4.1 DRUHY PROTIPOŽÁRNÍCH SKEL Pro mezní stavy požární odolnosti platí symboly uvedené v části Požární prevence - Charakteristiky vlastností požární odolnosti - tab. 1. Prosklené konstrukce tak s ohledem na požadavek tepelně izolační schopnosti budou podle požadovaného kritéria označeny EI (kritérium teploty) nebo EW (kritérium hustoty tepelného toku). Podle těchto označení lze protipožární skla rozdělit do 2 základních skupin: 1) skla používaná pro prosklené konstrukce typu EW: a) požárně stabilní skla bez aktivní vrstvy, která neomezují radiaci (sálání), b) požárně stabilní skla s aktivní vrstvou, která radiaci omezují, 2) skla používaná pro prosklené konstrukce typu EI, což jsou požárně izolační skla omezující jak radiaci, tak i prostup tepla. Protipožární skla skupiny 1)
Obr.1: Lepené čiré sklo s gelovými mezivrstvami
Tato skla zahrnují jednak čiré sklo s drátěnou vložkou, jednak čirá skla s aktivní vrstvou sestávající ze dvou nebo tří tabulí obyčejného plochého skla, mezi nimiž je čirá bobtnající mezivrstva, která zahříváním se mění a expanduje.
a) Požární stabilita drátoskla je zajištěna jednou vrstvou plochého skla tloušťky cca 4 mm a druhou vrstvou tloušťky cca 2 mm, mezi nimiž je vložena jednostranně předpjatá ocelová drátěná síť. Tento druh skla (např. Hasil) s konstantní tloušťkou 6 až 7 mm s relativně vysokým součinitelem tepelné vodivosti [λ ≈ 0,93 W.m-1.K-1] se chová při požáru tak, že teplo vzniklé rychlým vzestupem teplot na neohřívané straně povrchu se předává do okolního prostoru radiací a v důsledku toho může i při zachování celistvosti skla dojít k šíření požáru do míst, kde intenzita sálání převyšuje odpovídající limitní hodnotu prosklených stěn 15 kW.m-2 ve vzdálenosti 1,2 m od líce stěny. Mezní hodnota hustoty tepelného toku je ovlivněna jednak geometrickými rozměry, jednak jejich polohou. Tak např. při evakuaci osoby nejsou ohroženy, pokud hustota tepelného toku dopadající na unikající osoby není vyšší než 10 kW.m-2 po dobu 5 sekund - proto u chráněných únikových cest jsou přísnější kritéria (hustota tepelného toku ≤ 10 kW.m-2). Prostory s nadlimitní radiací potom musí být bez umístěných hořlavých materiálů. Skutečná požární odolnost prosklené konstrukce s drátosklem je určena nejen druhem drátoskla, ale velmi především způsobem jeho osazení a provedení lemujícího rámu. Nelze se divit, že specializované firmy (např. Hasil) nemohou garantovat požadovanou požární odolnost konstrukce, pokud si zákazník zabuduje protipožární drátosklo neodborně. b) U požárně stabilních skel s aktivní vrstvou spojovací čirý gel výrazně omezuje prostup tepla. Tím, že se tento gel vypěňuje a expanduje (např. u tloušťky tabule skla z původních 7 až 10 mm na dvojnásobek), snižují se dosahované teploty cca o 200 až 300oC, radiace nepřevyšuje mezní hodnoty intenzity sálání a nevytváří se nebezpečný prostor do hloubky 1,2 m. K těmto sklům patří např. Pyrobel a Pyrobelite firmy Glaverbel nebo Promaglas firmy Promat, kde aktivní vrstva je na bázi "natrium silikátu". Protipožární skla skupiny 2) Požárně izolační skla vytvářejí vícevrstvý systém, sestávající z více tabulí plochého skla vzájemně spojovaných čirou gelovou mezivrstvou. V podstatě se od předchozího typu liší pouze v tloušťce. Požární odolnost tohoto systému ve vertikální poloze je přímo úměrná počtu aktivních vrstev. Např. u vícevrstvého systému Pyrobel skleněná deska s požární odolností 60 minut obsahuje 5 vrstev skleněných tabulí a tři aktivní mezivrstvy, kdežto stejný druh systému s požární odolností 90 minut je tvořen z 9 skleněných tabulí a 8 gelových vrstev.
4.1
SPECIFICKÉ PROMAT
ZNAKY
PROTIPOŽÁRNÍHO SKLA FIREM GLAVERBEL
A
K protipožárním čirým sklům firmy Glaverbel patří sklo Pyrobel a Pyrobelite, k výrobkům firmy Promat sklo Systemglas a Promaglas. 4.1.1.
Protipožární skla firmy Glaverbel
Pyrobel je lepené sklo spojené čirými, při požáru bobtnajícími mezivrstvami (obr.1). V případě požáru se tyto mezivrstvy rozpínají při cca 120oC a mění se v pevnou a neprůhlednou hmotu, vyhovující z hlediska: pevnosti - zasklení nepraskne, ani nepropustí plameny, dým nebo horké plyny, izolace - zasklení nepropustí ani sálavé ani vodivé teplo. Označení protipožárního skla
Pyrobel 12 Pyrobel 17 Pyrobel 21 Pyrobel 35
Požární odolnost [min] z hlediska zachování celistvosti nepřekročení mezních teplot na neohřívaném povrchu 45 30 60 45 60 60 90 90
Tab. 1: Specifikace vícevrstvého protipožárního skla Pyrobel V důsledku tohoto chování při požáru Pyrobel brání jednak šíření ohně do přilehlých požárních úseků a chráněných únikových cest (např. schodišť), jednak vznícení hořlavých materiálů na chráněné stěně, a v neposlední řadě i panice uživatelů budovy při jejich evakuaci, poněvadž unikající osoby neuvidí ani plameny, ani nepocítí horko. Pyrobel může vykazovat požární odolnost od 30 do 90 minut v závislosti na době dosažení dvou ze tří následujících mezních stavů tak, jak to dokládá tabulka 1. K výhodám Pyrobelu patří i následující možnosti: a) vynikající zvukoizolační vlastnosti, b) dodání v bezpečnostním provedení proti vloupání a průstřelu, c) dodání nejen v pravoúhlých, ale i nepravidelných tvarech, d) dodání v malých rozměrech bez omezení spodní hranice, ve velkých formátech do výšky 2,3 m e) použití jako vnější stupeň jednoduchého zasklení nebo jako dvojsklo včetně ultrafialového filtru za předpokladu, že budou dodrženy pokyny pro vnější zasklívání, f) ve srovnání s drátosklem nebo protipožárním sklem Hasil neobsahuje žádnou drátěnou výztuž a světelná propustnost je srovnatelná s čirým sklem float, g) použití ve speciálních konstrukcích výrobní firmy Glavebel zajišťujících protisluneční, nízkoemisivní, ornamentální požadavky včetně probarvení ve hmotě. Nejdůležitější vlastnosti Pyrobelu jsou shrnuty do tabulky 2 a 3. Při zasklívání skla Pyrobel jeho okraje nesmí přijít do styku s vodou a kovem a nemá být instalováno v místech, kde by teplota skla mohla přesáhnout +40oC. Při instalaci je třeba ponechat vůli hran 4-5 mm, hloubku ostění min.20 mm. Sklo se osazuje na bloky z tvrdého dřeva, k vnějšímu utěsnění se používá silikonový tmel. Pyrobelite je rovněž lepené sklo vytvořené slepením dvou tabulí s jednou čