , D, E 3 (A1 až E) , F

4 5 6

7

8 9 10

Zařízení pro vytápění vnitřních prostor bez vlastního zdroje energie a) v budovách b) pro použití, na která se vztahují požadavky reakce na oheň s předepsanou úrovní 1 1 1 1 A1 , A2 , B , C 2 2 2 2 A1 , A2 , B , C , D, E 3 (A1 až E) , F Chladicí, vzduchotechnická a klimatizační zařízení, klimatizační jednotky Rozvodné systémy vzduchotechnických a klimatizačních zařízení a) pro použití, na která se vztahují požadavky na požární bezpečnost, b) pro použití, na která se nevztahují požadavky na požární bezpečnost. Upevňovací prvky a upevňovací systémy pro potrubní rozvody a rozvody vzduchotechniky a) pro použití, na která se vztahují požadavky na požární bezpečnost, b) pro použití, na která se nevztahují požadavky na požární bezpečnost.

Postup posuz. shody

§6 §8 §5a §5a §7 §7 §5a §7 §8 §7 §5a §7 §8 §7 §5a §8 §5a §8

http://web.unmz.cz/databaze/index.html (DATABÁZE STAVEBNÍCH VÝROBKŮ)

Výrobky pro požární poplach/detekci, stabilní hašení požáru, řízení požáru a kouře a pro potlačování výbuchu ve stavbách

Hlásiče tlačítkové

10.03.07

Zařízení pro dodávku energie

10.03.09

Ústředny EPS

10.03.10

Požární detekční a poplachové systémy EPS

10.03.11

Sprejová zařízení vodní

10.03.12

Mlhová zařízení vodní

10.03.13

Pěnové zařízení na těžkou pěnu

10.03.14

Pěnové zařízení na střední pěnu

10.03.15

Pěnové zařízení na lehkou pěnu

10.03.16

38

Od 31.12.2007 se TN nevztahuje na napájecí zdroj. Posuzování shody podle NV č. 190/2002 Sb., ČSN EN 54-4

Plynové hasicí zařízení na CO2

10.03.17

Plynové hasicí zařízení na inertní plyny

10.03.18

Plynové hasicí zařízení na HFC

10.03.19

Sprinklerová zařízení vodní Sprinklerová zařízení vodní typ ESFR

10.03.21

Plynová hasicí zařízení – neelektrická řídicí a zpožďovací zařízení

10.03.42

Plynová hasicí zařízení – pružné spoje

10.03.45

Od 1.5.2006 se TN nevztahuje na neelektrická řídicí a zpožďovací zařízení. Posuzování shody podle NV č. 190/2002 Sb., ČSN EN 12094-2

Nebo http://www.tzus.cz/ 10.03.01

Výrobky pro požární poplach/detekci, stabilní hašení požáru, řízení požáru a kouře a pro potlačování výbuchu ve stavbách

Hlásiče kouře nasávací

10.03.03

Hlásiče teplot – teplotní kabel

10.03.04

Hlásiče plamene

10.03.07

Hlásiče tlačítkové

10.03.09

Zařízení pro dodávku energie

10.03.10

Ústředny EPS

10.03.11

Požární detekční a poplachové systémy EPS

10.03.12

Sprejová zařízení vodní

10.03.13

Mlhová zařízení vodní

39

10.03.14

Pěnové zařízení na těžkou pěnu

10.03.15

Pěnové zařízení na střední pěnu

10.03.16

Pěnové zařízení na lehkou pěnu

10.03.17

Plynové hasicí zařízení na CO2

10.03.18

Plynové hasicí zařízení na inertní plyny

10.03.19

Plynové hasicí zařízení na HFC

10.03.21

Sprinklerová zařízení vodní Sprinklerová zařízení vodní typ ESFR

10.03.24

Zařízení pro potlačení výbuchu

40

Daily renewal Last update (15/04/2007) NBs List

Country Directive Body

73/23/EEC Low voltage directive

PDF

87/404/EEC Simple pressure vessels

PDF

88/378/EEC Safety of toys

PDF

89/106/EEC Construction products 89/336/EEC Electromagnetic

PDF

Free search compatibility

89/686/EEC Personal protective

PDF

Notifying Authority equipment Glossary Print

90/384/EEC Non-automatic weighing instruments

PDF

90/385/EEC Active implantable medical devices

PDF

90/396/EEC Appliances burning gaseous fuels

PDF

92/42/EEC Hot-water boilers

PDF

93/15/EEC Explosives for civil uses

PDF

93/42/EEC Medical devices

PDF

94/9/EC Equipment and protective systems intended for use in potentially explosive atmospheres

PDF

94/25/EC Recreational craft

PDF

95/16/EC Lifts

PDF

http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando/index.cfm?fuseaction=directive.main Harmonised Standards EN 12101-3:2002

Body type

ETA guidelines EN 12101-3:2002 - Smoke and heat control systems - Part 3 : Specification for powered smoke and heat exhaust ventilators

ETAs without guideline

Position papers

01/04/2004

01/04/2005

Name

Country

0036

TÜV SÜD Industrie Service GmbH

Germany

0038

LLOYD'S REGISTER VERIFICATION LIMITED

United Kingdom

0068

IRCM ISTITUTO DI RICERCHE E COLLAUDI MASINI S.R.L.

Italy

0086

BSI PRODUCT SERVICES

United Kingdom

0099

ASOCIACION ESPAÑOLA DE NORMALIZACION Y CERTIFICACION (AENOR)

Spain

0120

SGS UNITED KINGDOM LIMITED

United Kingdom

0333

AFAQ AFNOR CERTIFICATION

France

0370

LGAI TECHNOLOGICAL CENTER, S. A.

Spain

0402

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut AB

Sweden

0480

BSRIA LTD.

United Kingdom

0679

CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DU BÂTIMENT

France

0761

MATERIALPRÜFANSTALT FÜR DAS BAUWESEN BRAUNSCHWEIG

Germany

0786

VDS SCHADENVERHÜTUNG GMBH

Germany

41

0809

VTT, VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS

Finland

0989

Amt der oberösterreichischen Landesregierung Abteilung Bau-Services - Zertifizierungsstelle

Austria

1084

SINTEF NBL AS

Norway

1121

Bodycote warringtonfire Certification

United Kingdom

1134

ASSOCIATION NATIONALE POUR LA PROTECTION CONTRE L'INCENDIE ET L'INTRUSION ASBL (ANPI) - NATIONALE VERENIGING VOOR BEVEILIGING TEGEN BRAND EN BINNENDRINGING VZW (NVBB)

Belgium

1153

LABORATORIUM VOOR BOUWMATERIALEN, TNO BOUW EN ONDERGROND

Netherlands

1166

CENTRE TECHNIQUE INDUSTRIEL DE LA CONSTRUCTION METALLIQUE (CTICM)

France

1299

Technicky skusobny ustav Piestany s.p.

Slovakia

1328

CERTIF ASSOCIAÇÃO PARA A CERTIFICAÇÃO DE PRODUTOS

Portugal

1391

PAVUS, a.s.

Czech Republic

1396

FIRES, S.R.O.

Slovakia

1404

ZAG - ZAVOD ZA GRADBENISTVO SLOVENIJE

Slovenia

1415

EPITESUGYI MINOSEGELLENORZO INNOVACIOS KHT. (EMI KHT)

Hungary

1478

LIGNOTESTING, A.S.

Slovakia

1488

INSTYTUT TECHNIKI BUDOWLANEJ (ITB)

Poland

1511

FORSCHUNGS- UND VERSUCHSLABOR DES LEHRSTUHLS FUR HAUSTECHNIK UND BAUKLIMATIK DER TECHNISCHEN UNIVERSITÄT MÜNCHEN

Germany

1527

SERTIFITSEERIMISBUROO ESTCERT OU

Estonia

http://web.unmz.cz/databaze/index.html (DATABÁZE STAVEBNÍCH VÝROBKŮ)

(nutno zjistit rozsah autorizace, AO nemají rozsahy v celém sortimentu výrobků)

číslo

Název skupiny výrobků

Působnost AO

Výrobky

Technický návod

10/3

Výrobky pro požární poplach/detekci, stabilní hašení požáru, řízení požáru a kouře a pro potlačování výbuchu ve stavbách

AO 201 EZU AO 204 TZUS AO 210 FTZU AO 212 CSI AO 216 PAVUS AO 221 TÜPO

Plynové hasicí zařízení na CO2

10.03.17

42

Příloha ZA hEN 12101-3

43

Návrh dřevěných konstrukcí na účinky požáru Ing. Tereza ČESELSKÁ, doc. Ing. Miroslava NETOPILOVÁ, CSc. VŠB – TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava Výškovice Klíčová slova: Dřevěná konstrukce, požární odolnost, eurokód Anotace: Dřevo patří mezi nejstarší materiály používané ve stavebnictví. Setkáváme se s ním v historických objektech celodřevěných staveb a zejména v konstrukcích stropů a krovů. Je jedinou trvale obnovitelnou stavební hmotou, v současné době velmi využívanou k výstavbě tzv. nízkoenergetických domů – objektů s velmi nízkou spotřebou energie na jejich provoz. I když je dřevo stále více využívaným materiálem, panuje i určitá skepse k jeho použití mimo jiné pro jeho hořlavost. Následující text představuje metody návrhu požární odolnosti dřevěných konstrukčních prvků podle ČSN EN 1995-1-2 v porovnání s postupy stanovenými v předchozí ČSN P ENV 1995-1-2. 1. Úvod Materiály pro dřevěné stavby, ve srovnání s ostatními stavebními materiály, představují nejmenší zatížení životního prostředí a potřebu energie při jejich výstavbě, užívání i likvidaci. Obvodové konstrukce na bázi dřeva mají vynikající tepelně technické vlastnosti. Z hlediska tepelného odporu dřevěných stěn lze s moderními konstrukcemi na bázi dřeva srovnat pouze konstrukce a objekty ze sendvičového zdiva při použití kvalitních tepelných izolací, přičemž při srovnatelných tepelných odporech jsou konstrukce dřevěné výrazně subtilnější. Podstatně nižší hmotnost stavebních prvků na bázi dřeva výrazně snižuje náklady na přepravu materiálu a na zemní práce. Příčiny případných vad a poruch stavebních konstrukcí a staveb na bázi dřeva vyplývají z nevhodného řešení stavebních detailů, nevhodného projektového řešení stavby, nesprávného užívání, nesprávné údržby a z nevhodných úprav. Největším problémem prvků na bázi dřeva je vlhkost, respektive navlháni dřevěné konstrukce, což může vést ke zvýšení rizika napadení plísněmi a dřevokaznými houbami. Přesto, že je dřevo materiálem hořlavým, vykazuje při požáru některé lepší vlastnosti než ocel. Ocelový prvek ztrácí únosnost náhle při dosažení kritické teploty a tento proces je nevratný. Dřevo odhořívá postupně a i v případě jeho částečného poškození ohněm je často možné dále dřevěné konstrukce použít. Další možnost použití této konstrukce musí být podložena odborným posudkem. Požární odolnost konstrukcí lze stanovit zkouškou 44

a výpočtem. Problematika výpočtu požární odolnosti je řešena v rámci souboru norem vydávaných evropskou normalizační komisí pod názvem Eurokódy. Tyto normy lze užít nejen při posouzení únosnosti stavebních konstrukcí za běžného či mimořádného namáhání (např. požáru), ale také jsou vhodné pro rozšířené aplikace výsledků zkoušek požární odolnosti. Cílem těchto norem je sjednocení evropských pravidel pro navrhování konstrukcí pozemních a inženýrských staveb. Zavedení Eurokódů v ČR by mělo usnadnit účast v mezinárodních projektech a expertizách, otevřít nové možnosti výrobcům, projektantům a dodavatelům v jejich nadnárodní činnosti. 2. Návrh požární odolnosti konstrukcí Kodex evropských norem EN 199x-1-2 umožňuje výpočet požární odolnosti nosných stavebních konstrukcí. Postupně se řeší teplotní analýza požárního úseku podle ČSN EN 1991-1-2. Dále přestup tepla a vedení tepla v konstrukci závisící na druhu materiálu, změna materiálových a průřezových parametrů při požáru a stanovení doby požární odolnosti. Teplotní analýza požárního úseku se zakládá na zjednodušených a zdokonalených modelech požáru. Zjednodušené modely požáru vychází z fyzikálních parametrů a mají omezenou oblast použití. Zdokonalené metody požáru vychází z vlastností plynů, přenosu hmoty a energie. Teplotu v požárním úseku lze jednoduše stanovit podle normové teplotní křivky. Parametrická teplotní křivka zohledňuje tepelné vlastnosti ohraničujících konstrukcí a otvory v obvodových konstrukcích. Je určena pro popis požáru v celém prostoru požárního úseku. Samostatně se modelují lokální požáry, a to v případě kdy je v požárním úseku soustředěno požární zatížení na malé ploše. Jednozónové, dvouzónové modely požáru a výpočetní dynamické modely kapalin a plynů již představují zdokonalené modely požáru. 2.1 Hloubka a konstrukcí

zuhelnatění

povrchově

nechráněných

dřevěných

prků

Přestup tepla a vedení tepla v konstrukci je řešen pro dřevěné konstrukce v rámci normy ČSN EN 1995-1-2. Z důvodů nízké tepelné vodivosti dřeva je problematika vedení tepla v dřevěné konstrukci nahrazena modely zuhelnatění dřeva. Především hloubka zuhelnatění dřevěné konstrukce charakterizuje její požární odolnost. Pod zuhelnatělou vrstvou se vytvoří vrstva pyrolýzy (obr.1), které odpovídá teplota 200°C. Vlivem působení tepelného zatížení dochází v této vrstvě k chemických změnám dřevní hmoty, ale jedná se o změny dílčí a dřevní substance není zcela degradovaná. Pomyslnou hranici mezi hloubkou zuhelnatění a vrstvou pyrolýzy tvoří čára zuhelnatění (obr.1). Ta odpovídá poloze izotermy 300°C. Hloubka zuhelnatění je vzdálenost mezi vnějším povrchem původního prvku a polohou čáry zuhelnatění. Tento předpoklad platí pro většinu jehličnatých a listnatých dřevin. Hloubka zuhelnatění se určuje 45

z doby vystavení účinkům požáru a příslušné rychlosti zuhelnatění. Pro zjednodušení výpočtu se rychlost zuhelnatění dřevěného prvku považuje za konstantní. Neuvažuje se s redukcí její hodnoty v důsledku izolační schopnosti zuhelnatělé vrstvy při delším tepelném namáhání konstrukce.

Obr. 1: Jednotlivé vrstvy vzniklé tepelným zatížením dřeva [11] Pravidla uvedená v následující části textu platí pro tepelné namáhání konstrukce podle normové teplotní křivky. Stanovení hloubky zuhelnatění podle ČSN EN 1996-1-2 se od původní návrhové normy liší již v hodnotách návrhových rychlostí zuhelnatění β jednotlivých typů dřevin a materiálů na bázi dřeva viz. tabulka 1. β0

β0

mm/min

mm/min

ČSN P ENV 1995-1-2

ČSN EN 1995-1-2

Měkké dřevo – dřevo jehličnatých stromů a buk Rostlé dřevo s charakteristickou hustotou ≥ 290 kg/m3 a nejmenším rozměrem 35 mm

0,8

0,65

Lepené dřevo ≥ 290 kg/m3

0,7

0,65

s charakteristickou

hustotou

Tab. 1 Hodnoty rychlosti zuhelnatění pro měkké dřevo podle [13] a [15] Rozlišujeme dvě hodnoty rychlosti zuhelnatění. Jednorozměrová β0 a nominální βn návrhová rychlost zuhelnatění podle [13]. Nominální rychlost zuhelnatění zahrnuje účinek zaoblení hran dřevěné konstrukce, které se projeví během hoření. Stejně tak předešlá ČSN P ENV uvádí rychlost zuhelnatění β0 a rychlost zuhelnatění s ohledem na zaoblení hran β. Konkrétní výpočet hloubky zuhelnatění pro nechráněné dřevěné prvky se provede podle:

46

d char = β ⋅ t , kde t je doba vystavení účinkům požáru v minutách a β je nominální nebo návrhová rychlost zuhelnatění v mm.min-1. 2.2 Hloubka zuhelnatění pro povrchy zpočátku chráněné pláštěm požární ochrany Pláštěm požární ochrany rozumíme materiál, či kombinaci materiálů, přispívající ke zvýšení požární odolnosti konstrukce. Hloubka zuhelnatění prvků chráněných pláštěm požární ochrany se stanovuje způsobem odlišným od stanovení hloubky zuhelnatění povrchů nechráněných. Podle [15] zuhelnatění nemusí být uvažováno pro prvky, jenž jsou chráněny jinými materiály během příslušné požadované doby požární odolnosti. Norma ČSN P ENV 1995-1-2 tedy nezohledňuje zuhelnatění prvku před porušením pláště požární ochrany. Po porušení pláště požární ochrany se rychlost zuhelnatění rovná rychlosti zuhelnatění nechráněného prvku. Dobu do porušení pláště požární ochrany norma [15] definuje pouze pro pláště požární ochrany ze dřeva a z desek na bázi dřeva:

t pr =

tp

β0

−t r

kde β0 je rychlost zuhelnatění podle [15], tr je konstantní tr = 4 min, tp je celková tloušťka desek. Pro nehořlavé izolační materiály s tloušťkou větší než 20 mm a hustotou větší než 30 kg.m-3, které zůstávají kompaktní až do 1000°C, lze uvažovat dobu do porušení takto [15]:

t pr = 0,07 (tins − 20 ) ρins kde tins je tloušťka izolačního materiálu a ρins je hustota izolačního materiálu. V ČSN EN 1995-1-2 jsou uvedeny metody stanovení hloubky zuhelnatění u prvků, u nichž byl použit následující typ pláště požární ochrany: - sádrokartonová deska typu A, F, H dle ČSN EN 520, - minerální vlna, - obklady z dřevěných desek nebo z desek na bázi dřeva. Dalšími možnými materiály, kterými zvýšíme požární odolnost dřevěných konstrukcí, jsou intumescentní a impregnační nátěrové hmoty. V tomto případě je vhodné při výpočtu navázat na hodnoty získané zkouškou.

47

Pro stanovení hloubky zuhelnatění pro chráněné povrchy podle ČSN EN 1995-1-2 [13] je důležité uvážit zda: - počátek zuhelnatění prvku je posunut o časový úsek tch - zuhelnatění může probíhat ještě před porušením pláště požární ochrany, v tomto případě se uvažuje nižší rychlost zuhelnatění až do času tf porušení tohoto pláště - po čase porušení pláště požární ochrany se rychlost zuhelnatění zvýší na hodnotu rychlosti pro nechráněné prvky - v čase ta, kdy se hloubka zuhelnatění chráněného dřevěného prvku se rovná hloubce zuhelnatění prvku nechráněného nebo 25 mm, podle toho, co je menší se rychlost zuhelnatění vrací k hodnotě návrhových rychlostí pro prvky nechráněné pláštěm požární ochrany - jsou nevyplněné mezery v obvodovém větší než 2 mm, pak je zvažován jejich účinek na počátek zuhelnatění, případně na rychlost zuhelnatění před porušením pláště požární ochrany.

Obr. 2 Vývoj hloubky zuhelnatění v čase tch < tf [13] Na obr.2 je znázorněn průběh rychlosti zuhelnatění pro případ, kdy k zuhelnatění prvku dochází před porušením pláště požární ochrany. U chráněných povrchů zuhelnatění začíná v čase tch v redukované míře, když je ochrana stále funkční. Po odpadnutí ochrany v čase tf zuhelnatění začíná ve zvýšené míře. Po dosažení hloubky zuhelnatění 25 mm se rychlost zuhelnatění redukuje na rychlost zuhelnatění prvku nechráněného. Počátek zuhelnatění a čas do porušení pláště požární ochrany se určují pro jednotlivé pláště požární ochrany. Jiná pravidla platí pro výpočet hloubky zuhelnatění dřevěných nosníků a sloupů a pro stěny či stropy. V případě stěn a stropů se posuzují jejich nosné prvky. Na základě vypočtených hodnot hloubky zuhelnatění dchar pro vybrané 48

materiály a konstrukční systémy podle [13] a [15] byla sestavena tabulka 2. Výpočet byl proveden pro 30. minutu teplotního namáhání podle normové teplotní křivky. dchar [mm] ČSN P ENV 1995-1-2

dchar [mm] ČSN EN 1995-1-2

24

24

16,8

21

Dřevěné desky ρ = 450 kg/m , tl. 20 mm

27

27

Rostlé nebo lepené lamelové tvrdé dřevo ρ ≥ 450 kg/m3

15

16,5

Rostlé nebo lepené lamelové tvrdé dřevo ρ ≥ 290 kg/m3

16,8

21

Dřevěný prvek z rostlého měkkého dřeva chráněny obkladem – jedna vrstva dřevotřískových desek,

8,48

14,4

Dřevěný prvek z rostlého měkkého dřeva chráněný obkladem z minerální vlny (ORSIL) hins = 40 mm, ρins = 100 kg/m3

12,8

16,8

Dřevěný prvek z rostlého měkkého dřeva chráněný obkladem z jedné vrstvy sádrokartonových desek hp = 17 mm

-

16,6

Rostlé měkké dřevo ρ ≥ 290 kg/m3 3

Lepené lamelové dřevo ρ ≥ 290 kg/m 3

hp = 16 mm, ρ = 780 kg/m3

Tab. 2 Srovnání vypočtených hodnot hloubky zuhelnatění dle ČSN P ENV 1995-1-2 a ČSN EN 1995-1-2 3. Metody návrhu dřevěných konstrukcí na účinky požáru Výpočet požární odolnosti dřevěných prvků je založen na stanovení zbytkového průřezu. Zbytkový průřez stanovíme na základě jednotlivých návrhových postupů pro určení hloubky zuhelnatění, jenž byly uvedeny výše. Mezi zjednodušené metody návrhu řadíme metodu redukovaného průřezu a metodu redukovaných vlastností. Při použití metody redukovaného průřezu vycházíme z předpokladu, že parametry pevnosti a tuhosti nejsou požárem ovlivněny. Pokles těchto parametrů je kompenzován užitím zvětšené hloubky zuhelnatění. Při užití metody redukovaných vlastností se stanoví únosnost pro zbytkový průřez s uvážením poklesu parametrů pevnosti a tuhosti. Metody výpočtu vychází z tepelných vlastností dřeva, respektive z vedení tepla v konstrukci. Pro výpočet požární odolnosti konstrukcí pomocí těchto zdokonalených metod je vhodné využít výpočetních programů. Základní princip 49

výpočtu dle metody redukovaného průřezu dle ČSN EN 1995-1-2 je shodný s metodou účinného průřezu podle ČSN P ENV 1995-1-2. Také metoda redukovaných vlastností odpovídá metodě redukované pevnosti a únosnosti podle [15]. Konstrukční model přijatý pro navrhování za požární situace musí odrážet chování konstrukce při požárním namáhání. Obecně lze požární odolnost ověřit z hlediska času, únosnosti a teploty. V případě dřevěných konstrukcí nelze zcela spolehlivě ověřit požární odolnost z hlediska teploty, jelikož dřevo nemá, na rozdíl od jiných materiálů, jednoznačně definovanou kritickou teplotu. Stanovení kritické teploty dřeva by bylo velmi obtížné a ovlivněné řadou parametrů. V případě ověření z hlediska času posoudíme, zda návrhová doba požární odolnosti konstrukce je větší nebo rovna požadované době požární odolnosti. Tento způsob ověření požární odolnosti přímo ukazuje rezervy spolehlivosti konstrukce při požáru. Pro ověření požární odolnosti z hlediska únosnosti platí [13]:

E d , fi ≤ R d ,t , fi , kde Ed,fi je návrhový účinek zatížení v požární situaci (určen v souladu s ČSN EN 1991-1-2), zahrnující účinky teplotního roztažení a deformace, Rd,t,fi je odpovídající návrhová únosnost při namáhání požárem. Teplotní roztažnost dřeva je možno zanedbat. Analýzu za požární situace lze provést pro celou konstrukci, pro část konstrukce nebo pro jednotlivé dílčí prvky konstrukce. Jako alternativu k analýze celé konstrukce lze pro různé požární situace provést analýzu částí konstrukce. V tomto případě lze okrajové podmínky a podmínky podepření považovat za konstantní během celé doby požárního namáhání. Vzájemné spolupůsobení prvků nebo složených soustav v různých částech konstrukce se uvažuje aproximačním způsobem. V rámci analýzy části konstrukce musí být zahrnuty tepelné vlastnosti materiálu, tuhost prvku, teplotní roztažnost a deformace jiných prvků. Obdobně analýza celé konstrukce v požární situaci musí vzít v úvahu příslušný způsob porušení při požárním namáhání, teplotně závislé vlastnosti materiálu, tuhost, účinky teplotního roztažení a přetvoření. 4. Spoje Požadované požární odolnosti dřevěných konstrukcí musí odpovídat také jejich spoje. Jednotlivé prvky jsou spojeny buď ocelovými spojovacími prvky, dřevěnými spojovacími prvky nebo lepidly. U ocelových spojovacích prvků, které nejsou chráněny proti ohni, se únosnost účinkem tepla výrazně snižuje. Ocel je na rozdíl od dřeva výborným tepelným vodičem. Ocelové spojovací

50

prvky mohou vést teplo z povrchu spoje do jeho středu. Návrh požární odolnosti spojů platí pro teplotní namáhání podle normové teplotní křivky a pokud není uvedeno jinak, pro požární odolnosti nepřekračující 60 minut. Pravidla návrhu požární odolnosti platí pro příčně namáhané spoje, kdy jsou síly přenášeny symetricky. Nově v ČSN EN 1995-1-2 jsou stanovena pravidla pro osově namáhané vruty. Nejslabším místem konstrukčního systému je vždy spoj. I když průřez prvku je dostatečně velký a vyhoví požadované požární odolnosti, nechráněný spoj tento požadavek splňovat nemusí. Dokud není stavební prvek zabudován do stavby, lze jej konstrukčně upravit, aby požadovanou požární odolnost splňoval. V opačném případě je nutné konstrukci chránit pláštěm požární ochrany. Obecně lze zvýšení požární odolnosti dřevěných konstrukcí docílit: - předimenzováním průřezu – vytvoření statických rezerv, - ochranou vnějšího povrchu vhodnými materiály (obklady, nátěry, omítky), - zakrytím nosných prvků plošnými konstrukcemi (zabudování nosného prvku do stěnové konstrukce, ochrana nosného prvku zavěšeným podhledem). Požárně ochranný systém aplikovaný na dřevěné stropy, stěny, nosníky a sloupy se musí podrobit normovým zkouškám stropů nebo nosníků podle ČSN P ENV 13381-7 [14]. Metody zkoušek požární odolnosti, provedených podle této normy, poskytují postup na zobrazení hodnot, které se mohou použít jako přímý vstupní údaj pro výpočet požární odolnosti dřevěných konstrukčních prvků podle postupů uvedených v ČSN P ENV 1995-1-2. V souvislosti s novou ČSN EN 1995-1-2 bude tedy nutná revize této normy. Pro rozšířené aplikace zkoušek v současné době neexistují žádná pravidla. Správný návrh rozsahu experimentů včetně doporučeného rozšířeného měření (např. hustota a vlhkost použitých materiálů), nad rámec evropských zkušebních norem, značně ušetří počty zkoušek a přispěje k rozšíření jejich výsledků v praxi. V tomto směru se jeví využití Eurokódů jako vhodná kombinace teoreticko-experimentálních hodnocení požární odolnosti konstrukcí. 5. Závěr Nová norma ČSN EN 1995-1-2, platná od prosince 2006, je zdokonaleným zněním předcházející ČSN P ENV 1995-1-2. Je možno konstatovat, že při návrhu konstrukcí z masivních profilů s nechráněnými povrchy nejsou mezi oběma normami podstatné rozdíly. Jinak je tomu u konstrukcí chráněných pláštěm požární ochrany:

51

- ČSN P ENV 1995-1-2 zanedbává zuhelnatění prvku, ke kterému může docházet ještě před porušením pláště požární ochrany. Po odpadnutí pláště požární ochrany je rychlost zuhelnatění rovna rychlosti zuhelnatění prvku nechráněného. - ČSN EN 1995-1-2 již zohledňuje zuhelnatění chráněného prvku v době před porušením pláště požární ochrany a po odpadnutí tohoto pláště požární ochrany počítá s rychlostí zuhelnatění vyšší než je rychlost zuhelnatění nechráněného prvku. Ve výpočtu požární odolnosti nosných stěn a stropů je podle nové ČSN EN 1995-1-2 brán zřetel na to, zda jsou dutiny stěn a stropů vyplněny izolací, jaký typ pláště požární ochrany byl použit a jaký je způsob připevnění tohoto systému. ČSN P ENV 1995-1-2 tyto aspekty zanedbává. ČSN P ENV 1995-1-2 na rozdíl od ČSN EN 1995-1-2 posuzuje nosnou funkci subtilních stěnových sloupků a stropních nosníků stejně jako prvky masivní. Je nutno si uvědomit, že výpočet požární odolnosti konstrukce objektu podle Eurokódů je možno použít jen v případě, kdy byl statický výpočet konstrukce pro běžné teploty proveden rovněž podle těchto návrhových evropských norem. Výpočet požární odolnosti podle Eurokódů tedy nelze navázat na statický výpočet, který byl proveden podle českých návrhových norem. Považuji za vhodné, aby se návrh požární odolnosti konstrukce prováděl současně se statickým výpočtem konstrukce na běžnou teplotu. Při tomto postupu lze již ve fázi zpracování projektové dokumentace stanovit ekonomicky optimální variantu řešení požární odolnosti stavební konstrukce - zda zvětšit průřez konstrukčního prvku nebo použít plášť požární ochrany. Rovněž při návrhu spojů lze v tomto případě posoudit, jestli bude vypočtená vzdálenost spojovacích prvků od krajů dřevěné konstrukce dostatečná pro požadovanou požární odolnost a je-li počet spojovacích prostředků vyhovující. Je tedy nutná úzká spolupráce statika a projektanta požární bezpečnosti staveb. Výpočet požární odolnosti podle Eurokódů je jednou z možností, jak získat požadovanou požární odolnost konstrukce bez dalších úprav. Toto řešení však nemůžeme z následujících důvodů použít vždy: - v současné době se u většiny staveb v ČR postupuje při návrhu nosných dřevěných konstrukcí na běžnou teplotu podle českých norem, na které nelze výpočet požární odolnosti podle Eurokódů navázat, - výpočet podle Eurokódů nemusí vždy postihnout všechny závislosti a vlivy působící na konstrukci při požáru. V tomto případě je řešením provést velkorozměrovou zkoušku požární odolnosti konstrukce, o kterou se pak další výpočty či rozšířené aplikace mohou opřít. Pro praxi projektanta požární bezpečnosti staveb však bude výpočet podle 52

Eurokódů patrně vždy určitým nadstandardem, použitelným pro složité a tedy ekonomicky náročné stavební konstrukce. Pro běžné případy řešení bude zřejmě stále jednodušší vycházet z tabulkových hodnot požárních odolností jednotlivých konstrukcí. Seznam literatury: [1] Česelská, Tereza. Požární odolnost dřevěných konstrukcí. Diplomová práce. Ostrava: VŠB-Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství, 2006. 78 s. [2] Buchanan, A.H. Structural design for fire safety.1. vyd. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. 2001. 421 s. ISBN 0-471-89060-X. [3] Kolektiv autorů. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5: STEP 1 navrhování a konstrukční materiály. Překlad a odborná redakce Bohumil Koželouh. 1. vyd Praha: ČKAI, 1998. 500 s. ISBN 80-238-2620-4. [4] Kolektiv autorů. Dřevěné konstrukce podle Eurokódu 5: STEP 2 navrhování detailů a nosných systémů. Překlad a odborná redakce Bohumil Koželouh. 1. vyd Praha: ČKAI, 2004. 401 s. ISBN 80-86 769-13-5. [5] Kuklík P. Dřevěné konstrukce I. 1. vyd. Praha: ČVUT, 1998. 140 s. ISBN 80-01-01748-6. [6] Kuklík P., Kuklíková A. Dřevěné konstrukce 10: pravidla pro navrhování a řešené příklady. 3. vyd. Praha: ČVUT, 2003. 148 s. ISBN 80-01-02847-X. [7] Škrabalová E. Dřevostavby. 1.vyd. Brno: ERA group spol.s.r.o., 2002. 115 s. ISBN 80-86517-39-X. [8] Wald, F. a kol. Výpočet požární odolnosti stavebních konstrukcí. 1.vyd. Praha: ČVUT, 2005. 336 s. ISBN 80-01-03157-8. [9] Karpaš J. Zkušební metody pro stanovení příspěvku požární odolnosti v ENV 1338x: 2003. In K navrhování na účinky požáru. Praha: ČVUT, 2006. s. 66-74. [10] Kuklík P. Dřevěné konstrukce podle ČSN EN 1995-1-2: 2006. In K navrhování na účinky požáru. Praha: ČVUT, 2006. s. 42-51. [11] Bailey C. One Stop Shop in Structural Fire Engineering by the University of Manchester [online]. Poslední revize 27.02.06 [cit. 2006-10-3]. < http://www.mace.manchester.ac.uk/project/research/structures/strucfire/> [12] ČSN EN 1991-1-2 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-2: Obecná zatížení – Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru. ČSNI, Praha 2004.

53

[13] ČSN EN 1995-1-2 Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 12: Obecná pravidla – Navrhování konstrukcí na účinky požáru. ČSNI, Praha 2006. [14] ČSN P ENV 13381-7: Zkušební metody pro stanovení příspěvku k požární odolnosti konstrukčních prvků – Část 7: Použitá ochrana dřevěných prvků. ČSNI, Praha 2003. [15] ČSN P ENV 1995-1-2: Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 1-2: Obecná pravidla – Navrhování konstrukcí na účinky požáru. ČSNI, Praha 1997.

54

Vyhláška o technických podmínkách požární ochrany staveb pplk. Ing. Rudolf KAISER MV – generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR Kloknerova 26, 148 01 Praha Zákon č. 186/2006 Sb., o změně některých zákonů souvisejících s přijetím stavebního zákona a zákona o vyvlastnění - část pátá, ve které je uvedena změna zákona č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů (dále jen „zákon o požární ochraně“).Tento zákon specifikuje zmocnění pro Ministerstvo vnitra k vydání prováděcího právního předpisu, týkajícího se technických podmínek požární ochrany pro navrhování, výstavbu nebo užívání staveb, a to za účelem omezení rozvoje a šíření ohně a kouře ve stavbě, omezení šíření požáru na sousední stavby, evakuaci osob a zvířat v případě ohrožení stavby požárem nebo při požáru a umožnění účinného a bezpečného zásahu jednotek požární ochrany Návrh předpisu byl již jednou předložen legislativní radě vlády ale byl vrácen s připomínkami k přepracování a doplnění. V posledních dvou měsících probíhaly intenzivní práce na tomto návrhu a to ve spolupráci s legislativním odborem Ministerstva vnitra. Došlo ke zrušení některých paragrafů (např. paragrafu specifikující pojmy pro účely tohoto předpisu) zjednodušení textů dalších paragrafů a přepracování a doplnění příloh. V současné době je návrh vyhlášky zaslán znovu na legislativní radu vlády. Pokud po projednání bude návrh vyhlášky schválen, je nutno ho zaslat k notifikaci. Tento proces může trvat až tři měsíce a to i tehdy, pokud nebudou ze strany notifikačního orgánu vzneseny připomínky. Předpokládáme, že vyhláška o technických podmínkách požární ochrany staveb nabude účinnosti 1. ledna 2008. Dosud je požární bezpečnost staveb řešena v současně platné vyhlášce č. 137/1998 Sb., o obecných požadavcích na výstavbu. S Ministerstvem pro místní rozvoj, v jehož působnosti je tento právní předpis, bylo dohodnuto, že část, která dosud řeší požární bezpečnost staveb bude zrušena a vyhláška č. 137/1998 Sb. bude přepracována. Je však nutné aby oba předpisy tj. vyhláška o technických podmínkách požární ochrany staveb (prováděcí předpis k zákonu o požární ochraně) a přepracovaná vyhláška č. 137/1998 Sb. (prováděcí předpis ke stavebnímu zákonu) nabyly účinnosti ve stejném termínu. Návrh vyhlášky Ministerstva vnitra o technických podmínkách požární ochrany staveb (dále jen „vyhláška“) je realizací zmocnění v § 24 odst. 3 zákona č. 133/1985 Sb. o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů (dále jen „zákon o požární ochraně“). Účelem navrhované právní úpravy je stanovit jednotné technické podmínky požární ochrany při navrhování, výstavbě 55

a užívání staveb. Vyhláška řeší zásadní technické otázky požární ochrany a požární bezpečnosti staveb, které byly dosud stanoveny pouze parciálně, a to v několika právních předpisech, zejména z oblasti stavebního práva. Technické podmínky požární ochrany staveb musí být uplatněny v souladu s právem EU/ES po celou dobu stanovené nebo předpokládané životnosti stavby. V této souvislosti jsou v návrhu řešeny také technické podmínky požární ochrany při stavebních úpravách, udržovacích pracích, změnách dokončené stavby, a zařízení staveniště.. Vyhláška obsahuje jak technické podmínky požární ochrany staveb mající obecný charakter, tak i specifické technické podmínky požární ochrany pro vybrané druhy staveb. Ve vyhlášce je dále reagováno, s ohledem na přistoupení České republiky k zemím Evropské unie, na harmonizaci požadavků požární bezpečnosti s evropskými předpisy, zejména se směrnicí Rady 89/106/EHS a Interpretačním dokumentem č. 2, ve kterém je řešena požární bezpečnost jako jeden ze základních požadavků na stavbu. Dalšími předpisy, které musí být při řešení technických podmínek požární ochrany staveb respektovány, jsou příslušná rozhodnutí Evropské komise. Vyhláška zavádí nové třídy a úrovně požadavků požární bezpečnosti ve vztahu k nové klasifikaci stavebních výrobků a stavebních konstrukcí z hlediska jejich reakce na oheň (rozhodnutí Komise 2000/147/ES) a novou klasifikaci požární odolnosti stavebních výrobků a konstrukcí (rozhodnutí Komise 2000/367/ES). Nová klasifikace stavebních výrobků a stavebních konstrukcí je postupně zaváděna přejímáním harmonizovaných evropských zkušebních norem do systému českých technických norem. Dosud jsou v České republice stavební hmoty a výrobky určené k zabudování do staveb klasifikovány z hlediska hořlavosti a pro třídění je používáno 5 tříd. Nyní z hlediska klasifikace reakce na oheň existuje 7 evropských tříd pro jednotlivé stavební výrobky. V současné době byla převzata klasifikační norma ČSN EN 13 501 – 1 pro klasifikaci stavebních výrobků a konstrukcí staveb a další klasifikační norma ČSN EN 13501 – 2 pro klasifikaci stavebních výrobků a konstrukcí staveb z hlediska požární odolnosti kromě vzduchotechnických zařízení. Do návrhu vyhlášky byla v zájmu sjednocení a na základě dohody s Ministerstvem pro místní rozvoj převzata osvědčená ustanovení prováděcích předpisů k zákonu č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon) (například některá ustanovení vyhlášky č. 137/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu, ve znění pozdějších předpisů), která se týkají řešení požární bezpečnosti staveb. V souladu s tím Ministerstvo pro místní rozvoj souběžně navrhne na základě nového stavebního zákona další provádějící právní předpisy.

56

Vyhláška bude předložena k notifikaci podle směrnice 98/84/ES, respektive podle nařízení vlády č. 339/2002 Sb., přestože se jedná o právní předpis, který v plném rozsahu respektuje požadavky ES. Část vyhlášky, která se vztahuje k navrhování staveb není právem ES jednotně upravena, neboť se jedná o oblast, která je předmětem národní úpravy členských zemí. Vyhláška je zpracována v souladu s právním řádem České republiky. Danou problematiku neupravují mezinárodní smlouvy, jimiž je Česká republika vázána. Aplikace vyhlášky bude znamenat zvýšené nároky na státní rozpočet a na veřejné rozpočty, a to v důsledku vyhláškou zaváděných požadavků na vybavení nově navrhovaných rodinných a bytových domů a staveb sociální péče přenosnými hasicími přístroji a autonomními hlásiči požáru. Zavedení těchto požadavků do praxe přinese zvýšení standardu požární ochrany staveb, přičemž je nutno uvažovat cenovou relaci okolo 900 Kč za jeden hasicí přístroj a do 500 Kč za autonomní hlásič požáru. Celkové náklady u nově zahajovaných staveb nelze předem odhadnout, neboť není znám počet staveb těchto druhů, které budou v budoucnosti navrhovány a prováděny. Vyhláška bude mít pozitivní dopad na činnost malých a středních podnikatelů z hlediska jejich uplatnění při výrobě, revizích a opravách některých druhů výrobků sloužících k zabezpečení požární ochrany ve stavbách (např.: zařízení požární signalizace, hasicích přístrojů) u nichž se nově předpokládá umísťování i ve stavbách menšího rozsahu. Aplikací vyhlášky dochází k omezení využití podzemních hromadných garáží pro veřejnost k parkování vozidel s pohonem na plynná paliva a to z důvodu problematiky řešení případné technické závady kdy by došlo k hoření plynných paliv a následně k rozšíření požáru včetně případných výbuchů. Tato skutečnost by s ohledem na výsledky zkoušek požáru osobních automobilů s nádržemi na plynná paliva velmi negativně ovlivnila evakuaci osob a samotný zásah jednotek požární ochrany. Plynná paliva jako např. LPG, CNG nebo vodík se detekují odlišně a rovněž způsob větrání prostor kde jsou umístěna zařízení s obsahem těchto paliv je odlišný. V současné době zatím nelze posoudit zda by se jednalo o účinné větrání podzemní hromadné garáže s účasti veřejnosti, protože předem nelze stanovit kolik osobních automobilů s nádrží na plynná paliva a hlavně s jakým druhem plynného paliva v nádrži by parkovalo v těchto garážích. V budoucnosti kdy bude možno technicky vyřešit a zároveň posoudit účinnost větrání lze toto opatření ve vyhlášce zrušit. Pro ostatní garáže, tedy hromadné nadzemní, řadové i jednotlivé, platí ustanovení § 21 odst. 3 tohoto návrhu vyhlášky. Aplikace vyhlášky nebude mít žádný negativní dopad na životní prostředí a z hlediska sociálních dopadů, lze předpokládat pozitivní vliv na zaměstnanost.

57

K§1 Účelem ustanovení je vymezení základních technických podmínek požární ochrany pro oblasti, které jsou pro zajištění požární bezpečnosti stavby nejdůležitější. K§2 Cílem ustanovení je specifikace technických podmínek v různých fázích projektové přípravy staveb, to je včetně návrhu na umístění stavby v území. K § 3, 4,5 Aby mohly být stanoveny, posouzeny a klasifikovány požadavky požární odolnosti a provedena klasifikace výrobků a stavebních konstrukcí z hlediska jejich reakce na oheň je třeba stanovit stupeň požární bezpečnosti, jehož hodnota je ovlivněna velikostí požárního rizika, které se stanovuje pro jednotlivé požární úseky, do kterých je stavba dělena z důvodů omezení rozšíření požáru uvnitř stavby. Je zde konkretizován přísnější požadavek na požární odolnost pro požárně dělicí a nosné stavební konstrukce u staveb se 3 a více nadzemními podlažími. K§6 Je zde uveden postup stanovení požadavků na reakci na oheň u stavebních konstrukcí a stavebních výrobků. Bylo nutno rozvést tyto požadavky s ohledem na funkci stavebních konstrukcí ve stavbě a s ohledem na přijetí nových klasifikačních a zkušebních norem. K§7 V ustanovení tohoto paragrafu je reagováno na novou klasifikaci střešních plášťů související s přijetím nových klasifikačních a zkušebních norem. K§8 V ustanovení bylo nutno samostatně reagovat na zcela nové technické požadavky požární ochrany na konstrukce komínů a kouřovodů vyplývající z ČSN EN 1443 a ČSN EN 12391-1. K§9 V paragrafu bylo potřebné svodně reagovat na technické podmínky těch technických zařízení, jejichž provozování vyžaduje vyšší nároky na bezpečnost z hlediska možného vzniku požáru. K § 10 Bylo nutné samostatně vyřešit požadavky na bezpečnou evakuaci, která je ovlivněna únikovými cestami tj. jejich typem, počtem polohou, kapacitou a vybavením dle normativních požadavků, a dále evakuačními výtahy. 58

K § 11 Pro minimalizaci následků vzájemného negativního ovlivňování staveb v případě požáru bylo třeba vymezit základní postup pro stanovení odstupových vzdáleností včetně vymezení požárně nebezpečného prostoru pro navrhovanou stavbu i stavby stávající. K § 12 Samostatně bylo třeba stanovit opatření pro účinný a bezpečný zásah jednotek požární ochrany, tj. při hašení požáru a pro záchranné práce, se stavby zabezpečují přístupovými komunikacemi včetně nástupních ploch, vnitřními a vnějšími zásahovými cestami a požárně bezpečnostními a jinými zařízeními s podrobnějším vymezením specifikovaným v samostatné příloze. K § 13 a 14 Ustanovení vyjadřuje nové požadavky na vybavování stavby hasicími přístroji a to z hlediska hasicí schopnosti podle nově přijatých evropských norem s podrobnostmi uvedenými v samostatné příloze. V případě, že z normy vyplývá doporučující požadavek na vybavení stavby vyhrazenými požárně bezpečnostními zařízeními je nutno v expertní zprávě nebo posudku prokázat, že nedojde k bezprostřednímu ohrožení života osob. Pokud toto prokázáno nebude, musí být stavba tímto zařízením vybavena. Rovněž jsou nově určeny stavby popřípadě jejich části, které musí být vybaveny zařízením autonomní detekce a signalizace. Tento požadavek vyplývá na základě statistiky požárů a poznatků příčin požáru. K § 15 až 28 Na základě poznatků z požárů a nových požárně technických charakteristik stavebních výrobků bylo třeba nově stanovit požadavky na požární bezpečnost pro vybrané druhy staveb (rodinné domy, stavby pro individuální rekreaci, bytové domy, ubytovací zařízení, stavby pro zdravotnictví a sociální péči, stavby se shromažďovacím prostorem, stavby vyhlídkových věží, stavby garáží, stavby čerpacích stanic pohonných hmot, servisů a opraven, stavby k činnosti školy a školských zařízení, zemědělské stavby, stavby pro výrobu a skladování, stavby památkově chráněné a u staveb sloužící pro zařízení staveniště), a to i z hlediska k zajištění evakuace osob a zvířat. U rodinných domů je dovoleno aby jednotlivá garáž nebo přístřešek pro osobní, dodávková nebo jednostopá vozidla tvořila společný požární úsek s prostory rodinného domu, není-li plocha tohoto požárního úseku větší než 600 m2 . Nově však vzniká požadavek na vybavení prostor rodinného domu zařízením autonomní detekce. V případě, že se jedná o rodinný dům nebo stavbu pro rodinnou rekreaci ze stavebních konstrukcí nosných a požárně dělicích ze dřeva respektive z hořlavého konstrukčního systému je vždy zapotřebí odlišně od normových požadavků prokázat stupeň požární bezpečnosti a nelze automaticky 59

zařadit tuto stavbu do II. stupně požární bezpečnosti podle normových požadavků. U bytových domů - prostoru bytu, ubytovacích zařízení – prostoru pokoje pro hosty nebo u staveb zařízení sociální péče – prostoru lůžkové části vzniká nově požadavek na vybavení autonomní detekcí a signalizací. Nově jsou specifikovány požadavky na stavby vyhlídkových dřevěných věží, které dosud nebyly žádným předpisem řešeny. U nově navržených staveb památkově chráněných nebo částí staveb, v níž jsou umístěny movité kulturní památky je požadováno vybavení těchto staveb vyhrazenými požárně bezpečnostními zařízeními, tj. elektrickou požární signalizací a stabilním hasicím zařízením. K § 29 Jsou zde uvedeny požadavky splnění technických podmínek požární ochrany při výstavbě stavby a to v závislosti na stupni jejího provedení. Je nutno i při výstavbě dodržovat přiměřeně požadavky technických podmínek pro navrhování týkající se zejména zabránění vzniku a rozšíření požáru, přístupu ke zdroji požární vody a volné průjezdnosti příjezdových komunikací pro případný zásah jednotek požární ochrany. K § 30 Při užívání stavby musí být dodržovány technické podmínky požární ochrany, které podle kterých byla stavba navržena. V případě, že jsou ve stavbě použity výrobky nebo materiály, které nemají deklarovanou funkčnost po celou dobu životnosti stavby, musí být před uplynutím doby funkčnosti provedeno jejich obnovení. V přílohách je podrobněji specifikováno jak postupovat v případě, že jsou prováděny dodatečné úpravy interiéru, které nepodléhají řízení podle stavebního zákona. Rovněž je ve větších podrobnostech v přílohách (č. 6 a 7) stanoveno, které předměty lze a za jakých podmínek umístit v chráněných únikových cestách. Tyto požadavky se týkají jak nově navržených tak stávajících staveb. V ubytovací části zařízení staveniště je zpřísněn požadavek neumisťování tepelných zařízení a tepelných soustav se zkapalněnými uhlovodíkovými plyny včetně zásobních nádob v prostorách ubytovací části stavby. Tyto lze umístit a používat pouze ve vymezených prostorech. K § 31 Z důvodu vytvoření potřebné časové rezervy pro odzkoušení výrobků podle nových technických norem se stanoví přechodné období pro využívání dříve hodnocených požárně technických charakteristik stavebních výrobků (hořlavost stavebních hmot, šíření plamene po povrchu podlahových krytin, šíření plamene po povrchu hmot), jejichž hodnocení bylo provedeno podle příslušných norem.

60

K § 32 U změn stávajících staveb je nově stanoven požadavek na vybavení příslušných prostor dotčených změnou stavby zařízením autonomní detekcí a signalizací pokud je toto zařízení při navrhování pro příslušnou část stavby vyžadováno. K § 33 Účinnost vyhlášky se navrhuje od 1. července 2007 v souladu s přijetím nového stavebního zákona a jeho prováděcích předpisů K příloze č. 1 V příloze je uveden seznam norem, které je nutno minimálně použít při stanovení podmínek požární ochrany při navrhování, výstavbě a užívání stavby. Nejedná se o kompletní výčet norem. K příloze č. 2 Účelem této přílohy bylo stanovit v podrobnostech druhy vodičů a kabelů elektrických rozvodů sloužících k ovládání požárně bezpečnostních zařízení a pro vybrané druhy staveb, přičemž bylo třeba zohlednit požárně bezpečnostní charakteristiky vodičů a kabelů. K příloze č. 3 V této příloze jsou v podrobnostech uvedeny technické podmínky požární ochrany zařízení pro hašení požárů a záchranné práce. Vzhledem k tomu, že vybavení techniky pro tyto práce nejsou ve všech krajích stejné je zde doporučení při návrhu stavby zkonzultovat s místně příslušným hasičským záchranným sborem návrh nástupních ploch a to s ohledem na parametry techniky používané při zásahu jednotek požární ochrany. Rovněž je nutno věnovat pozornost při umisťování staveb a nástupních ploch v blízkosti ochranného pásma podle zákona č. 458/2000 Sb. Nově vzniká požadavek na vybavení stavby v dispozičně složitých prostorách bezpečnostním značením z fotoluminiscenčního materiálu na stěně ve výšce do 0,5 m nad podlahou. U garáží se zakladačovým systémem musí být u vstupu do garáže vyznačena dispozice včetně řezu a půdorysu tohoto prostoru a vyznačení přístupu do jednotlivých podlaží zakladačového systému. K příloze č. 4 V příloze bylo nutné stanovit konkrétní podmínky pro určení počtu hasicích přístrojů s ohledem na jejich hasicí schopnost, což není dosud v právních předpisech zakotveno. Rovněž jsou zde uvedeny konkrétní stavby a pro ně stanoven počet a typ hasicího přístroje včetně jeho hasicí schopnosti. Je zde konstatováno, že při vybavení ostatních staveb respektive části staveb pokud 61

se nepoužije postup zde uvedený je považováno za vyhovující stanovený počet hasicích přístrojů uvedený v příslušné normě uvedené např. v příloze č. 1 části 16. K příloze č. 5 V příloze je podrobněji s odkazem na příslušné normy vysvětleno jaké zařízení je považováno za zařízení autonomní detekce a signalizace. K příloze č. 6 Samostatnou přílohou bylo třeba reagovat na poznatky z požáru a nejasnosti získané při aplikaci dosavadních předpisů, zejména v oblasti užívání únikových cest, k úpravě interiéru, dodatečného umísťování hořlavých látek ve stavbách nebo jejich částech a přístupnosti nástěnných hydrantů a hasicích přístrojů. K příloze č. 7 Návrh směřuje k odstranění nejasností při určení – kolik hořlavých kapalin se může v prostorách vyskytovat. Dále bylo třeba stanovit konkrétní podmínky požární ochrany (zejména s ohledem na poznatky z požáru) pro minimalizaci vzniku požáru při užívání staveb s výskytem hořlavých kapalin. K příloze č. 8 V této příloze bylo nutné vyřešit postup pro stanovení bezpečné vzdálenosti spotřebičů od hořlavých a nesnadno hořlavých látek v případech, kdy se instalují nebo užívají „starší spotřebiče“, ke kterým již není k dispozici úplná dokumentace výrobce.

62

Koordinátor BOZP na staveništi Ing. Ivan KRIČFALUŠI NEW ELTOM Ostrava, s.r.o. Čujkovova 30, Ostrava e-mail: [email protected] Klíčová slova koordinátor, bezpečnost a ochrana zdraví při práci, BOZP, prevence rizik Abstrakt Aplikace evropských předpisů do národních podmínek České republiky přináší v určitých oborech změny pro dosud zavedené přetrvávající systémy. Takové transformace však současně vyžadují i podstatný obrat v myšlení některých lidí a v jejich přístupech k přizpůsobení se novým požadavkům. Jedno z odvětví, které doznalo velké změny v loňském roce je bezpečnost a ochrana zdraví při práci. Vymezení povinností v této disciplíně samostatným zákonem přináší pro dotčené osoby nové úkoly. V tomto článku jsou uvedeny požadavky a postupy pro naplnění povinností v oblasti zajišťování bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v rámci staveb. Úvod Pokud se zamyslíme nad vývojem bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v České republice (potažmo v novodobém Československu), pak musíme konstatovat, že základní legislativní požadavky v tomto oboru byly zakotveny v právních předpisech v polovině minulého století. Již od roku 1951 u nás platil zákon 67/1951 Sb., který řešil otázky bezpečnosti práce (zákon o bezpečnosti při práci). V roce 1961 byl tento předpis nahrazen zákonem 65/1961 Sb. o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci. V roce 1965 byl i tento zákon nahrazen, a to zákoníkem práce – zákon 65/1965 Sb., který platil od 1.1.1966 až do 31.12.2006 s celkem 55 změnami, což samozřejmě odráží vývoj celé společnosti. Proto považujeme loňský rok za převratný z hlediska změny legislativních požadavků v oblasti bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, neboť došlo ke změně předpisu, který platil s určitými doplňky 41 let. Byl schválen novelizovaný zákoník práce (zákon č. 262/2006 Sb. ve znění 585/2006 Sb.), byl přijat parlamentem zákon 309/2006 Sb., kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovněprávních vztazích a o zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při činnosti nebo poskytování služeb mimo pracovněprávní vztahy (zákon o zajištění dalších podmínek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci), byl přijat zákon 183/2006 Sb. o územním plánování 63

a stavebním řádu (stavební zákon) a v návaznosti na tyto zákony byly vládou České republiky a ministerstvy vydány prováděcí nařízení a vyhlášky např. nařízení vlády 591/2006 Sb. o bližších minimálních požadavcích na bezpečnost a ochranu zdraví při práci na staveništích nebo vyhláška 499/2006 Sb. o dokumentaci staveb a další. Předmětem tohoto příspěvku není provést kompletní výčet nové legislativy pro oblast bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, ale zaměřit se na jednu specifickou činnost, a to na zajišťování bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi. Zákon o zajištění dalších podmínek BOZP Dřívější zákoník práce byl založen na principu „co není dovoleno, je zakázáno“. Současný zákoník práce je však postaven na opačném principu „co není zakázáno, je dovoleno“. Toto je také jeden z důvodů, proč jsou určité specifické pasáže týkající se bezpečnosti a ochrany zdraví při práci řešeny samostatnými právními normami. Zákon 309/2006 Sb. o zajištění dalších podmínek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (dále jen zákon o BOZP) upravuje v návaznosti na zákoník práce: a) požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovně právním vztahu, b) požadavky v oblasti poskytování služeb BOZP mimo pracovně právní vztahy. Z tohoto ustanovení by si někteří mohly odvodit, že sjednáním dodavatelské služby pro oblast BOZP se zbaví odpovědnosti za její zajišťování. Povinnost zajišťovat bezpečnost a ochranu zdraví při práci má danou zaměstnavatel v § 101 zákoníku práce, a této odpovědnosti se nemůže zprostit. Zmiňovaný zákon o BOZP pouze umožňuje zaměstnavateli si tuto činnost zajišťovat buď sám, svým zaměstnancem nebo dodavatelskou službou. Citovaný zákon v části první, hlavě první vymezuje požadavky: -

na pracoviště a pracovní prostředí, na pracoviště a pracovní prostředí na staveništi, na výrobní a pracovní prostředky a zařízení, na organizaci práce a pracovní postupy, na bezpečnostní značky, značení a signály.

64

Hlava druhá v části první je zaměřena na: - předcházení ohrožení života a zdraví z hlediska výskytu rizikových faktorů pracovních podmínek, - určení podmínek pro kontrolovaná pásma, - výčet zákazu výkonu některých prací. Hlava třetí v části první řeší podmínky: - odborné způsobilosti k výkonu úkolů v prevenci rizik a koordinátora BOZP - zvláštní odborné způsobilosti pro činnosti na technických zařízeních. Část třetí je věnována dalším úkolům zadavatele stavby, jejího zhotovitele, popřípadě osob, které se podílejí na zhotovení stavby. Podstatná část je zde věnována koordinátorovi bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi. Osoba provádějící úkoly v hodnocení a prevenci rizik Zákon stanoví zaměstnavateli povinnost zajišťovat a provádět úkoly v hodnocení a prevenci rizik možného ohrožení života nebo zdraví zaměstnanců, zaměstnává-li: a) maximálně 25 zaměstnanců, pak může tyto úkoly provádět sám, má-li k tomu potřebné znalosti, b) 26 až 500 zaměstnanců, pak může tyto úkoly provádět sám, je-li k tomu odborně způsobilý nebo jednou či více odborně způsobilými osobami, c) více než 500 zaměstnanců, pak musí zajišťovat tyto úkoly jednou nebo více odborně způsobilými osobami. Co vlastně představuje požadavek „potřebné znalosti“, pokud se zaměstnavatel rozhodne úkoly v prevenci rizik provádět sám? Každý takový zaměstnavatel si musí uvědomit, že se jedná o proces, který je složen z několika kroků. Je to proces neustále probíhající, v podstatě nekončící, neboť jakákoliv změna ve výrobě nebo na pracovišti se promítne do prevence rizik. Nejedná se pouze o sepsání nebezpečí, která se na pracovišti v danou chvíli vyskytují. Úkoly v prevenci rizik zahrnují podstatně širší oblast povinností a postupů, které je třeba chápat jako celek. Má-li zaměstnavatel takové znalosti, pak úkoly v prevenci rizik může provést sám. Toto ustanovení však již neplatí pro jeho zaměstnance. Bude-li zaměstnanec plnit úkoly v prevenci rizik u svého zaměstnavatele, musí splňovat požadavky na odbornou způsobilost.

65

Odbornou způsobilost získává osoba složením zkoušky u fyzické nebo právnické osoby akreditované Ministerstvem práce a sociálních věcí. Zkouška je složena v rozsahu přílohy č. 1 k nařízení vlády č. 592/2006 Sb. a obsahuje: a) znalost právních předpisů o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci, b) znalost povinností zaměstnavatele a práv a povinností zaměstnanců a práv povinností odborové organizace nebo zástupce pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci v bezpečnosti a ochraně zdraví při práci, c) znalost všeobecně preventivních zásad pro identifikaci nebezpečí, hodnocení, odstraňování popřípadě minimalizaci rizik při práci včetně metod předcházení pracovním úrazům a nemocem z povolání, d) dovednost při prevenci rizik spočívající v posouzení otázek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci včetně zpracování stanovené dokumentace, e) znalost povinností a podmínek poskytování osobních ochranných pracovních prostředků, jejich používání, evidence a kontroly. Koordinátor BOZP na staveništi Koordinátor bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi (dále jen koordinátor BOZP) je z pohledu našeho práva nově ustanovená funkce. Z praktického hlediska se však jedná o osobu, která má znalosti v zajišťování bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi a znalosti v oblasti stavebních činností. Zákon o BOZP vymezuje, kdo může vykonávat činnost koordinátora BOZP. Bude to ta osoba, která vykoná zkoušku u fyzické nebo právnické osoby akreditované Ministerstvem práce a sociálních věcí. Osnova zkoušky je uvedena v příloze č. 2 k nařízení vlády č. 592/2006 Sb. a obsahuje: a) znalost povinností zaměstnavatele a práv a povinností zaměstnanců a práv povinností odborové organizace nebo zástupce pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci v bezpečnosti a ochraně zdraví při práci, b) základní znalost právních a technických předpisů z oblasti výstavby a stavebnictví, znalost technologie provádění staveb a souvisejících činností, potřebných pro výkon činnosti koordinátora, c) znalost všeobecných preventivních zásad pro identifikaci nebezpečí, hodnocení, odstraňování popřípadě minimalizaci rizik při práci včetně metod předcházení pracovním úrazům a nemocem z povolání, d) znalosti a dovednosti potřebné pro zpracování plánu bezpečnosti a ochrany zdraví při práci na staveništi, e) znalost základních nástrojů komunikace. Koordinátor BOZP nemůže být totožný s osobou, která odborně vede realizaci stavby!! Docházelo by zde ke střetu zájmu, neboť ten který odborně vede stavbu (stavbyvedoucí) má prioritní zájem na plnění termínů a kvalitě 66

předaného díla, což může vzhledem k tomu vést k obcházení požadavků bezpečnostních předpisů. Koordinátora BOZP je povinen určit zadavatel stavby v případě že:

• realizace stavby bude současně prováděna zaměstnanci více než jednoho zhotovitel stavby, (abych mohl vysvětlit kdo je považován za zhotovitele stavby, musím nejdříve uvést, co je považováno za stavbu ve smyslu stavebního zákona 183/2006 Sb. Stavbou se rozumí veškerá stavební díla, která vznikají stavební nebo montážní technologií, bez zřetele na jejich stavebně technické provedení, použité stavební výrobky, materiály a konstrukce, na účel využití a dobu trvání. Dočasná stavba je stavba, u které stavební úřad předem omezí dobu jejího trvání. Stavba, která slouží reklamním účelům, je stavba pro reklamu. Stavbou, se rozumí podle okolností i její část nebo změna dokončené stavby. Změnou dokončené stavby je: a) nástavba, kterou se stavba zvyšuje, b) přístavba, kterou se stavba půdorysně rozšiřuje a která je vzájemně provozně propojena s dosavadní stavbou, c) stavební úprava, při které se zachovává vnější půdorysné i výškové ohraničení stavby; za stavební úpravu se považuje též zateplení pláště stavby. Zhotovitelem stavby je tedy každá fyzická nebo právnická osoba, která provádí výše uvedené činnosti na výše uvedeném druhu stavby) nebo, • celková předpokládaná doba trvání prací a činností je delší než 30 pracovních dnů, ve kterých budou vykonávány práce a činnosti a bude na nich pracovat současně více než 20 fyzických osob po dobu delší než 1 pracovní den nebo, • celkový plánovaný objem prací a činností během realizace díla přesáhne 500 pracovních dní v přepočtu na jednu fyzickou osobu. Je-li zadavatelem stavby fyzická osoba, která splňuje požadavky odborné způsobilosti koordinátora BOZP, pak může činnost koordinátora vykonávat sám. Počet koordinátorů se řídí rozsahem, složitostí a náročností stavebního díla. Určí-li zadavatel stavby více koordinátorů BOZP, musí vymezit pravidla jejich vzájemné spolupráce. Zákon o BOZP považuje odbornou způsobilost a zvláštní odbornou způsobilost získanou podle dosavadních právních předpisů (předpisů před nabytím účinnosti tohoto zákona) za splněnou nejdéle po dobu pěti let od 1. ledna 2007. V praxi to znamená, že činnost odborně způsobilé osoby

67

v prevenci rizik a koordinátora BOZP může vykonávat po omezenou dobu i tzv. bezpečnostní technik, který v minulosti získal příslušnou způsobilost k výkonu této činnosti. Činnost koordinátora BOZP probíhá ve dvou fázích. I. fáze – projektová příprava stavby II. fáze – v průběhu realizace stavby. V průběhu I. fáze je koordinátor BOZP povinen: - v dostatečném předstihu předat zadavateli stavby přehled právních předpisů vztahující se ke stavbě, - předat zadavateli stavby informace o rizicích, která se mohou vyskytnout se zřetelem na práce a činnosti prováděné na staveništi - předat projektantovi, popřípadě zhotoviteli stavby byl-li již určen, informace o bezpečnostních a zdravotních rizicích - provádět další činnosti stanovené prováděcím předpisem, zejména nařízením vlády 591/2006 Sb. V průběhu II. fáze je koordinátor BOZP povinen: - informovat všechny dotčené zhotovitele stavby o bezpečnostních a zdravotních rizicích, která vznikla na staveništi během postupu prací, - upozorňovat zhotovitele stavby na nedostatky při uplacování požadavků na bezpečnost a ochranu zdraví při práci, - vyžadovat zjednání nápravy a k tomu navrhovat přiměřená opatření, - oznamovat zadavateli stavby případy, kdy nebyla zhotovitelem stavby neprodleně přijata opatření ke zjednání nápravy, - provádět další činnosti stanovené prováděcím předpisem, zejména nařízením vlády 591/2006 Sb. nebo vyhláškou 499/2006 Sb. U staveb, u kterých bylo vydáno stavební povolení, nebo byly zahájeny práce přede dnem nabytí účinnosti tohoto zákona, se postupuje podle dosavadních právních předpisů, tedy se koordinátor BOZP nemusí určovat. Plán BOZP na staveništi Zadavatel stavby zajistí před zahájením prací na staveništi zpracování plánu bezpečnosti a ochrany zdraví při práci (dále jen plán BOZP), a to v případech: a) je-li určen koordinátor BOZP nebo b) jsou-li na staveništi vykonávány práce a činnosti vystavující fyzickou osobu zvýšenému ohrožení života nebo poškození zdraví:

68

• práce vystavující zaměstnance riziku poškození zdraví nebo smrti sesuvem uvolněné zeminy ve výkopu o hloubce větší než 5 m, • práce související s používáním nebezpečných vysoce toxických chemických látek a přípravků nebo při výskytu biologických činitelů podle zvláštních právních předpisů, • práce se zdroji ionizujícího záření pokud se na ně nevztahují zvláštní právní předpisy, • práce nad vodou nebo v její těsné blízkosti spojené s bezprostředním nebezpečí utonutí, • práce, při kterých hrozí pád z výšky nebo do volné hloubky více než 10 m, • práce vykonávané v ochranných pásmech energetických vedení popřípadě zařízení technického vybavení, • studnařské práce, zemní práce prováděné protlačováním nebo mikrotunelováním z podzemního díla, práce při stavbě tunelů, pokud nepodléhají dozoru orgánů státní báňské správy, • potápěčské práce, • práce prováděné ve zvýšeném tlaku vzduchu (v kesonu), • práce s použitím výbušnin podle zvláštních právních předpisů, • práce spojené s montáží a demontáží těžkých konstrukčních stavebních dílů kovových, betonových a dřevěných určených pro trvalé zabudování do staveb. Plán BOZP by měl obsahovat základní údaje o území stavby s vymezením rizik vyskytujících se v obvodu staveniště a stanovení opatření k zamezení jejích působení. Dále by měl obsahovat přehledy jednotlivých prací během výstavby s uvedením ochranných opatření týkající se osob vyskytujících se na staveništi včetně zodpovědných osob za jejich realizaci. Důležitá kapitola plánu musí řešit koordinační opatření při pracích současně prováděných, jaká stanovená ochranná zařízení budou použita pro společná užívání jako např. lešení, výtahy, stříšky apod. včetně opatření ke snížení ohrožení života a zdraví. Důležitou součásti plánu je vymezení podmíněných ochranných pracovních prostředků bez nichž nebudou činnosti na staveništi prováděny. Poslední část plánu BOZP by měla řešit četnost, odpovědnost a oprávnění v rámci kontrol pracovišť a termíny kontrolních dnů včetně seznamu podmíněných účastníků, způsobů předávání vzájemných informací a předávání pracovišť. Závěrem bych rád vzhledem k osobní dlouholeté praxi vedoucího odboru bezpečnosti práce ve velké stavební organizaci s cca 6500 zaměstnanci podotkl, že zřízením funkce koordinátora BOZP na staveništi nedochází k vytvoření úplně něčeho nového, pouze legislativní předpisy tuto činnost povyšují na úroveň, kterou si zasloužila již mnohem dříve.

69

Bývalá činnost bezpečnostních techniků ve stavebních organizacích byla zaměřena právě na ty činnosti, které dnes budou vykonávat koordinátoři BOZP. Bezpečnostní technici vyhledávali rizikové činnosti na stavbě a stanovovali k jejich eliminaci opatření, koordinovali činnosti jednotlivých subjektů tak, aby se předešlo možnému ohrožení života a zdraví osob vyskytujících se na staveništi, s určitou pravomocí vyžadovali po dotčených osobách na staveništi dodržování bezpečnostních předpisů a pokynů a stanovovali opatření k odstranění zjištěných nedostatků. Shrnu-li svou úvahu, pak původní BEZPEČNOSTNÍ TECHNIK ve stavební organizaci je dnes KOORDINÁTOR BOZP NA STAVENIŠTI. Použitá literatura: [1] Zákon 262/2006 Sb. ve znění zákona 585/2006 Sb., zákoník práce [2] Zákon 183/2006 Sb., zákon o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon) [3] Zákon 309/2006 Sb., kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v pracovněprávních vztazích a o zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při činnosti nebo poskytování služeb mimo pracovněprávní vztahy (zákon o zajištění dalších podmínek bezpečnosti a ochrany zdraví při práci) [4] Nařízení vlády 591/2006 Sb. o bližších minimálních požadavcích na bezpečnost a ochranu zdrví při práci na staveništích [5] Nařízení vlády 592/2006 Sb. o podmínkách akreditace a provádění zkoušek z odborné způsobilosti

70

Návrh modelu zkušebního požáru v silničním tunelu Ing. Petr KUČERA, Tomáš PAVLÍK VŠB-Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava-Výškovice e-mail: [email protected] [email protected] Klíčová slova silniční tunel, zkušební požár, bezpečnostní opatření, tepelný výkon Abstrakt Rozvíjející se silniční infrastruktura v České republice s sebou přinesla, zejména v hornatých a městských oblastech, potřebu vybudování bezpečných tunelů. Silniční tunel lze považovat za liniový podzemní objekt, který je charakteristický uzavřeným tubusovým prostorem a zvláštními podmínkami větrání. Právě systém větrání musí v případě požáru zajistit dostatečný odvod zplodin hoření a umožnit tak bezpečnou evakuaci osob a zásah jednotek požární ochrany. Cílem tohoto příspěvku je návrh modelu zkušebního požáru, který bude podkladem pro některé připravované zkušební požáry. Úvod Má-li mít zkouška skutečnou vypovídací hodnotu o bezpečnostních opatřeních v tunelu, je nezbytné dimenzovat zkušební požár tak, aby odpovídal reálnému požáru motorového vozidla. Je třeba zvážit tepelný výkon pravděpodobného požáru a zároveň nebezpečí poškození stavebních konstrukcí nebo technologického vybavení tunelu, které by významně prodražovalo stavbu. Mají-li se požární zkoušky stát součástí požadavků pro uvedení tunelů do provozu, je třeba konkrétně definovat i parametry zkušebního požáru. 1. Zkušební požár V ČR byly zatím prováděny jen zkoušky s hořlavými kapalinami o teoretickém výkonu do 5 MW, které odpovídají požáru osobního automobilu. Vezmeme-li v potaz přehled závažných požárů v tunelech, zjistíme, že počátečním zdrojem byly téměř vždy těžká nákladní vozidla, jejichž hořením se uvolňuje více než 100 MW. Vhodnějším kompromisem se proto jeví zkušební požár o výkonu alespoň 15-20 MW, který odpovídá dodávkovému vozu nebo autobusu, a na který by mělo být požární větrání minimálně dimenzováno. 71

I tento zkušební požár má svůj význam, protože větší požáry se v tunelech vyskytují jen zřídka a může se předpokládat, že i ony většinou začínají jako malé požáry. Důležitým faktorem pro definování minimálního zkušebního tepelného zdroje je i intenzita dopravy v tunelu a podíl nákladních vozidel na dopravě. Uznávaným předpisem stanovujícím v ČR parametry požárů dopravních vozidel jsou TP 98 – Technologické vybavení tunelů pozemních komunikací. Typické hodnoty výkonu požáru a objemu kouře motorových vozidel udává tabulka 1: Tab. 1: Výkon požáru a průtokové množství zplodin motorových vozidel [1]

5

Průtokové množství zplodin [m3/s] 20

8 – 15

30

15 – 20

50

20 – 30

60 – 80

100 200 – 300

200 300

Výkon požáru [MW]

Druh motorového vozidla osobní vůz 2-3 osobní vozy nebo osobní mikrobus dodávkový vůz (malý městský autobus) autobus nebo městský autobus bez nebezpečného nákladu těžký nákladní vůz cisterna s benzínem

Některé výkony požárů uvedené v TP 98 [1] je třeba brát pouze orientačně, neboť např. při zkouškách v Runehamaru [2] dosahoval výkon zkušebního požáru simulujícího požár nákladního vozidla až 203 MW! Nedostatkem tohoto předpisu je neuvedení celkového uvolněného tepla při požárech, které je důležité pro stanovení energetického obsahu zkušebního požáru. Empirický vztah mezi energetickým obsahem a maximálním výkonem požáru automobilu odvozený na základě zkoušek uvádí literatura [3]. Qmax = 0,868 ⋅ Qcelk Qmax = 0,866 ⋅ Qcelk kde

Qmax Qcelk

pro požár osobního automobilu pro požár nákladního automobilu

maximální výkon požáru [MW] energetický obsah požáru [GJ]

72

(1) (2)

Tento vztah byl použit i při navrhování zkušebního požáru v tunelu Valík . Je třeba zdůraznit, že vztah pro požáry nákladních automobilů byl zpracován na základě malého množství experimentů a má proto omezenou vypovídací hodnotu [3]. 1

Existují tři druhy tepelných zdrojů, které mohou být při požárních zkouškách v silničních tunelech použity:

• požár skutečného automobilu, • hoření kapaliny v otevřené nádrži, • hoření pevných látek. Každá varianta přináší určité výhody i komplikace. V následujících kapitolách budou podrobněji popsané, včetně konkrétně provedených zkušebních požárů. 2. Požáry skutečných automobilů Obecně se požáry motorových vozidel vyznačují rychlým rozvojem požáru, vysokým tepelným výkonem (a s ním související vysokou hustotou tepelného toku a teplotou) a také tvorbou velkého objemu toxických zplodin hoření. Na požárech automobilů se podílí hlavně plasty, provozní náplně, palivo, případně další vezený hořlavý náklad. Použití skutečných vozidel není při požárních zkouškách v tunelech příliš obvyklé. A to jak při výzkumných, tak ověřovacích zkouškách. Průběh hoření osobních automobilů včetně modelových zkoušek popisuje např. literatura [4]. Jedná se však o zkoušky orientované na požáry automobilů převážně v uzavřených prostorech jako jsou podzemní garáže. Důležitým poznatkem je fakt, že u novějších automobilů roste s větším použitím plastů maximální hodnota uvolňovaného tepla. Zaměření zkoušek na vnitřní uzavřené prostory ale nepředpokládalo destrukční účinky, ke kterým dochází při dopravních nehodách a které mohou způsobit deformace vozidla, jeho převrácení, rozbití skel nebo proražení nádrže s následným únikem a hořením paliva. Jak bylo naznačeno, rozvoj požáru automobilu a tepelný výkon ovlivní zejména:

• typ a rok výroby automobilu množství plastů, umístění a provedení palivové nádrže • počáteční podmínky poloha automobilu v tunelu (odstavené nebo po nehodě), (po)otevřená, rozbitá nebo zavřená okna, umístění a velikost iniciačního zdroje • přítomnost dalších hořlavých látek 1

Pro výpočet energetického obsahu byla použita normová hodnota výhřevnosti benzínu dle ČSN 73 0824.

73

množství a druh vezeného nákladu, paliva apod. • rychlost proudění vzduchu v tunelu 2.1 Požáry automobilů při zkouškách v 2nd Benelux tunelu Během požárních zkoušek byly automobily použity k zjišťování vlivu podélného větrání na rozvoj požáru a dále při testech sprinklerů [5, 6]. Jako zkušební požár byly mimo jiné použity tři osobní automobily Opel Kadette. Jedná se o osobní automobily střední třídy vyrobené v 90. letech. Počáteční podmínky byly následující [6]:

• okna byla neporušená, v předních dveřích z poloviny otevřená • palivová nádrž byla z poloviny plná, tj. obsahovala 25-30 litrů automobilového benzínu • iniciačním zdrojem byl malý tác s benzínem, který byl umístěn pod sedadlem řidiče Pro zkoušky se sprinklery, při kterých mělo být sledováno množství vznikající páry, byl jako zkušební požár použit dodávkový automobil Citroen Jumper. Počáteční podmínky byly následující [6]:

• okna byla neporušená, v předních dveřích z poloviny otevřená • zadní dveře byly pootevřené • palivová nádrž byla z poloviny plná, tj. obsahovala 40 litrů automobilového benzínu • v nákladovém prostoru se nacházelo 18 dřevěných europalet (22 kg/kus) a 3 pneumatiky • iniciačním zdrojem byl malý tác s benzínem umístěný na sedadle řidiče U všech vozidel byla odstraněna baterie a olej, pneumatiky byly propíchnuté z důvodů možných fyzikálních explozí.

Obr. 1 a 2: Automobily umístěné na speciální plošině [6]

74

Pro určení tepelného výkonu pomocí úbytku hmotnosti byla vozidla umístěna na speciální plošině, která spočívala na čtyřech tenzometrech. Podlaha plošiny se nacházela přibližně 400 mm nad povrchem vozovky. Jak vyplývá z popisu a z fotografií, spíše než situaci vzniklou při autonehodě připomínaly zkoušky požár vzniklý technickou poruchou s následným odstavením vozidla. V tomto případě by ale bylo vhodnější umístit iniciační zdroj do motorové části, ve které by byl vznik požáru za podobných okolností pravděpodobnější. Zajímavé je porovnat, jak se lišila rychlost uvolňovaného tepla u osobních automobilů, když jediným rozdílným faktorem byla rychlost proudění vzduchu (graf 1):

výkon požáru (MW)

čas (min)

Graf 1: Výkon požárů automobilů v závislosti na ventilaci, zeleně 0 m/s, modře 6 m/s. [6] 2.2 Studie pro tunel A86 Ve švýcarském testovacím zařízení v Hagerbachu byly provedeny požární zkoušky, jejichž cílem bylo zjistit, jak ovlivní nucená ventilace šíření požárů mezi vozidly v případě druhotné nehody [7]. Dále byly zkoumány možnosti mlhového hasicího zařízení. Při zkouškách bylo spáleno celkem 60 automobilů(!) se snahou o navození situací, které by při nehodách mohly nastat.

75

Obr. 3 a 4: Fotografie ze zkoušek pro tunel A86 [7] 3. Hoření kapaliny v otevřené nádrži Hoření kapaliny v otevřené nádrži patří mezi nejčastěji používané zkušební požáry. Nádrž (tác) musí být proveden z nehořlavého materiálu a odolávat teplotám vznikajícím při hoření. Při velkorozměrových zkouškách je možné použít různé hořlavé kapaliny: automobilový benzín, motorovou nafta, kerosin, heptan, toluen, metanol, případně jejich směsi. Iniciaci lze uskutečnit manuálně pomocí hořáků nebo dálkovým iniciačním zdrojem. Tepelný výkon požáru hořlavé kapaliny je mimo jejích vlastností ovlivněn zejména plochou hoření. Zvyšuje se s prohříváním kapaliny, které způsobuje rychlejší vznik hořlavých par nad hladinou. Tepelný výkon lze vypočítat podle následující rovnice [8]: .

(

Q = ∆hc A m" 1 − e − kβ ⋅d

kde

∆hc A m“ kβ d

)

(3)

spalné teplo [kJ/kg] plocha odhořívání [m2] rychlost odhořívání [kg/m2s] empirická konstanta [m-1] průměr plochy odhořívání [m]

Předpis NFPA 502 [9] uvádí pro požáry motorových vozidel mimo hodnoty výkonu a průtokového množství zplodin i plochu ekvivalentního požáru benzínu (viz. tabulka 2). Tab. 2: Výkon požáru vozidel a plocha ekvivalentního požáru benzínu dle NFPA 502 Druh vozidla

Výkon požáru [MW]

osobní automobil autobus, nákladní automobil cisterna s benzínem

5

Plocha ekvivalentního požáru benzínu [m2] 2

20

8

100

30 – 100

76

3.1 Řízený požár při 2nd Benelux Tunnel Test Provedení nádrží a systém dodávky paliva se vymyká běžně prováděným zkouškám. Pro hodnocení šíření kouře a tepla při různých podmínkách větrání bylo totiž vyžadováno, aby měl požár při opakovaných zkouškách vždy stejný průběh, navíc podobný teplotní křivce reprezentující hoření motorového vozidla [6]. Musel být proto navrhnut takový zkušební požár, u kterého by mohl být řízen jeho výkon. Celý systém se skládal ze čtyř otevřených dvouplášťových nádrží, každá o rozměrech vnitřní nádrže 1800 × 1000 × 100 mm. Vzdálenost mezi nádržemi byla 0,5 m. Palivo, směs 60 % (hmotnostních) n-heptanu a 40 % toluenu, bylo do nádrží dodáváno pomocí pneumatické pumpy. Součástí byly i neprůbojné pojistky, které zabraňovaly zpětnému šíření plamene potrubím v případě přerušení dodávky paliva.

Obr. 5 a 6: Systém otevřených nádrží použitých při 2nd Benelux Tunnel Test [6] Protože výkon požáru závisí na ploše hoření, byly nádrže nakloněny tak, aby se s výškou hladiny zvětšovala i plocha hoření2. Výkon požáru byl potom regulován přidáváním paliva do nádrží na základě monitorování výšky hladiny, hmotnosti a teploty. Při využití maximální plochy nádrže měla každá z nich mít výkon 5 MW, všechny čtyři dohromady pak 20 MW3. Iniciace probíhala manuálně pomocí hořáku, při zapalování více nádrží se postupovalo proti směru proudění vzduchu v tunelu. Ukončení zkoušek proběhlo vždy tak, že se zastavil přívod paliva do nádrží a zbylé palivo se nechalo vyhořet. Mezi vnitřní a vnější stěnou každé nádrže se nacházela voda, která zajišťovala ochlazování vnitřní stěny. Kvůli určování výkonu požáru pomocí rychlosti odhořívání byly nádrže navíc umístěny na digitálních vahách. Snímána byla i teplota paliva v nádržích.

2 3

Dvoumetrová nádrž byla na jedné straně zvednutá o 20 mm. Maximální výkon změřený při zkouškách však dosahoval jen hodnot 4 MW a 15 MW.

77

3.2 Nafta v otevřených nádržích - zkoušky sprinklerů v projektu UPTUN Požární zkoušky [10] ověřovaly účinnost mlhového hasicího zařízení a jeho efekt na výkon zkušebních požárů. Použita byla motorová nafta a dřevěné palety (viz další kapitola). Tabulka 3 a obr. 7 překládají podrobnější informace. Zajímavé je použití částečného zastřešení nádrží z lehkého betonu. Tab.3: Přehled zkušebních požárů s hořlavými kapalinami v programu UPTUN [10] Výkon požáru Druh vozidla Zkušební požár [MW] 1 nádrž s hořlavou 1 - 2 auta 5 kapalinou (2,2 m2) 2 nádrže s hořlavou malá dodávka, 2 - 3 auta 10 kapalinou (4,4 m2) 3-4 nádrže s hořlavou velká dodávka, malý 20 kapalinou autobus (6,5 - 8,5 m2) 6 nádrží s hořlavou autobus, prázdný 30 kapalinou nákladní automobil (13 m2)

Obr. 7: Systém částečně krytých nádrží použitých v programu UPTUN [10] 3.3 Zkušební požár v tunelu Valík Jednalo se o hoření 170 l automobilového benzínu v jednoduché otevřené ocelové nádrži o rozměrech 2000 × 2000 × 100 mm. Maximální výkon požáru byl 5 MW, průtokové množství zplodin 20 m3/s. Iniciace proběhla dálkově pomocí zápalného pyrotechnického systému (boosteru), k uhašení došlo vyhořením paliva. 78

Obr. 8 a 9: Zkušební požár v tunelu Valík [11] 4. Hoření pevných látek Hoření pevných látek bylo při zkušebních požárech v tunelech využito zejména k simulování požárů nákladních vozidel. Jako palivo sloužily dřevěné palety v kombinaci s plasty a pneumatikami uspořádané tak, aby připomínaly dispozici nákladového prostoru. Propracovanost modelu může být různá, od jednoduše nahromaděných palet k složitějším modelům návěsů nákladních vozidel. Výhodou oproti hoření kapaliny v otevřených nádržích je především možnost lépe simulovat rozvoj požáru s ohledem na změny v rychlosti jeho šíření v důsledku větrání. Takový model je také samozřejmě levnější než použití skutečných (nákladních) vozidel. Jeho nedostatkem může být obtížné odhadovaní tepelného výkonu při dimenzování zkoušky. Jedním z často používaných materiálů je dřevo ve formě na sebe nakupených palet. Vztah pro výpočet tepelného výkonu požáru palet uvedl Babrauskas [12]: Q = A × 970(1 + 2,14hc )(1 − 0,027 M )

kde

Q hc A M

(4)

tepelný výkon [kW] výška hromady palet [m] půdorysná plocha hromady palet [m2] obsah vlhkosti [-]

Vzorec předpokládá výhřevnost dřeva 12,3 MJ/kg a není vhodný pro hromady palet o výšce menší než 0,5 m. 4.1 Model z dřevěných palet – zkoušky sprinklerů v projektu UPTUN K ověření účinnosti mlhového hasicího zařízení byl jako zkušební požár využit jednoduchý model z dřevěných europalet [10] o teoretickém výkonu 79

30 MW, který odpovídal požáru autobusu nebo prázdného nákladního automobilu. Model tvořilo 80 palet uložených na sobě tak, že celek měřil 1,6 m × 4,8 m × 1,5 m. Část palet byly shora zakryta konstrukcí z lehkého betonu podobně jako otevřené nádrže s naftou při testech s hořlavými kapalinami. 4.2 Maketa malého nákladního automobilu – 2nd Benelux Tunnel Test Pro simulaci požáru nákladového prostoru malého nákladního vozidla byl sestaven následující model (obr. 10). Rozměry nákladového prostoru byly 4,5 m × 2,4 m × 2,5 m. Podlahu tvořily ocelové plechy, krycí konstrukce byla provedena ve dvou variantách: demontovatelný ocelový rám zakrytý plachtou nebo samonosná svařovaná hliníková konstrukce o tloušťce plechu 2 mm. Zádní část nákladového prostoru byla vždy otevřená. Vlastní náklad představovalo 36 europalet a čtyři pneumatiky. Požár byl iniciován dvěma miskami s benzínem umístěnými mezi paletami. Předpokládal se výkon požáru 20 MW a celkové uvolněné teplo 11,85 GJ. Uskutečněno bylo celkem 5 zkoušek, při kterých se zkoumal vliv podélného větrání na rozvoj požáru. Naměřený výkon požáru se pohyboval mezi 13-19 MW.

Obr. 10 a 11: Modely malých nákladních automobilů [6] Graf 2 zobrazuje průběh zkoušek a rychlost uvolňování tepla zaznamenanou při jednotlivých zkouškách. Patrný je rychlejší rozvoj požáru při použití podélného větrání.

80

výkon požáru (MW)

Čas (min)

Graf 2: Výkon požárů modelů s plachtou v závislosti na ventilaci [5] Existuje však několik okolností, které můžeme tomuto modelu vytknout. Místo, kde dochází nejčastěji ke vzniku požáru, bývá v motorové, tj. přední, části. V případě, kdy je v tunelu použito podélné větrání, je potom při odstavení vozidla šíření požáru do kabiny a nákladního prostoru zpomaleno proudícím vzduchem. Iniciační zdroje u modelu se ale nacházely právě uprostřed nákladového prostoru mezi paletami simulujícími vezený náklad. U všech modelů byla navíc zadní část zcela otevřená, takže mohl vzduch hnaný ventilátory od začátku postupovat dovnitř a podpořit tak šíření požáru ve směru proudění. Dá se říci, že v tomto případě byl průběh zkušebního požáru horší, než by tomu pravděpodobně bylo u požáru skutečného, kde by byl do prohoření plátna požár limitován omezeným množstvím oxidovadla uvnitř nákladového prostoru. 5. Hodnocení jednotlivých druhů modelů simulujících požár automobilu Nedá se říci, že by existoval ideální zkušební požár, kterým by bylo možné prověřit všechny součásti bezpečnostních opatření v tunelu a jejich vliv na požár. Každá z výše uvedených variant má své výhody i nevýhody. 5.1 Požár skutečného automobilu Požár skutečného automobilu se zdánlivě jeví jako ideální řešení pro stanovení dynamiky hoření vozidel v závislosti na rychlosti proudění vzduchu. Problémem však zůstává potřeba jednoznačně definovaného tepelného zdroje pro ověřovací zkoušky. Vycházíme-li totiž z předpokladu, že zkouška má prokázat, že bezpečnostní opatření v tunelu jsou dostatečná pro modelový požár o konkrétních parametrech (daných hodnotou tepelného výkonu a průtokového 81

množství zplodin), jeví se požár skutečného automobilu jako méně vhodný. Mohly by nastat situace, kdy zkouška dopadne úspěšně, ale nebude při ní dosaženo např. požadovaného rozsahu hodnot tepelného výkonu. Aby bylo tomuto zabráněno, musely by být před vlastní zkouškou provedeny referenční požáry pro daný reprezentativní typ vozidla a pro identické počáteční podmínky, při kterých by byly změřeny potřebné parametry, což by ale značně prodražovalo zkoušku. Skutečný automobil využijeme tam, kde by jednodušší zkušební požáry nebyly dostatečně průkazné. Příkladem mohou být zkoušky zaměřené na výzkum šíření požáru mezi vozidly, možnosti hašení stabilními hasicími zařízeními a podobně. Automobily je možné při zkoušce upravit tak, aby simulovaly situace vzniklé při dopravních nehodách. 5.2 Hoření kapaliny v otevřené nádrži Použití hořlavé kapaliny v otevřených nádržích je využíváno zejména kvůli jednoduchosti celého zařízení. Nespornou výhodou je i možnost relativně přesně předem vypočítat tepelný výkon a průtokové množství spalin zkušebního požáru před vlastní zkouškou, čímž odpadá nutnost provádění referenčních požárů. Vhodné je tam, kde je třeba porovnat různé pracovní režimy a podmínky při stejném zkušebním požáru, tedy i při ověřovacích zkouškách. Aby byl průběh zkušebního požáru podobný rozvoji skutečného požáru, může být použito více menších nádrží, které budou zapalovány postupně. Naopak nevýhodné bude použití např. při zkouškách zjišťujících možnosti hašení stabilními hasicími zařízeními nebo vliv větrání na rozvoj požáru apod. Také složení spalin neodpovídá požáru skutečného vozidla. 5.3 Hoření pevných látek Model sestavený z pevných látek je jakýmsi kompromisem – rozvoj a průběh požáru se podobá požárům skutečných vozidel, je ale snadněji předvídatelný a z ekonomického hlediska nenáročný. Jediným problémem zůstává obtížné stanovení rychlosti uvolňování tepla jen na základě výpočtů. 6. Navrhovaný model Zkušební požár je navrhován ve dvou variantách: automobilový benzín v otevřených nádržích a model z dřevěných palet. Benzín a dřevěné palety byly vybrán jako palivo z důvodů dostupnosti a nízké ceny.

82

6.1 Automobilový benzín v otevřených nádržích Vstupní hodnoty jsou následující: ∆hc A m“ kβ Qmax

výhřevnost (kJ/kg) plocha odhořívání (m2) rychlost odhořívání (kg/m2s) empirická konstanta (m-1) tep. výkon os. automobilu (MW) tep. výkon dodávkového automobilu (MW) průměr plochy odhořívání (m) hustota benzínu (m3/kg)

d ρ

43 700 kJ/kg 2,15 m2 0,055 kg/m2s 2,1 m-1 5 MW 15 MW 1,65 m 770 m3/kg

Výpočet celkového množství benzínu pro požár osobního automobilu (5 MW): Qmax = 0,868 ⋅ Qcelk Qcelk = Qmax / 0,868 = 5 / 0,868 = 5,76 GJ

mbenzín = Qcelk / hc = 5,76 ⋅ 10 6 / 43700 = 132 kg Vbenzín = mbenzín / ρ benzín = 132 / 770 = 0,17 m3 ≈ 170 l benzínu

Výpočet plochy odhořívání benzínu pro zkušební požár o tepelném výkonu 5 MW:

) Q = 43700 ⋅ 2,15 ⋅ 0,055(1 − e .

(

Q = ∆hc A m" 1 − e − kβ ⋅d

−2 ,1⋅1, 65

) ≈ 5 MW

→

plocha odhořívání A = 2,15 m2

Pro zkušební požár osobního automobilu o výkonu 5 MW bude použito 170 l automobilového benzínu odhořívajícího z otevřené nádrže o ploše 2,15 m2. Hladina kapaliny by se měla nacházet ve výšce přibližně půl metru nad vozovkou. Výpočet celkového množství benzínu pro požár dodávkového automobilu: Qmax = 0,866 ⋅ Qcelk Qcelk = Qmax / 0,866 = 15 / 0,868 = 17,32 GJ mbenzín = Qcelk / hc = 17,32 ⋅ 10 6 / 43700 = 396 kg Vbenzín = mbenzín / ρ benzín = 396 / 770 = 0,515 m3 ≈ 515 l benzínu

83

Pro zkušební požár odpovídající dodávkovému automobilu nebo městskému autobusu o výkonu 15 MW bude použito 684 l automobilového benzínu odhořívajícího ze tří otevřených nádrží o celkové ploše 6,45 m2 (jedna nádrž o ploše 2,15 m2 obsahuje 172 l). Nádrže budou zapalovány postupně v intervalu přibližně 100 sekund4 v postupném pořadí proti směru proudění vzduchu v tunelu. Iniciaci se doporučuje provést dálkově pomocí pyrotechnického zápalného systému. Vzdálenost mezi nádržemi by měla být taková, aby nedošlo k předčasnému rozšíření požáru. 6.2 Model z dřevěných palet Vlastnosti europalety:

• rozměry 1200 mm × 800 mm × 0,145 mm • hmotnost ≈20 kg • výhřevnost dle ČSN 73 0824 (dřevo jehličnaté 15% vlhkost) je 17 MJ.kg-1 Požár osobního automobilu bude představovat celkem 11 europalet uspořádaných podle obrázku 12.

pohled z boku

Obr. 12: Rozmístění palet představujících požární model osobního automobilu Požár odpovídající dodávkovému automobilu nebo městskému autobusu bude představovat 40 europalet uspořádaných dle obr. 13.

4

Předpokládá se lineární nárůst rychlosti uvolňování tepla 3 MW/min.

84

Pohled z boku

Pohled shora

Obr. 13: Rozmístění palet představujících požární model dodávkového automobilu Pro odhad maximální rychlosti uvolňování tepla využijeme rovnici (4). osobní automobil5:

12 europalet → A = 1,92 m2, hs = 0,87 m, M = 0 Q = 1,92 × 970(1 + 2,14 ⋅ 0,87 ) = 5,3 MW 10 europalet → A = 1,92 m2, hs = 0,725 m, M = 0 Q = 1,92 × 970(1 + 2,14 ⋅ 0,725) = 4,8 MW

Požáru osobního automobilu o výkonu Qmax ≈ 5 MW bude přibližně odpovídat hoření 11 europalet. Energetický obsah je přibližně 3,7 GJ. dodávkový automobil:

40 europalet → A = 3,84 m2, hs = 1,45 m, M = 0 Q = 3,84 × 970(1 + 2,14 ⋅ 1,45) = 15,3 MW ≈ 15 MW

Požáru dodávkového automobilu o výkonu Qmax ≈ 15 MW bude přibližně odpovídat hoření 40 europalet. Energetický obsah je přibližně 13,6 GJ. Pro zvýšení obsahu sazí v kouři je vhodné přidat i další látky, jejichž hořením se uvolňuje hustý černý kouř. Dostupným materiálem mohou být gumové (pryžové) pneumatiky. Jedna pneumatika určená pro osobní automobil váží přibližně 7,5 kg a její výhřevnost je dle ČSN 73 0824 [13] (pryž, guma) 35 MJ.kg-1. K modelu osobního automobilu by bylo vhodné přidat alespoň dvě pneumatiky a k modelu dodávkového automobilu čtyři pneumatiky6. Energetický obsah modelů by tak stoupl na 4,2 GJ a 14,7 GJ Iniciačním zdrojem může být nádoba s o rozměrech 300 mm × 300 mm × 100 mm umístěná v prostoru pod paletami. Jako palivo je použit benzín v množství přibližně 2 l. Podobný iniciační zdroj navrhuje i [14]. 5

Protože rovnice (4) umožňuje vypočítat rychlost uvolňování tepla jen z pravidelné hromady palet ve tvaru kvádru, byl proveden průměr z hodnot pro 10 a 12 palet.

6

Jedná se pouze o odhad, který není podložený přesnými výpočty.

85

Závěr Návrh modelu zkušebního požáru je složitou záležitostí. Průběh a maximální výkon zkušebního požáru by měl odpovídat rozvoji požáru skutečného automobilu. Doposud byly v ČR využity jen modelové požáry ve formě hoření kapaliny v otevřené nádrži o výkonu 5 MW, který odpovídá požáru osobního automobilu. Jako perspektivnější se do budoucna jednoznačně jeví použití tuhých hořlavých látek. V článku jsou uvedeny dva návrhy modelů představujících požár vozidla – benzín odhořívající z otevřených nádrží a model z dřevěných europalet doplněný pneumatikami. Oba modely jsou navrženy ve dvou variantách dle tepelného výkonu 5 MW (odpovídá osobnímu automobilu) a 15 MW (dodávkový vůz, malý městský autobus). Provádění požárních zkoušek by se v budoucnu mělo stát samozřejmou součástí procesu uvádění silničních tunelů provozu. Požární zkoušky mohou odhalit chyby v požárně bezpečnostním řešení tunelu, především pak v požárním větrání, které je nepostradatelné pro zajištění bezpečné evakuace. Jednotlivé poznatky z provedených požárních zkoušek mohou být dále zevšeobecněny a zapracovány do předpisů řešících problematiku požární ochrany silničních tunelů.

Příspěvek byl napsán v rámci výzkumného bezpečnostního projektu „Výzkum nových principů a metod v rámci opatření ochrany obyvatelstva, krizového řízení a zvýšení připravenosti IZS v případě možných účinků chemických, radiačních a jaderných zbraní a jiných nebezpečných látek. Bezpečnostní výzkum v rámci bezpečnostního systému ČR, predikce budoucích změn bezpečnostního prostředí a jejich dopad na bezpečnostní politiku“ VD20062010A06 Literatura [1] TP 98 – Technologické vybavení tunelů pozemních komunikací (technické podmínky). Ministerstvo dopravy, Odbor pozemních komunikací, ELTODO EG a.s., 2004. [2] Runehamar Fire Tests URL [cit. 30. 3. 2007] [3] LÖNNERMARK, A. On the Characteristics of Fires in Tunnels. Lund, 2005. Doctoral Thesis, Lund University. ISBN 91-628-6637-0 [4] MANGS: On the fire dynamics of vehicles and electrical equipment. VTT Publications 521, ESPOO, 2004. ISBN 915-38-6283-9

86

[5] LEMAIRE, T., KENYON, Y. Large Scale Fire Tests in the Second Benelux Tunnel. In Fire Technology, 42. 329-350. USA, 2006. [6] Project ‚Safety Test‘, Report on Fire Tests. Directorate-General for Public Works and Water Management, Civil Engineering Division, Utrecht. Srpen 2002. [7] WEATHERILL, A. GUIGAS, X. BOUTELOUP, CH. Tunnel Ventilation as a Fire-Fighting Measure – Benefits, Drawbacks and Additional Measures. [8] KARLSSON, B. QUINTIERE J.G. Enclosures Fire Dynamics. CRC Press, USA, 2000. ISBN 0-8493-1300-7 [9] NFPA 502: Standard for Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access Highways. National Fire Protection Association, 2004. [10] OPSTAD, K., STENSAAS, J., P.: Fire mitigation measures. Safe & Reliable Tunnels, Second International Symposium. Lausanne 2006. [11] DVOŘÁK, O. Zpráva o výsledcích měření při požárních zkouškách v tunelu Valík dne 25. 5. 2006. Č.j. PO-131/TÚPO-2006, Praha, červen 2006. [12] Babrauskas, V. Burning Rates - SFPE Handbook of fire Protection Engineering. Boston, National Fire Protection Association, 1988. [13] ČSN 73 0824 - Požární bezpečnost staveb. Výhřevnost hořlavých látek. Federální úřad pro normalizaci a měření, 1992. [14] ARVIDSON, M. VAARI, J. A preparatory study of appropriate fire test procedures for sprinkler systems on ro-ro cargo decks.

87

Expertíza explózie Ing. Eva MRAČKOVÁ, PhD. Technická univerzita vo Zvolene, Drevárska fakulta, Katedra protipožiarnej ochrany T. G. Masaryka 24, 960 53 Zvolen, Slovensko e mail: [email protected] Martin DIOVČOŠ, dipl. ing. zaštite od požara, Direktorat civilnog vazduhoplovstva Republike Srbije 11070 Novi Beograd, Omladinskih brigada 1 tel./fax: + 381 11 228 64 64 e mail: [email protected] Kľúčové slova: explózia, analýza, skvapalnený ropný plyn (LPG), zemný plyn Abstrakt: Tento článok analyzuje explóziu v obytnej budove, ktorú mohla zapríčiniť zmes skvapalneného ropného plynu (LPG) so vzduchom alebo zmes zemného plynu so vzduchom. Analýzou možných príčin explózie bolo zisťovanie spôsobu a dokazovanie so zdôvodnením príčiny explózie. 1. Úvod Explózie často sprevádzajú ľudskú činnosť, tak ako v bežnom živote, tak aj v priemysle. Nastávajú v akomkoľvek prostredí, pričom zapríčiňujú havárie a požiare. Najčastejšie vznikajú vo výrobných prevádzkach, v skladoch horľavých kvapalín a plynov, často v doprave, kde sa ako pohonné látky používajú rôzne druhy palív. Explózie nie sú zriedkavé ani v domácnostiach, kde sa ako energia používa skvapalnený ropný plyn alebo zemný plyn. Explózie spôsobujú veľké hmotne škody, straty na ľudských životoch a zranenia. Keďže explózie majú ničivé dôsledky, zistiť príčinu explózie je často sťažené. Vyžaduje si okrem poznania stôp, ktoré zanechávajú explózie, aj poznanie teórie vzniku explózií a ich reakcie, ktoré sa vytvárajú v procese explózií. Každá koncentrácia plynu alebo pár horľavých kvapalín v zmesi so vzduchom nie je výbušná. Aby došlo k explózii plynu alebo pár horľavých kvapalín v zmesi s vzduchom je potrebné, aby sa horľavý plyn, resp. pary horľavých kvapalín, nachádzali v určitom pomere so vzduchom. Minimálna koncentrácia plynu alebo pár horľavých kvapalín so vzduchom, pri ktorej 88

nastáva explózia, sa nazýva dolná medza výbušnosti (DMV). Hranica, pri ktorej prestáva explozívna atmosféra plynu alebo pár v zmesi so vzduchom reagovať, sa nazýva horná medza výbušnosti (HMV). Interval medzi DMV a HMV sa nazýva rozsah výbušnosti. Plyny alebo pary horľavých kvapalín sú nebezpečnejšie ak je DMV nižšia a rozsah výbušnosti širší [1]. So zvyšovaním alebo znižovaním koncentrácie od c(opt) sa výbuchový tlak a rýchlosť narastania výbuchového tlaku znižujú smerom k medziam výbušnosti DMV a HMV. Mimo tieto medze nie je možné samostatné šírenie výbuchu v zmesi. Dolná medza výbušnosti predstavuje nedostatok horľavej látky v zmesi s oxidačným prostriedkom. Naopak horná medza výbušnosti predstavuje nedostatok oxidačného prostriedku v zmesi [1]. Aby došlo k explózii horľavého plynu alebo pár horľavých kvapalín, zmesí plynu alebo pár so vzduchom koncentrácia sa musí nachádzať v rozsahu výbušnosti. Iniciačným zdrojom daného horľavého systému sa môže stať predmet alebo látka, ktoré majú určitú teplotu a sú schopné po určitý čas odovzdávať potrebné množstvo energie príslušného druhu. (Transport energie musí byť potrebnej intenzity). Iniciačný zdroj sa vždy vzťahuje k určitému výbušnému alebo horľavému systému, k určitej látke. Výnimku tvoria iniciačné zdroje, ktoré sú schopné iniciovať prakticky všetky horľavé súbory, ako napr. plameň, alebo žeravý povrch [1]. 2. Explózia plynu v obytnej budove V rodinnom obytnom dome došlo k explózii plynu. Budova bola staršia, prízemná a podľa plánu obsahovala spálňu (1), obývačku (2), chodbu (3), komoru (4) a kuchyňu s jedálňou (5) – spolu 72 m2. Všetky miestnosti boli o výške 2,30 m. Vedľa budovy prechádzalo podzemné plynové potrubie so zemným plynom, budova však nebola pripojená na túto sieť. Na samotnej budove bolo nainštalované merné regulačné zariadenie zemného plynu, ale domová inštalácia na tejto budove nebola vykonaná. V kuchyni tejto obytnej budovy bol plynový sporák, pripojený na fľašu skvapalneného ropného plynu. To bola jediná plynová prípojka v tejto obytnej budove.

89

1 4 5

2

3 podzemné plynové potrubie

Obr. 1. Rozvrhnutie miestností v obytnej budove

Ráno o 05.00 hodine v spálni (miestnosť číslo 1) došlo k explózii. Majiteľ domu v snahe zapáliť si prvú rannú cigaretu ešte v posteli, zapaľovačom aktivoval zmes horľavého plynu a vzduchu. Explózia zapríčinila v tejto izbe veľké škody. Zisťovateľ príčin požiaru konštatoval, že následkom explózie došlo k bočnému posunutiu stien v spálni. Najväčší posun nastal v hornej časti miestnosti. Bola poškodená povala a okno s rámom boli vyhodené mimo miestnosť. Popráskali sklá na dverách medzi izbou číslo 1 a číslo 2 a rozbité sklo bolo rozsypané po podlahe v miestnosti číslo 2. Drevený drobný nábytok v tejto miestnosti obhorel a syntetická záclona, ktorá bola na dverách, medzi miestnosťou číslo 1 a číslo 2 zhorela, jej zvyšky boli nájdené na opačnej strane miestnosti číslo 2. Povala v miestnosti číslo 2, vytvorená zo sadrových platní, popraskala z dolnej strany a v miestnosti číslo 2 boli vyrazené dvere. Na dverách miestnosti číslo 1, ktoré boli čiastočne zasklené, z vnútornej strany bola poškodená farba, čo vykazovalo vplyv vysokej teploty v tejto miestnosti. Takéto poškodenia neboli na povrchu týchto dverí, ktoré sa nachádzali v miestnosti číslo 2, čo nasvedčovalo, že vo chvíli explózie boli zatvorené. Explozívne horenie sa odohralo v miestnosti číslo 1, ale nie i v miestnosti číslo 2. V miestnosti číslo 1 boli obhorené textilné materiály. V ostatných miestnostiach neboli stopy po horení ani mechanických poškodeniach. Fľaša skvapalneného ropného plynu, úhrnnej hmotnosti 8 kg, ktorá sa nachádzala v kuchyni (miestnosť číslo 5), nebola poškodená a ventil na fľaši bol zatvorený, čo znamenalo, že skvapalnený ropný plyn explóziu nezapríčinil. Na základe toho bolo pravdepodobné, že explóziu zapríčinila zmes zemného plynu a vzduchu v miestnosti číslo 1, a že explóziu zemného plynu vyvolal plameň zapaľovača na cigarety, ako iniciátor.

90

Tu boli splnené predpoklady k explózii, že v uzavretom priestore sa vyskytla potrebná koncentrácia horľavej látky (plynu) v zmesi s oxidačným prostriedkom a bol prítomný dostatočne silný iniciačný zdroj. Poškodený majiteľ rodinného domu podal žalobu na vykonávateľa plynovej mestskej inštalácie, lebo existovalo podozrenie, že nekvalitne vykonané práce zapríčinili únik zemného plynu z pouličného plynového potrubia. Týmto spôsobom zemný plyn vyplnil miestnosť číslo 1 spomínanej obytnej budovy a po iniciovaní spôsobil vznik explózie. Súd určil súdneho znalca, ktorý dostal za úlohu zistiť, či zemný plyn mohol zapríčiniť explóziu a akým spôsobom sa dostal plyn do spálne – izba číslo 1. 3. Znalecké posúdenie príčin explózie V kuchyni, miestnosť číslo 5 mohla vyvolať explóziu fľaša skvapalneného ropného plynu (LPG) alebo v miestnosti číslo 1, prípojka zemného plynu z mestského potrubia. Vypracovaním znaleckého posudku bolo potrebné zistiť, ktorý plyn zapríčinil explóziu. 3.1 Skvapalnený ropný plyn ako možná príčina explózie Pod pojmom "Skvapalnený ropný plyn" (LPG) sa rozumie každý produkt, ktorý sa v podstate skladá z nasledujúcich uhľovodíkov: propán, propén, (propylén), bután, isobután, iso-butylén a butén (butylén). V našich podmienkach je to zatiaľ zmes propán-butánu podľa STN 65 6482. Propán (C3H8) - je bezfarebný horľavý plyn. Je obsiahnutý v zemnom plyne. Získava sa krakovaním plynov a ropy. V zmesi s butánom sa používa na pohon motorových vozidiel. Bután (C4H10) - je ľahko skvapalniteľný plyn, so vzduchom tvorí výbušnú zmes. Vzniká ako vedľajší produkt pri syntetickej výrobe benzínu. Tab. 1 Niektoré fyzikálne a chemické vlastnosti Vlastnosť relatívna molekulová hmotnosť špecifická hmotnosť pri 15 C(kg/l) teplota varu ( C)

Propán 44,09

Bután 58,12

Benzín

0,508

0,584

0,73-0,78

-42,2

-0,6

30-225

91

výhrevnosť oktánové číslo stechiometrický pomer medza výbušnosti (% objemu)

46,1 111 15,8

45,46 103 15,6

2,1 ÷ 9,5

1,5 ÷ 8,5

44,03 96-98 14,7

Propán - bután a ich zmesi sú bez farby, chuti a zápachu. Nie sú jedovaté, ale sú nedýchateľné. V plynnom skupenstve sú ťažšie ako vzduch a pri úniku vypĺňajú najnižšie miesta pod úrovňou okolitého priestoru - kanálové vstupy, priehlbne, jamy, vstupy do inžinierskych sietí. V nevetraných priestoroch sa pomaly rozptyľujú. V zmesi so vzduchom vytvárajú pri príslušnej koncentrácii výbušnú zmes. V kvapalnom skupenstve sú ľahšie ako voda [2]. Za predpokladu, že fľaša skvapalneného ropného plynu (LPG) bola plná, mohlo v nej byť maximálne 5 kg tejto horľavej látky. Ak všetok plyn unikol z fľaše, aby prišlo k explózii v miestnosti číslo 5, musel by vyplniť celý objem rodinného domu, ktorý mal 165,6 m3. Propán-bután je vlastne zmes propánu a butánu v pomere 50% : 50% a jej DMV je 1,5 až 2,1 objemových percent. Relatívna hustota plynu je 1,82, čo znamená, že je ťažší ako vzduch. HMV tohto plynu je 9 obj. %. C3H8 – propán, má relatívnu molekulovú hmotnosť 44 C4H10 – bután, má relatívnu molekulovú hmotnosť 58 Úhrnná relatívna molekulová hmotnosť týchto dvoch plynov je 102 a keďže ich vzájomná zmes je 50:50, relatívna molekulová hmotnosť zmesi propán-butánu je 51. Vo fľaši úhrnnej hmotnosti 8 kg, mohlo byť najviacej 5 kg propán – butánu, takže sa výpočtom zistilo že: Medzi hmotnosťou látky a látkovým množstvom platí vzťah: M= kde:

(1)

m n

M - mólová hmotnosť [g.mol-1] m - hmotnosť látky [g] n - látkové množstvo [mol] Dosadením do vzťahu dostaneme:

n =

m 5000 = = 98,03 mol 51 M

92

Mólový objem plynu za normálnych podmienok je: Vm = 22,41 dm3.mol-1, preto 98,03 mólov propán-butánu má objem: V (propán-butánu) = 22,41 dm3.mol-1 . 98,03 mol = 2 196,08 dm3 plynu Mólovy objem skvapalneného ropného plynu (LPG) je 2 196,08 dm3 = 2,196 m3 To znamená, z 5 kg fľaše skvapalneného ropného plynu (LPG) mohlo uniknúť maximálne 2,196 m3 plynu. Vzhľadom na to, že je DMV skvapalneného ropného plynu 1,5 obj. %, toto množstvo plynu mohlo vytvoriť explozívnu koncentráciu plynu a vzduchu za nasledovných okolností: 1,5 obj. % ..............100 obj. % 2,196 m3 ............... x m3 x=

2,196 ⋅ 100 = 146,4 m3 1,5

Z uvedeného výpočtu je zrejmé, že plyn z fľaši v ktorej mohlo byť maximálne 5 kg LPG, nemohla vytvoriť zmes so vzduchom potrebnú na vznik explózie, ani za predpokladu, že fľaša bola plná a že všetok plyn unikol len do miestností domu lebo maximálny objem vzduchu v ktorom sa môže vytvoriť DMV je 146,4 m3. Keďže úhrnný objem všetkých miestnosti v tejto budove bol väčší a podľa výpočtu vyšiel 165,6 m3, mohlo sa konštatovať, že skvapalnený ropný plyn ani za ideálnych podmienok (bez úniku mimo miestnosti budovy), nemohol vyvolať explóziu, lebo by také množstvo pár skvapalneného ropného plynu v byte obytnej budovy bolo pod DMV. Druhú možnosť, že skvapalnený ropný plyn zapríčinil explóziu, vylúčili stopy po explózii. Keby explóziu zapríčinil skvapalnený ropný plyn (LPG), explozívne horenie by bolo evidentné vo všetkých miestnostiach lebo v tom prípade by existovala na celom priestore explozívna koncentrácia LPG a vzduchu. Keďže sa nevyskytovali stopy po explózii v ostatných miestnostiach okrem v miestnosti číslo 1, LPG je vylúčené ako príčina explózie. 3.2. Zemný plyn (ZP) ako možná príčina explózie Zemný plyn nemá nijaký zápach, aby ho bolo pri úniku možné zaregistrovať, pridávajú sa k nemu chemikálie. Zemný plyn sa skladá z niekoľkých časti :

93

Tab. 2 Chemické zloženie zemného plynu Zložka Metán Etán Propán Bután Oxid uhol. Dusík

Vzorec CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2 N2

Podiel (%) 95,0 2,3 0,7 0,3 0,2 1,5

Niekedy sa v zemnom plyne nachádza aj hélium. Pri spaľovaní sa zo zemného plynu uvoľňuje veľké množstvo tepelnej energie, preto má veľký význam ako priemyslové palivo, ktoré nahradzuje jedovatý svietiplyn [3]. Zemný plyn sa môže spracovať priamo tzv. parciálnou oxidáciou na metanol alebo parciálnou dehydrogenáciou na ľahké alkény a aromaty alebo nepriamo cez syntézy plyn na metanol a celý rad chemikálií cez metanol, alebo priamo zo syntézneho plynu. Fyzikálne charakteristiky Tieto charakteristiky sú len približné, pretože sa podľa zloženia na rôznych nálezísk líšia. Hustota: ρ = 0,7 g/m³ (suchý plynný) nebo 400 kg/m³ (kvapalný) Zápalná teplota: t = 650 °C Výhrevnosť: 16 - 34 MJ/m³ (plynný) Oktánové číslo pri použití v spoľovacích motorov: 120 – 130 Druha možnosť skúmania explózie je, že ju zapríčinil zemný plyn (ZP). Priemerné zloženie ZP má nasledovné vlastnosti:

• DMV je 4,5 obj. %, a • HMV je 13,5 obj. %. Zemný plyn je ľahší ako vzduch a v prípade úniku z potrubia v zatvorenom priestore, vypĺňa horné vrstvy miestnosti. Objem miestnosti, v ktorej nastala explózia bol 46 m3, a aby vznikla DMV zemného plynu v tejto miestnosti, bolo potrebné: 46 m3 vzduchu .................. 100 % x m3 .................................. 4,5% x=

46 ⋅ 4,5 = 2,07 m3 zmesi vzduchu a zemného plynu 100

94

Táto koncentrácia zemného plynu a vzduchu bola reálne možná, lebo plyn v potrubí bol pod stálym tlakom od 0,9 barov a mohol neustále unikať z pravdepodobne poškodeného potrubia. Previerkou správnosti spoja na mernom regulačnom zariadení umiestnenom vedľa obytnej budovy, bolo konštatované, že zariadenie je v poriadku, čo znamenalo, že zemný plyn týmto smerom neunikal. Hlavné potrubie zemného plynu bolo vzdialené od obytnej budovy 3,00 m, v hĺbke 0,80 m. Po odkopaní potrubia sa zistilo, že plastické rúry o priemere Ø 40 mm neboli spojené zvarovanim, ale pomocou plastizolu. Na tých miestach bola cítiť vôňa merkaptanu, ktorým bol odorizovaný zemný plyn. Konštatovalo sa, že sa zemný plyn, keďže je ľahší ako vzduch pri unikaní na mieste spoja potrubia pohyboval smerom hore cez podzemné kanály, ktoré viedli v zemi a následkom hnitia dreva, staršie obydlie, zemný plyn naplnil miestnosť číslo 1, kde vznikla potrebná koncentrácia plynu a vzduchu. Znamená to, že príčina explózie bol zemný plyn, ktorý unikol na poškodenom spoji potrubia, pohyboval sa smerom nahor a vchádzal do miestnosti číslo 1 obytnej budovy, kde po iniciovaní došlo k výbuchu. Iniciačným zdrojom v tomto prípade bol zapaľovač na cigarety. 4. Záver Bezpečnosť a spoľahlivosť plynových zariadení ovplyvňuje celý súbor požiadaviek od etapy zámeru až po etapu ukončenia ich životnosti. Zo štatistiky šetrenia nehôd a havárií vyplýva, že najväčšie zaťaženie rizikovými faktormi spôsobuje etapa prevádzky zariadenia s vplyvom ľudského činiteľa a tzv. spontánne úniky plynu spôsobené:

• porušením pevnosti zariadenia napr. vplyvom vykonávania zemných prác; • stavebnými prácami v objekte; • nedostatočným ukotvením plynovodu pri súčasnom zaťažovaní ďalšími konštrukciami, uchytením ďalších technických zariadení apod.; • neoprávnenými zásahmi do zariadení; • dôsledkom tepelného pôsobenia vplyvom požiaru. Stále najväčší podiel na haváriách v dôsledku úniku plynu predstavuje etapa uvádzania zariadení do prevádzky – napúšťanie plynu [4].

95

Kritéria tesnosti pri prevádzke plynovodu Únik plynu pod 1 liter/hod Plynovod tesný – prevádzkyschopný Únik plynu od 1 litra/hod do 10 litrov/hod - tesnosť plynovodu znížená, plynovod je prevádzkyschopný – utesnenie nutné vykonať do 30 dní po skúške Únik plynu na 10 litrov/hod - plynovod je netesný Pravidelnými kontrolami potrubí s rozvodom zemného plynu, tak ako je uvedené v predpisoch bude čoraz menej dochádzať k nešťastiam v obytných domoch [5], ktoré s týmito rozvodmi súvisia. Literatúra [1] DAMEC, J.: Protivýbuchová prevence, SPBI Spektrum, VŠB TU Ostrava, 1998 [2] ROSICKÁ, Z.: Vnitřní bezpečnost a bezpečnost jako systém. In Konference Crisis Management Bezpečnost – Připravenost – Ochrana obyvatelstva. Brno: Univerzita Obrany, 2006. ISBN 80-7231-147-7 [3] FLEISSIG, P.: Analýzy rizik v havarijním plánování, sborník přednášek semináře Explózie, Technická univerzita Zvolen, 16.11.2005,ISBN 80-2281526-8 [4] TUREKOVÁ, I.: Mechanizmy odbúravania stratosférického ozónu. In.: CO-MAT-TECH 1999, MtF STU Trnava. 1999. str. 463 – 468. [5] URBÁNEK,J.F. Civilní nouzové plánování. Skripta Univerzita obrany (2006) ISBN 80-7231-035-6.

96

Kontrola provozuschopnosti požárního odvětrání s využitím kouřových generátorů Ing. Jiří POKORNÝ, Ph.D. Hasičský záchranný sbor Moravskoslezského kraje Výškovická 40, 700 44 Ostrava-Zábřeh e-mail: [email protected] Homepage:www.jiripokorny.net Eva MIKULOVÁ VŠB-TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava-Výškovice e-mail: [email protected] Klíčová slova Požární odvětrání, generátor, pohyb plynů

funkční

zkoušky,

provozuschopnost,

kouřový

Abstrakt Příspěvek se zabývá posouzením možnosti ověřování provozuschopnosti požárního odvětrání vyvíječi umělého kouře (generátory kouře). Analýza činitelů ovlivňujících pohyb kouře při požárech a při normální situaci a následně provedená měření některých parametrů kouře vyvíjeného kouřovými generátory, jsou podkladem pro závěrečné posouzení využitelnosti generátorů při funkčních zkouškách požárního odvětrání. Úvod Požární odvětrání je technické zařízení, které svou přítomností podmiňuje existenci mnohých staveb. Správná funkce všech technických zařízení vyžaduje bezchybný návrh, odbornou montáž, ověření provozuschopnosti před uvedením do provozu, systematickou kontrolu a pravidelnou údržbu. Zanedbání nebo podcenění některé z citovaných oblastí může vést v konečném důsledku k nesprávné funkci technického zařízení a nenaplnění očekávaných cílových stavů. Příspěvek bude dále zaměřen na oblast ověřování provozuschopnosti požárního odvětrání před uvedením do provozu, zejména pak na předpisy požadovanou funkční zkoušku. Přístup montážních firem i orgánů státní správy k provádění funkčních zkoušek a prokazování provozuschopnosti požárního odvětrání před uvedením do provozu je značně odlišný. V některých případech jsou při funkčních 97

zkouškách využívány kouřové generátory vyvíjející bíle zbarvený dým. Cílem příspěvku je prezentovat dílčí výsledky diplomové práce, které mohou poskytnout odpovědi na rozsah využitelnosti generátorů kouře pro tyto praktické aplikace (funkční zkoušky). Rozdělení požárního odvětrání z pohledu řešené problematiky Právní a technické předpisy v oblasti požární ochrany stanoví téměř u každé stavby požadavek na instalaci požárně bezpečnostních zařízení. Požárně bezpečnostní zařízení jsou systémy, technická zařízení a výrobky pro stavby podmiňující požární bezpečnost stavby nebo jiného zařízení. Jedním z druhů požárně bezpečnostních zařízení je rovněž požární odvětrání. Požární odvětrání lze rozdělit na dvě základní kategorie, a to zařízení pro odvod kouře a tepla (ZOKT) nebo ostatní druhy požárního odvětrání (OPV). Rozdělení požárního odvětrání je schématicky naznačeno na obr 1.

Obr. 1 Základní členění požárního odvětrání V prostorách s požárním rizikem je navrhováno zpravidla ZOKT. Cílem tohoto zařízení je prioritně odvod tepla a zplodin hoření po stanovenou dobu z daného prostoru. Rozsah využitelnosti popisovaného požárně bezpečnostního zařízení je však ve skutečnosti podstatně širší. V prostorách bez požárního rizika nebo prostorách obdobných jsou navrhovány zpravidla OPV (např. chráněné únikové cesty). V těchto případech je cílem požárního odvětrání zabránění pronikání zplodin hoření a kouře do těchto prostor, případně při průniku kouře zajistit v těchto prostorách bezpečné prostředí pro unikající osoby. Příspěvek je směřován především k zařízením pro odvod kouře a tepla. Závěry lze analogicky v přiměřeném rozsahu vztáhnout také k jiným typům požárního odvětrání.

98

Zdroj: http://www.hzspraha.cz

Obr. 2 Příklady systémů požárního odvětrání Montáž, funkční zkouška a kontrola provozuschopnosti Systémy požárního odvětrání se člení na požárně bezpečnostní zařízení a vyhrazená požárně bezpečnostní zařízení [1,2]. Za vyhrazená požární bezpečnostní zařízení se považují zařízení pro odvod kouře a tepla. Ostatní druhy požárního odvětrání lze posuzovat jako požárně bezpečnostní zařízení (nevyhrazená). Obecně lze konstatovat, že na vyhrazená požárně bezpečnostní zařízení jsou z hlediska jejich projektování, instalace, provozu, kontroly, údržby a oprav kladeny zvláštní (přísnější) požadavky. Při montáži požárně bezpečnostního zařízení musí být dodrženy podmínky vyplývající z ověřené projektové dokumentace, popřípadě podrobnější dokumentace a postupy stanovené v průvodní dokumentaci výrobce. Osoba, která provedla montáž, písemně potvrzuje, že požadované podmínky byly dodrženy. Před uvedením požárně bezpečnostního zařízení do provozu zabezpečuje osoba, která provedla montáž, provedení funkčních zkoušek. Při funkčních zkouškách se ověřuje, zda instalované zařízení odpovídá projekčním a technickým požadavkům na jeho požárně bezpečnostní funkci. Provozuschopnost instalovaného zařízení se prokazuje dokladem o jeho montáži, funkční zkoušce, kontrole provozuschopnosti, údržbě a opravách. U vyhrazených požárně bezpečnostních zařízení, a stanoví-li tak průvodní dokumentace výrobce, i u dalších požárně bezpečnostních zařízení, se provozuschopnost prokazuje také záznamy v příslušné provozní dokumentaci (např. provozní kniha). Kontrola provozuschopnosti se dále provádí jednou za rok, pokud výrobce, ověřená projektová dokumentace nebo podrobnější dokumentace nestanoví lhůty kratší. O kontrole provozuschopnosti požárně bezpečnostního zařízení se zpracuje příslušný doklad. Další podrobnosti související s ověřováním provozuschopnosti požárního 99

odvětrání a obsahové náležitosti dokladu o kontrole provozuschopnosti jsou rozvedeny v lit. [2]. Obsah funkčních zkoušek však není právními ani technickými předpisy přesně specifikován. Jak vyplývá z předchozího textu je vymezen pouze cílový stav. Subjekty provádějící montáž systémů požárního odvětrání jsou povinny provést také funkční zkoušku a ke splnění popisované povinnosti přistupují zcela individuálně. Skutečný obsah funkčních zkoušek může mít charakter precizní kontroly, ale opačně také pouze formálního aktu. Základy pohybu plynů ve stavebních objektech Pohyb vzdušin ve stavebních objektech je ovlivňován soustavou faktorů, které mají menší nebo větší význam. Při požárech se některé faktory stávají minoritními a jejich význam lze zanedbat. Naopak dochází ke vzniku vlivů, které ve stavbách za normálního provozu nepůsobí a tyto jevy mohou mít a zpravidla také mají majoritní charakter. Mezi základní činitelé působící na pohyb kouře při požáru lze dle lit. [3, 4] zařadit:

• • • • • •

komínový efekt vztlak změna tlaku vlivem výšky zvětšení objemu plynů vítr vzduchotechnická zařízení

Jedním z nejvýznamnějších faktorů ovlivňujících pohyb plynů při požáru je nesporně vztlakový efekt. Fyzikální příčina vztlaku spočívá v rozdílných teplotách kouře a okolního vzduchu. Teplotní rozdíl způsobuje rovněž rozdíl hustot plynů, který vyvolává tlakovou diferenci. Účinnost stoupá s výškou prostoru (budovy). Pohyb zplodin hoření je ovlivněn rovněž dalšími souvisejícími vlivy (např. dynamikou požáru, propustností objektu, pístovým účinkem výtahů). Přehled a srovnání některých činitelů ovlivňujících pohyb plynů při běžném provozu a při požáru je uveden v tab. 1.

100

Činitel Změna tlaku vlivem výšky Vztlak Komínový efekt Tlak větru Zvětšený objem vlivem vyšší teploty Vzduchotechnika Pohyb lidí a zvířat Vytápění Umístění otvorů Uspořádání prostoru Stáří budovy Stroje

Požární situace + ++ + +

Stav bez požáru + + +

+

-

+ + + + -

+ + + + + + +

Tab. 1 Srovnání některých činitelů ovlivňujících pohyb plynů při normální a požární situaci ++ zásadní význam + významné žádný nebo zanedbatelný význam Kvantitativní analýzou působících faktorů lze pro konkrétní situace provést prognózu pohybu kouře v objektech a navrhnout technická zařízení, která umožní docílit požadovaného stavu (např. zamezit pronikání kouře do chráněných prostor). Měření parametrů kouře vyvíjeného kouřovými generátory Kouřové generátory jsou využívány v řadě praktických aplikací, v některých případech pak také při funkčních zkouškách požárního odvětrání. Vizuálně lze pozorovat, že kouř z vyvíječů má snahu se pohybovat a při polohování vlastního generátoru také stoupat. Analýzou příčin způsobujících pohyb kouře vyvíjeného generátory lze objasnit vlivy, které pohyb kouře ovlivňují (způsobují). Při zanedbání vlivů okolí, lze v zásadě hovořit o dvou aspektech, které jsou z hlediska pohybu kouře vyvíjeného generátory relevantní: • teplotní diference vyvíjeného kouře a okolí • kinetická energie kouře způsobená generátorem

101

Výrobci generátorů kouře v průvodní dokumentaci ani jiných zdrojích údaje o teplotě a rychlosti pohybu produkovaného kouře zpravidla neuvádí (označováno jako know-how výrobce). Význam těchto aspektů je možné posoudit pouze na základě měření popisovaných veličin, což bylo důvodem realizace měření. Průběh měření a prezentace dílčích výsledků

Pro zkoušku byl zajištěn generátor typu Antari Z 1200 DMX výrobce ANTARI LIGHTING AND EFFECTS, LTD., Taiwan (viz obr. 3 a 4). Teploty byly měřeny pomocí teploměrů typu HC-UT50E výrobce Uni-Trend Group Limited, Hong Kong a typu GMH 3250 výrobce GREISINGER electronic GmbH., Deutschland (viz obr. 5). Rychlost byla měřena 2 anemometry typu Wind Scribe výrobce DAVIS Instruments Corp., USA (viz obr. 6). Vyvíječ kouře byl umístěn v horizontální poloze. Teplota okolního vzduchu činila 15,3°C.

Obr. 3 Vyvíječ kouře Antari Z 1200 DMX

Obr. 4 Průběh měření

Obr. 5 Teploměr HC-UT50E a GMH 3250 Obr. 6 Anemometr Wind Scribe

102

Měření byla prováděna diferencovaně pro určité vzdálenostní rozpětí. Hodnoty teplot naměřené v těsné blízkosti ústí výfuku generátoru jsou znázorněny na obr. 7. Naměřené teploty dosahovaly maximálně 250 °C. 250

Teplomer Greisinger Teplomer Greisinger Teplomer UNI-Trend

Teplota [°C]

200

150

100

50

0

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Vzdalenost [cm]

Obr. 7 Teploty v těsné blízkosti ústí výfuku generátoru kouře Teploty naměřené ve vzdálenosti 10 až 100 cm od ústí výfuku generátoru jsou znázorněny na obr. 8. Teplota ve vzdálenosti 10 cm byla významně nižší než teplota v těsné blízkosti ústí generátoru a současně se i nadále rychle snižovala. 60

Teplomer UNI-Trend Teplomer Greisinger Teplomer Greisinger

50

Teplota [°C]

40

30

20

10

0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Vzdalenost [cm]

Obr. 8 Teploty ve vzdálenosti 10 až 100 cm od ústí výfuku 103

Výsledky měření teplot až do vzdálenosti 600 cm od ústí výfuku generátoru jsou znázorněny na obr. 9. Teploty ve vzdálenosti 100 až 600 cm od generátoru byly srovnatelné s teplotami okolí. Ve vzdálenosti 600 cm docházelo již ke stoupání a vrstvení kouře v prostoru. Prumerne hodnoty ze vsech teplomeru

80 70

Teplota [°C]

60 50 40 30 20 10

0

100

200

300

400

500

600

Vzdalenost [cm]

Obr. 9 Teploty do vzdálenosti 600 cm od ústí výfuku generátoru Na obr. 10 je znázorněn pokles teploty a rychlosti proudění kouře vyvíjeného generátorem. 90

90

Prumerne hodnoty ze vsech anemometru Prumerne hodnoty ze vsech teplomeru

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0 0

100

200

300

400

500

Teplota [°C]

-1

Rychlost [m s ]

80

600

Vzdalenost [cm]

Obr. 10 Pokles teploty a rychlosti kouře vyvíjeného generátorem

104

Shrnutí poznatků zjištěných měřením

Srovnáním obr. 7 až 9 lze dospět k závěru, že přes počáteční poměrně vysokou teplotu v bezprostředním okolí ústí generátoru kouře (až 250 °C), dochází k jejím intenzivnímu poklesu (≈55 °C ve vzdálenosti 0,1 m od ústí generátoru a ≈20 °C ve vzdálenosti 1 m od ústí generátoru). Teploty plynů ve vzdálenosti 1 až 6 m od generátoru byly srovnatelné s teplotou okolí. Z obr. 10 je patrné, že také rychlost pohybu kouře rychle klesá z hodnoty přibližně 75 m.s-1 v blízkosti ústí generátoru na 5 m.s-1 ve vzdálenosti 1 m od ústí a 0 m.s-1 ve vzdálenosti 6 m od ústí generátoru. Ve vzdálenosti 6 m od vyvíječe kouře docházelo k mírnému vznosu kouře, jeho vrstvení v prostoru a zpětnému pohybu. Pohyb kouře byl ovlivňován zejména kinetickou energií způsobenou vlastním generátorem kouře. Význam diference teplot kouře a okolního vzduchu lze s výjimkou bezprostředního okolí ústí generátoru hodnotit jako zanedbatelný. Srovnání některých parametrů charakterizující odchylky mezi požárními situacemi a simulacemi s využitím kouřových generátorů V následujících odstavcích bude prezentována úvaha ve vztahu k ekvivalenci chování kouře vytvořeného generátory a kouře vznikajícího při reálném požáru. Z provedených měření (viz předchozí odstavce) vyplývá, že diference teplot, hustot a tedy také tlaků způsobených vztlakovým efektem, který je při reálném požáru zpravidla dominantním jevem, má při zkouškách s generátory kouře zanedbatelný význam. Za předpokladu shodných okolních podmínek, zejména pak rychlosti a směru větru, teploty okolního vzduchu, činnosti/nečinnosti vzduchotechnických zařízení a geometrie stavby bude tlaková diference způsobená vztlakem při požáru nebo zkoušce s generátorem kouře zásadně odlišná. Za nesrovnatelné lze tedy rovněž považovat rychlosti proudění plynů a následně také výměnu/pohyb plynů v prostoru. Srovnání tlakových diferencí způsobených vztlakem při teplotách okolí 20 °C až 20 °C, kouře vyvíjeného generátory 20 °C (odpovídá teplotě stanovené měřením ve vzdálenosti 1 m od ústí zařízení), předpokládané teplotě plynů při požáru 200 °C a výšek prostoru 3, 6 a 9 m je patrné z obr. 11.

105

60 55 50 45

Rozdil tlaku [Pa]

40 35

Pozarni situace h=3m Pozarni situace h=6m Pozarni situace h=9m

30 25 20 15 10

Stav bez pozaru h=3m Stav bez pozaru h=6m Stav bez pozaru h=9m

5 0 -5 -10

-2

-1

0

1

2

3

4

5

Te/To [-]

Obr. 11 Srovnání tlakových diferencí vyvolaných vztlakem při požární situaci a zkoušce s generátory kouře Z obrázku 11 je zřejmé, že tlakové diference způsobené vztlakem plynů jsou v režimu požáru a zkoušek generátory kouře zásadně odlišné. Závěr Je nesporné, že generátory kouře byly, jsou a budou využívány pro řadu praktických aplikací souvisejících s požární ochranou. V některých případech je jejich přínos nepopiratelný. Jde zejména o oblast výcviku a odborné přípravy jednotek požární ochrany a v určitém rozsahu také pro ověřování provozuschopnosti zařízení pro odvod tepla a kouře (např. ověření směru tahu nucené ventilace). Při použití kouřových generátorů lze vizuálně pozorovat pohyb vyvíjených plynů. Při jejich vychýlení z horizontální polohy také pohyb vertikální. V prostorách s převažujícím vertikálním rozměrem (např. schodiště) nebo prostorách velkoobjemových (např. velkoobchody) tento pohyb navozuje dojem charakteristického pohybu plynů při požárech. Nelze se však spokojit s pouhým dojmem o správném pohybu vyvíjeného kouře bez podrobnější analýzy jeho chování, zejména pak analýzy příčin pohybu. Jak vyplývá z předchozích odstavců je nejvýznamnější příčinou pohybu kouře vytvořeného generátorem kinetická energie výfuku zařízení (dofuk u konkrétního generátoru činil přibližně 6 m). Vztlakový efekt je zanedbatelný. Generovaný kouř se tedy také nějak pohybuje, avšak srovnání se situacemi reálných požárů je přinejmenším diskutabilní. Závěry směrem ke 106

správnému návrhu, případně funkci navrženého odvětracího zařízení pouze na základě zkoušek generátory kouře, je vhodné prezentovat pouze s největší opatrností. Poděkování Autoři příspěvku děkují příslušníkům Hasičského záchranného sboru Moravskoslezského kraje územního odboru Opava Renému Ulrichovi, Jiřímu Kurdiovskému a Ing. Romanu Holubcovi za pomoc při měřeních parametrů kouře vyvíjeného kouřovými generátory. Literatura [1] Zákon č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů [2] Vyhláška č. 246/2001 Sb. o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru [3] Klote, H. J.: Smoke Control. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Third Edition, Section 4, Chapter 12. Quincy, National Fire Protection Association, 2002, s. 274-291, ISBN 087765-451-4. [4] Klote, H. J., Nelson, E. H.: Smoke movement in buildings. Fire Protection Handbook, 18th Edition, Section 7, Chapter 6. Quincy, National Fire Protection Association, 1997, s. 93-104.

107

Aktivní prvky požární bezpečnosti staveb7 doc. Dr. Ing. Michail ŠENOVSKÝ VŠB – TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, Ostrava - Výškovice e-mail: [email protected] Anotace Příspěvek se zabývá problematikou rizika objektů z pohledu bezpečnostního. Poukazuje na problematiku požárně bezpečnostních zařízení a povinnosti projektovat jejich logické vazby při různých druzích událostí. V závěru je pak poukázáno na problematiku implementace požárně bezpečnostních zařízení do řídících systémů moderních budov. Klíčová slova Integrace, bezpečnost, zařízení, budovy, riziko. Úvodem Riziko ve své obecné podobě není statickým jevem, ale je utvářeno v dynamickém procesu vzájemným působením různých dějů. Je výsledkem obecných trendů - makroprocesů, i následkem místních, lokálních, dějů mikroprocesů v systému. V přírodě, ale i v technologických procesech je vždy vnesen určitý prvek nejistoty, určitá nepřesnost, která se může projevit až při nezvyklých podmínkách, případně při mimořádných energetických impulsech. Po vzniku systému a jeho stabilizaci, to znamená, za normální dynamické funkce systému, je riziko minimální. Toto vývojové stádium rizika je pro funkci systému obdobím jistoty. S výskytem drobných poruch nastává období „víření a turbulence“. Toto období je charakterizováno určitou únavou systému, případně jeho částí. (V praxi se tomuto období předchází preventivními kontrolami, odstávkami zařízení, testováním, měřením a podobně). Pokud tomuto období nebudeme věnovat náležitou pozornost, bude četnost drobných vad narůstat a budou vznikat poruchy závažnějšího charakteru, které však ještě nemusí zásadním způsobem omezit, případně ohrozit systém jako celek. Při další absenci péče o systém nastane další stádium, které je již charakterizováno malými nehodami, které činí provozuschopnost systému rizikovou. Další fáze pak představuje riziko hrubé chyby. Toto riziko trvá již většinou velmi krátce.

7

Tento příspěvek vznikl v rámci řešení projektu VD20062010A06.

108

Vývojové fáze řízení rizika z hlediska prevence Předcházení – prevence, znamená vytvoření takového ochranného systému, který rozpozná nárůst rizika a adekvátně na něj zareaguje. Spolehlivou funkcí preventivních (bezpečnostních) systémů dokážeme snížit riziko na přijatelnou míru. V zásadě rozeznáváme dva základní způsoby preventivních opatření. V prvé řadě se jedná o instalaci souboru technických zařízení, která dokáží například snímat fyzikální veličiny sledovaného systému, porovnávat je s optimálními hodnotami a v případě mimořádných odchylek adekvátně zareagovat. Reakce bezpečnostního systému, pak mohou být rozděleny do jednotlivých fází. V prvé fázi tento systém pouze upozorní na to, že došlo k odchylce od standardu. Pokud nedojde ke korekci a následné stabilizaci zařízení, pak v následující fázi se bude bezpečnostní systém snažit dle naprogramovaného (předem stanoveného) algoritmu uvést vše do bezpečného stavu. Naprogramovaný (předem stanovený) algoritmus vytváří určitý problém. Tyto systémy jsou pak statické a nedokáží se vyrovnat se situacemi, se kterými projektant předem nepočítal (to jsou například systémy požárně bezpečnostních zařízení). Nabízí se řešení ve formě dynamických systémů, které jsou řízeny například znalostními systémy a ty pak dokáží reagovat i na situace, se kterými se původně nepočítalo, že by mohly nastat. Při neúspěšném pokusu odstranit závadu, nebo pokud nastane souhra nepříznivých poruch, může dojít v další fázi k mimořádné události. O celé, výše popsané, činnosti je samozřejmě průběžně informována obsluha, která má možnost do systému kdykoli zasáhnout. Na vznik mimořádné situace pak musí reagovat represivní prostředky a to buď stabilními, nebo mobilními. Vývojové fáze řízení rizika z hlediska represe. Aktivní požární ochrana (represe) je aktivována vždy v okamžiku, kdy selže preventivní ochrana a dojde k mimořádné události. Pokud ale dokážeme předvídat, respektive hodnotit riziko, pak může být aktivní ochrana mobilizována s určitým časovým předstihem, který umožní okamžitý zásah záchranných jednotek. Bezprostřední reakcí pak dokážeme eliminovat ztráty na únosnou míru. Jako příklad aktivního požárního zabezpečení prostoru s požárně nebezpečnou činností lze uvést opatření při svařování. Při této činnosti, zvláště je-li prováděna v prostředí s nebezpečím požáru, předpokládáme možnou iniciaci požáru. Proto bývá ustavena požární hlídka, která je připravena okamžitě zasáhnout. Řízení rizika Údaje světových organizací (OSN) za posledních 20 let ukazují, že ani jedna ze vzniklých mimořádných událostí (nepočítáme-li v to přírodní 109

katastrofy) nevznikla bez přičinění člověka. Podstatnou roli vždy sehrává selhání člověka (například požáry jaderných elektráren Bransfery (USA) a Černobyl (SSSR), nebo fenomén poslední doby terorizmus). Dosavadní způsob prevence (například technologií), se jeví jako nedostatečný. Proto se poslední dobou prosazuje systém „řízení rizika”. Jedná se o zorganizování takového rozhodovacího procesu, při kterém technickými, sociálními a legislativními opatřeními v oblasti prevence a represe dokážeme snížit (řídit) riziko na sociálně přijatelnou úroveň. Tento systém neeliminuje riziko jako celek, připouští, že nějaké “sociálně přijatelné” riziko je vždy. Samozřejmě, že v tomto procesu hrají významnou úlohu finanční prostředky, které budou uvolněny na eliminaci rizika. Požárně bezpečnostní zařízení Systém požárně bezpečnostních zařízení je dostatečně znám, nebudeme se jeho jednotlivými prvky zabývat. Je potěšující, že požární ochrana jako taková chápe požární bezpečnost, jako množinu prvků a systémů, které spolu spolupracují a vytvářejí podmínky pro bezpečné zvládání situací, které lze hodnotit jako mimořádné. V dnešní době se snažíme hovořit o bezpečnosti ve všech možných a často i nemožných oblastech. Problém bezpečnosti lze spatřit v nejrůznějších oblastech lidské činnosti. Požární bezpečnost staveb lze systémově rozdělit na několik oblastí. Na následujícím obrázku je znázorněno jedno z možných rozdělení do oblastí.

110

Obr. č. 1. Schéma požární bezpečnosti Na obrázku č. 1 je uvedeno ideové schéma požární bezpečnosti staveb. Je to samozřejmě jen jeden z možných pohledů na tuto problematiku. Podíváme-li se na levou část schéma, pak je tam uvedena pouze požární prevence. Nenaznačoval jsem podrobněji jednotlivé vazby, jako například stavební prevenci, nebo oblast kontrolní činnosti, kterou lze také považovat za určité prosazování prevence. Pravou část schématu jsem rozpracoval podrobněji a budu se jí také zabývat. Požární ochranu, z tohoto pohledu, dělíme na aktivní a pasivní. Za pasivní bezpečnost můžeme považovat pasivní ochranu stavebních konstrukcí, například různé protipožární obklady, nátěry a podobně. Za pasivní požární ochranu můžeme také považovat evakuační prostředky, evakuační cesty a podobně. Jedná se o systémy, které nedokáží aktivně reagovat například na požár, ale vhodným dělením objektů do požárních úseků, zamezí jeho rozšíření a evakuačními cestami umožní lidem bezpečně se dostat do bezpečného prostoru. Základní aktivní prvky požární ochrany jsou Elektrická Požární Signalizace, Stabilní Hasicí Zařízení a Zařízení pro Odvod Kouře a Tepla. Vyhláška o požární prevenci ukládá8 zpracovateli požárně bezpečnostního řešení stavby, aby v případě souběhu dvou a více vzájemně se ovlivňujících 8

§5, odst. 2. vyhlášky č. 246/2001 Sb.

111

bezpečnostních zařízení projektem řešit jejich základní funkce a stanovit priority (například pořadí a způsob uvádění jednotlivých prvků systému do činnosti). Pokud si výše uvedené informace uvědomíme, pak nám vyhláška defacto přikazuje, zvážit jaké situace mohou nastat a jak má na tyto situace reagovat požárně bezpečnostní zařízení. I když se to nezdá, toto ustanovení vyhlášky předpokládá, že projektant požárně bezpečnostního řešení stavby, má hluboké znalosti nejen z oblasti požární prevence, ale také požární represe, protože musí si vytvořit jednotlivé scénáře mimořádných událostí a stanovit reakci a souběh na ně jednotlivých bezpečnostních systémů. Toto opatření je určitě lepší, než předcházející právní úprava, která s těmito eventualitami nepočítala. I přes určitý pokrok však zde zůstává velký otazník, zdali je toto řešení dostatečné, nebo ne. Odpověď může znít ano i ne. Odpověď ano je jednoduchá, protože bezpochyby je lepší pokud požárně bezpečnostní zařízení, respektive jejich činnost je nastavena tak, aby vzájemně spolupracovala a ne jedno eliminovalo činnost druhého. Odpověď ne, to znamená, že navržený systém není dostatečný, si vyžaduje vysvětlení. Problém je nutné vidět ve dvou oblastech. Legislativní a provozní. Legislativně je vše v pořádku, jen praxe ukazuje, že během provozu se často původní nastavení požárně bezpečnostních zařízení „záhadně“ přenastaví a vzájemná součinnost nefunguje. Tuto skutečnost je poměrně komplikované zjistit. V úvodu svého příspěvku jsem se záměrně zmiňoval o tom, že se jedná o detekci (měření) fyzikálních veličin, jejich porovnávání s optimálním stavem, následné vyhodnocování a přijímání adekvátních opatření, tak toto všechno v našem požárně bezpečnostním systému schází. Můžeme namítnout, že přece hlásič požáru registruje, kouř, zvýšení teploty, plamen a podobně a vyšle impuls do příslušné ústředny EPS. Ano, impuls vyšle, ale veškerá další činnost požárně bezpečnostních zařízení je řízena předem nastaveným scénářem a to již v pořádku není. Tyto systémy by měly pracovat dynamicky v reálném čase! Pokud by tomu tak bylo, tak bychom mohli hovořit o těchto systémech jako o „inteligentních“ a zvýšila by se tím významně požární bezpečnost. Našim častým problémem je to, že vyjímáme systém požární bezpečnosti z celkového systému bezpečnosti. S touto skutečností se můžeme setkat již například v obchodním centru, ale daleko ve větší míře v objektech, které lze nazvat například významné. Je důležité si uvědomit, že nám všem jde především o bezpečnost člověka! Zde by neměl být prostor pro při, zda to či ono zařízení je důležitější, nebo ne, ale především o celkový výsledek. O zvýšení bezpečnosti člověka a tím zvýšení jeho šance na přežití! Současný stav poznání problematiky systémového řízení bezpečnosti a provozu objektu Představy o řešení řídících systémů budov jsou různé. Nejčastěji se i v ČR

112

setkáme s představou využití stávajících bezpečnostních prvků k informování, měření a regulaci. Jedná se zejména o následující bezpečnostní zařízení: EPS (Elektrická požární signalizace) Včasná detekce požáru je základním požadavkem pro bezpečnost objektu jako celku. V současné době je již připravena možnost integrace systémů EPS do řídícího systému budovy i když dle současně platné legislativy, musí systém EPS být vždy nadřazen ostatním systémům, což značně komplikuje vlastní integraci. EZS (Elektrická zabezpečovací signalizace) Data ze zařízení EZS lze zpracovat obdobně jako data získaná z čidel EPS. Úroveň integrace systému EZS může odpovídat požadavkům a omezením stanoveným uživatelem, které vycházejí ze zvláštností určených danou aplikací. Systém kontroly vstupů Významným prvkem bezpečnosti je kontrola oprávněnosti osob vstoupit do budovy. Tento systém umožňuje získání přehledu o celkových počtech osob pohybujících se v budově, ale také bližší určení, v kterých patrech se tyto osoby nacházejí. Je to velmi důležitá informace zejména pro případ evakuace budovy a pro jednotky Integrovaného záchranného systému, které se dostaví na místo mimořádné události. Monitorovací kamerový systém (CCTV) Použití kamerového systému s uzavřeným okruhem umožňuje zejména v integraci na systém EZS a systém kontroly vstupů efektivní monitorování požadovaných prostor s případným prováděním záznamu. Z bezpečnostního hlediska má CCTV systém význam nejen při identifikaci vzniku mimořádné události v objektu, ale i při jejím zvládání. Osvětlení budovy Systém řízení osvětlení budovy lze úspěšně integrovat do řídících systémů budovy. Opět i tento systém má výrazný bezpečnostní prvek, protože systém osvětlení zejména únikových cest a to jak klasicky, tak i z nouzových zdrojů elektrické energie, je pro včasnou evakuaci nezbytný. Tento systém je také využitelný pro dynamické vyznačování směrů úniků dle okamžité situace na chráněných únikových cestách. Řízení zdroje chladu - tepla Řídící systém klimatizačních jednotek je již řadu let integrován do řídících systémů technologicky ovládajících teplotní parametry budov. Ventilace budovy Se jeví jako zásadní! Vždyť právě ventilační systém může nebezpečnou látku rozptýlit do celé budovy velmi rychle. Může také způsobit rozptýlení látky 113

do volného prostoru a tím zamořit okolí budovy. Může ale také nebezpečnou látku eliminovat ve svých technologických systémech. Je zde ovšem zásadní podmínka: Musíme rozpoznat, že do ventilačního systému byla dopravena nebezpeční látka. Ventilace a ventilační systémy se jeví pro bezpečnost budovy jako zásadní. Z tohoto důvodu je problematice ventilace věnována samostatná část zprávy. Z výše uvedeného vyplývá, že se jedná především o zajištění určitého komfortu a míry bezpečnosti, která je odpovídající zejména bezpečnostním rizikům. Často jsou jako inteligentní budovy presentovány i budovy, které mají „inteligentně“ vyřešeny mikroklimatické podmínky (teplo, chlad, vlhkost, případně větrání a kvalita ovzduší). V přístupu, který byl popsán, schází aktivní ochrana člověka, kterou musíme do bezpečnostních systémů implementovat jako neoddělitelnou část bezpečnostního projektu. Jedná se zejména o uplatnění bezpečnostních a řídících prvků pro zajištění bezpečnosti v oblasti prevence i při eliminace následků vzniklé mimořádné události. Realizací v předcházející části popsaných bezpečnostních prvků s implementací aktivní ochrany člověka (například vhodným nastavením činnosti bezpečnostní služby), a nasazením odpovídajících informačních technologií je možné významným způsobem zvýšit bezpečnost osob pohybujících se v budově (zvýší se jejich šance na přežití v případě vážné nehody v budově nebo vážné nehody budovy). Základní princip spočívá v přechodu od statické spolupráce jednotlivých bezpečnostních prvků podle předem připraveného postupu k dynamickému řízení na základě monitorování okamžité situace v objektu. Jedná se zejména o kontrolu vstupu, výskytu a pohybu osob (optimální je, aby byl monitorován případně kontrolován vstup osob nejen do objektu, ale i na jednotlivá patra nebo do jiných částí objektu) pro vyhodnocení množství lidí v objektu i s bližším určením počtu osob na jednotlivých podlažích nebo v jednotlivých částech objektu. Dále pak aktivní kontrolu činnosti vzduchotechnických systémů, zejména měření a vyhodnocování složení ovzduší včetně detekce nebezpečných látek a kouře. Významným bezpečnostním prvkem pak jsou samotné filtrační systémy. Jejich vhodnou skladbou a obsluhou, mohou být účinky nebezpečných látek významným způsobem eliminovány. Pro případ aktivního použití filtrů ve vzduchotechnických systémech je nezbytné tyto filtry oddělit od stávajících provozních filtrů. Filtry pro zachycení nebezpečných látek budou v činnosti jen v době zjištění těchto látek v prostoru, či ventilačním systému. Tyto informace mohou být vizualizovány v 3D modelu (virtuální realita) současně s modelem například rozsahu a rozvoje požáru a zakouření (na základě zpracování informací z adresovatelných hlásičů požáru, CCTV, teplotních

114

čidel,..). Prostřednictvím jednotlivých bezpečnostních a informačních systémů je možné následně aktivně ovlivňovat bezpečnost osob tím, že bezpečnostní systém na základě vyhodnocení okamžité situace v objektu zajistí za dané situace nejrychlejší a nejbezpečnější evakuaci osob vyskytujících se v objektu (zejména řízením ventilace na únikových cestách, vhodnou aktivací zařízení pro odvod kouře a tepla (ZOKT) pokud je v objektu instalováno, směrováním osob k bezpečnému úniku -dynamickým informačním systémem apod.). Pokud bude v objektu instalováno stabilní hasicí zařízení (SHZ) lze okamžik jeho spuštění určit na základě okamžité situace v daném prostoru (zejména v závislosti na množství kouře a zplodin hoření, počtu osob apod.) a dosáhnout tak jeho efektivního a účinného nasazení bez vzniku zbytečných následných škod. Vizualizace veškerých těchto činností a stavů se stane nenahraditelnou informační podporou nejen velitele zásahu jednotek Integrovaného záchranného systému, ale prostřednictvím vhodných komunikačních technologií např. na bázi Internetu může být zpřístupněna i na fyzicky vzdálených místech, např. na operačním a informačním středisku Integrovaného záchranného systému, popřípadě v krizovém štábu, bezpečnostní radě a podobně. Obdobně, i když částečně s využitím jiných prostředků, je možné popsat dynamické řešení mimořádné situace spojené např. s výskytem nebezpečných látek v ovzduší ať již z důvodu nehody nebo teroristického útoku. Možnost teroristického útoku je spojena s obecnějším problémem uplatnění bezpečnostních systémů v oblasti ochrany osob a majetku. Prostorová vizualizace 3D s aktivním vstupem bezpečnostních prvků zejména perimetrické a plášťové ochrany a ochrany jednotlivých prostor spolu s nasazením vhodných informačních technologií může významným způsobem zkvalitnit ochranu objektu, případně poskytnou prostorové informace o místu narušení ochrany. Vhodným ovládáním dveří a výtahů lze pak usměrňovat a blokovat pohyb případného narušitele a usnadnit tak jeho zadržení. Společným prvkem navrhovaných bezpečnostních systémů je monitorování okamžité situace v objektu s následným vyhodnocením a na něm založeném ovládání ochranných, bezpečnostních a informačních prvků. Pro zvládání mimořádných událostí v tomto typu objektů je potřebné prostorové zobrazování se zapojením aktivních ochranných a bezpečnostních prvků a informačních technologií. Vzhledem k významu navrhovaných systémů pro zajištění bezpečnosti člověka je nezbytnou součástí řešení i verifikace jejich chování v reálném čase. Závěr Lze říci, že problematika bezpečnosti objektů je do jisté míry vyřešena technicky, ale zdaleka ne legislativně. Legislativa neustále dělí jednotlivá bezpečnostní zařízení do jednotlivých „resortů“ a ty pak provádějí jejich

115

kontrolu. Bohužel, ve většině případů se nikdo nezabývá řešením problematiky jejich vzájemné spolupráce a bezpečností objektu jako celku. Poslední oblastí kterou je nutné se zabývat, je otázka bezpečnosti řídícího systému. Jestliže všechny bezpečnostní systémy připojíme na jednu systémovou sběrnici, hrozí nebezpečí, že systém může být vyřazen jako celek a to záměrně a nebo jen například systémovou chybou. Literatura: [1] Šenovský, M.: Problematika požárně bezpečnostních zařízení a řídících systémů inteligentních budov. In. Sborník konference Požární bezpečnost stavebních objektů 2006. ISBN: 80-86634-63-9 [2] Valášek, J.: Multispektrální analýza rizik. In: Sborník referátů z konference Krizový management. Univerzita Pardubice, Vítkovice v Krkonoších, 2005. ISBN 80-7194- 783-0. [3] Urbánek,J.F. Konrád,F. Modul expertního systému „Outer Mind“ pro účinnou podporu rozhodování v krizovém / nouzovém managementu. 10. ročník konference INTELIGENTNÍ SYSTÉMY PRO PRAXI; Predikce, Optimalizace, Simulace, Modelování, Pravidlové expertní systémy, Statistické metody, Fuzzy logika, Neuronové sítě, Genetické algoritmy. 23.1. - 24.1. 2007. Lázně Bohdaneč. ISBN 978-80-239-8245-9.

116

Reakce kabelů na oheň Ing. Pavel VANIŠ, CSc. Centrum stavebního inženýrství, a. s. Pražská 16, 102 21 Praha 10 Elektroinstalační výrobky, které se vyrábějí pro trvalé zabudování do staveb a jako takové jsou uváděny na trh patří mezi stavební výrobky. Vztahuje se ně Směrnice Rady 89/106/EHS pro stavební výrobky a při posuzování shody podle zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky spadají pod nařízení vlády č. 163/2002 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na vybrané stavební výrobky, ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. Jejich požární bezpečnost se proto při jejich aplikaci ve stavbách posuzuje podle stejných pravidel, která platí pro všechny ostatní stavební výrobky. První Rozhodnutí Komise o klasifikaci stavebních výrobků podle jejich reakce na oheň bylo vydáno pod označením 2000/147/EC počátkem roku 2000. Tento dokument obsahoval dvě tabulky tříd reakce na oheň. Stavební výrobky kromě podlahových krytin lze podle tohoto Rozhodnutí po splnění předepsaných hodnot požárně technických vlastností klasifikovat do tříd reakce na oheň A1, A2, B, C, D, E, F. Podlahové krytiny (např. elektricky vytápěné podlahy) pak do tříd A1fl, A2fl, Bfl, Cfl, Dfl, Efl, Ffl. Dva roky po tomto Rozhodnutí byla vydána i klasifikační evropská norma EN 13501-1 Klasifikace stavebních výrobků a konstrukce staveb – Část 1: Klasifikace podle výsledků zkoušek reakce na oheň, která obsahuje stejné tabulky tříd reakce na oheň a navíc rozvádí postup klasifikace pro jednotlivé třídy a odkazuje na evropské zkušební normy využité při klasifikaci. Jedná se o známý soubor pěti zkušebních norem, z nichž EN ISO 12925-2, EN ISO 1716 a EN ISO 1182 jsou společné pro obě základní skupiny stavebních výrobků a EN 13823 pro stavební výrobky mimo podlahových krytin a EN ISO 9239-1 pro podlahové krytiny. Krátce po vydání Rozhodnutí Komise 2000/147/EC a získání prvních zkušeností s klasifikací stavebních výrobků vyvstala potřeba zvláštním způsobem klasifikovat i další skupiny stavebních výrobků, a to lineární trubní tepelně izolační systémy a kabely. Pro izolační trubní systémy, se kterými se pravděpodobně při elektroinstalacích nesetkáme, byla vydána klasifikační tabulka Rozhodnutím Komise 2003/632/EC ze dne 23.8.2003, kterým se doplňuje Rozhodnutí Komise 2000/147/EC. Ke zkouškám jsou využity stejné zkušební metody jako pro stavební výrobky mimo podlahových krytin, ale kriteria, která musí výrobek pro zařazení do tříd splnit, byla s ohledem na komínový efekt při zkoušce podle EN ISO 13823 zvolena mírnější. Tato nová klasifikace zavádí třídy reakce na oheň A1L, A2L, BL, CL, DL, EL, FL. a je 117

zapracovávána i do klasifikační normy. Konečný návrh revidovaného znění EN 13501-1 byl vydán v květnu 2006, obsahuje však několik nepřesností a v současné době se připravuje jeho převzetí do ČSN s vysvětlujícími národními poznámkami. U kabelů je však situace podstatně složitější. Kabely, které jsou vnímány jako součást stavby a byly proto zahrnuty mezi výrobky stavební, jsou současně i výrobky elektrotechnickými a jejich standardizace je tradičně v rukou zvláštních mezinárodních organizací IEC a CENELEC. Tyto pochopitelně vyvíjejí snahu, aby zkoušení kabelů včetně reakce na oheň probíhalo podle elektrotechnických norem. V letech 2000 až 2003 byly řešeny mezinárodní normalizační projekty včetně rozsáhlých mezilaboratorních srovnávacích zkoušek podle zkušebních metod srovnatelných s metodami již zavedenými pro ostatní stavební výrobky. V roce 2002 byl vydán návrh Rozhodnutí Komise, kterým by se do Rozhodnutí Komise 2000/147/EC doplnila klasifikační tabulka pro reakci kabelů na oheň. Hodnoty FIGRA uvedené v tabulce měly být ještě upřesněny podle výsledků srovnávacích zkoušek.V roce 2003 pak byly rozeslány do připomínkového řízení návrhy tří zkušebních norem, a to prEN 50399-1 Zkušební metody pro kabely v podmínkách požáru – Měření vývoje tepla a kouře z kabelů při zkoušce šíření plamene, část 1: Zkušební zařízení, prEN 50399-2-1 Zkušební metody pro kabely v podmínkách požáru – Měření vývoje tepla a kouře z kabelů při zkoušce šíření plamene, část 2-1: Postup pro klasifikaci do tříd C a D a prEN 50399-2-2 Zkušební metody pro kabely v podmínkách požáru – Měření vývoje tepla a kouře z kabelů při zkoušce šíření plamene, část 2-2: Postup pro klasifikaci do třídy B, jejichž výsledky měly být základem pro klasifikaci do středních tříd reakce na oheň (Bca až Dca), stejně jako je tomu s metodou SBI (EN 13823) při klasifikaci hlavní skupiny stavebních výrobků. Ani klasifikační tabulka ani zkušební metody však nebyly odsouhlaseny a celý proces se na několik let prakticky zastavil. K návrhu rozhodnutí byla vznesena řada významných připomínek. Rozporovány byly zejména způsoby měření a kriteria vývoje kouře, korozivity a úrovně parametrů popisující vývoj tepla při velkorozměrovém testu včetně požárních scénářů využitých pro nastavení úrovně tepelného zatížení zkoušených kabelů. Byl vznesen požadavek na rozšíření klasifikace o třídu A2ca. Jako naprosto nekonfliktní se ukázalo pouze nastavení kriteria spalného tepla pro třídu Aca. Dále pak využití EN 60332-1-2 s jednotným kriteriem H ≤ 425 mm zejména proto, že této zkoušce vyhoví snad všechny kabely s PVC izolací. Začátkem roku 2006 již zřejmě došla Komisi trpělivost z nekončících diskuzí, upravila své rozhodnutí tím, že přidala do klasifikace třídu B2ca, zpřísnila kriteria pro třídy Bca a Cca, zmírnila požadavky na zařazení do třídy Dca 118

a dala pokyn k urychlenému dokončení zkušebních norem pro velkorozměrovou zkoušku. Tento tlak Komise na zavedení klasifikace kabelů podle jejich reakce na oheň rozhýbal i normalizační práce v CENELEC a v říjnu loňského roku bylo rozhodnuto opravit návrh všech tří dříve zmíněných zkušebních norem a opravené návrhy rozeslat do připomínkového řízení do konce ledna 2007. Konečné znění Rozhodnutí Komise o klasifikaci kabelů podle reakce na oheň bylo oznámeno Úředním věstníkem EU dne 4.11.2006 pod číslem 2006/751/ES a obsahuje klasifikační tabulku, která byla přenesena do tohoto příspěvku jako tabulka 1.

119

Tabulka 1 – Třídy reakce na oheň kabelů Třída

Zkušební metoda (zkušební metody)

Kritéria klasifikace

Doplňková klasifikace

Aca

EN ISO 1716

PCS ≤ 2,0 MJ/kg (1)

-

B1ca

FIPEC20 Scen 2 (5)

FS ≤ 1,5 m; a THR1200s ≤ 10 MJ; a HRRmax ≤ 20 kW; a FIGRA ≤ 120 W.s-1 H ≤ 425 mm FS ≤ 1.5 m; a THR1200s ≤ 15 MJ; a HRRmax ≤ 30 kW; a FIGRA ≤ 150 W.s-1 H ≤ 425 mm

Vývoj kouře(2, 6) a plamenně hořící kapky/částice (3) a kyselost (4,8)

a EN 60332-1-2 B2ca

FIPEC20 Scen 1 (5) a EN 60332-1-2

Cca

FIPEC20 Scen 1 (5) A EN 60332-1-2

Dca

Eca Fca

FS ≤ 2,0 m; a THR1200s ≤ 30 MJ; a HRRmax ≤ 60 kW; a FIGRA ≤ 300 W.s-1 H ≤ 425 mm

EN 60332-1-2

THR1200s ≤ 70 MJ; a HRRmax ≤400 kW; a FIGRA ≤ 1300 W.s-1 H ≤ 425 mm

EN 60332-1-2

H ≤ 425 mm

FIPEC20 Scen 1 (5) A

Vývoj kouře(2, 7) a plamenně hořící kapky/částice (3) a kyselost (4,8)

Vývoj kouře(2, 7) a plamenně hořící kapky/částice (3) a kyselost (4,8)

Vývoj kouře(2, 7) a plamenně hořící kapky/částice (3) a kyselost (4,8)

Žádný ukazatel vlastnosti není stanoven

(1) Pro výrobek jako celek vyjma kovových materiálů a pro každou vnější složku (tj. plášť) výrobku (2) s1 = TSP1200s ≤ 50 m2 a SPRmax ≤ 0,25 m2/s s1a = s1 a součinitel propustnosti v souladu s EN 61034-2 ≥ 80 % s1b = s1 a součinitel propustnosti v souladu s EN 61034-2 ≥ 60 % < 80 % s2 = TSP1200s ≤ 400 m2 a SPRmax ≤ 1,5 m2/s s3 = není-li s1 nebo s2 (3) Pro scenáře FIPEC20 1 a 2: d0 = žádné plamenně hořící kapky/částice během 1200 s; d1 = žádné plamenně hořící kapky/částice během 1200 s hořící déle než 10 s; d2 = není-li d0 nebo d1 (4) EN 50267-2-3: a1 = vodivost < 2,5 µS/mm a pH > 4,3; a2 = vodivost < 10 µS/mm a pH > 4,3; a3 = není-li a1 nebo a2 (5) Průtok vzduchu komorou musí být udržován na 8000 ± 800 l/min FIPEC20 scenář 1 = prEN 50399-2-1 s upevněním jak uvedeno dále v Rozhodnutí FIPEC20 scenář 2 = prEN 50399-2-2 s upevněním jak uvedeno dále v Rozhodnutí (6) Třída kouřivosti deklarovaná pro kabely třídy B1camusí být zjištěna zkouškou podle FIPEC20 scenář 2 (7) Třída kouřivosti pro kabely třídy B2ca, Cca a Dca musí být zjištěna zkouškou podle FIPEC20 scenář 1 (8) Měření nebezpečných vlastností plynů vznikajících při požáru, které narušují schopnost osob, jež jsou jim vystaveny, podniknout účinná opatření k úniku, a nikoli popis toxicity těchto plynů.

Z klasifikační tabulky je patrné, že nedochází k násilné změně stávajícího způsobu hodnocení reakce kabelu na oheň. Filosofie nového přístupu k hodnocení zachovává původní posuzování výsledků zkoušek na základě 120

odhořelé délky kabelů známé již z IEC 332-3, kyselosti zplodin hoření a hustoty kouře při statické zkoušce. Navíc propojuje dosavadní princip hodnocení s praxí zavedenenou při posuzování stavebních výrobků, tj. s hodnocením příspěvku vlastního hoření stavebního výrobku k účinku požáru na základě dynamického měření množství tepla a kouře uvolněného při hoření vlivem působení jednotlivého hořícího předmětu. Termín stanovený pro předložení opravených zkušebních norem CENELEC splnil. Výše uvedené návrhy tří norem byly spojeny do návrhu jediné normy prEN 50399 a tento návrh byl v březnu rozeslán do tříměsíčního připomínkového řízení. Je reálný předpoklad, že norma bude do konce roku 2007 dokončena a klasifikace kabelu podle jejich reakce na oheň bude zavedena další revizí klasifikační normy ČSN 13501-1 v roce 2008. Nová klasifikace kabelů podle jejich reakce na oheň byla již zapracována do připravované vyhlášky MV, jejíž verze z března 2007 obsahuje v příloze č.2 následující tabulku s vymezením druhu kabelu do vyjmenovaných konečných použití. Druhy volně vedených vodičů a kabelů elektrických rozvodů A. Zajišťujících funkci a ovládání zařízení sloužících k požárnímu zabezpečení staveb

a) b) c) d) e) f) g) h) i)

domácí rozhlas nouzové a panikové osvětlení osvětlení chráněných únikových cest a zásahových cest evakuační a požární výtahy větrání únikových cest stabilní hasicí zařízení elektrická požární signalizace zařízení pro odvod kouře a tepla posilovací čerpadla požárního vodovodu

Druh vodiče nebo kabelu I x x x x x x x

II x *) x* ) x x *) x x*) x*) x*) x*)

III x x x x x x x x x

B. Pro elektrické rozvody v prostorech požárních úseků vybraných druhů staveb

a) zdravotnická zařízení 1. jesle x 2. lůžková oddělení nemocnic x x 3. JIP, ARO, operační sály x x 4. lůžkové části zařízení sociální péče x x b) stavby s vnitřními shromažďovacími prostory (například školy, divadla, kina, kryté haly, kongresové sály, nákupní střediska, výstavní prostory) 1. shromažďovací prostor x 2. prostory, ve kterých se pohybují návštěvníci x c) stavby pro bydlení (mimo rodinné domy) 1. komunikační prostory x

121

d) stavby pro ubytování více než 20 osob (například hotely, internáty, lázně, koleje, ubytovny apod.) 1. společné prostory (haly, recepce, jídelny, menzy, restaurace) x Vysvětlivky: I – kabel B2ca II – kabel B2ca,s1,d0 III – kabel funkční při požáru (se stanovenou požární odolností) * ) – v případech umístění v chráněných únikových cestách

Pokud se v požárním úseku nachází více prostorů, je nutno pro požární úsek splnit veškeré požadavky pro jednotlivé prostory. Z vysvětlivek je patrné, že určení druhu kabelu ve sloupcích I a II je již založeno na klasifikaci podle reakce kabelů na oheň podle Rozhodnutí Komise 2006/751/ES.

122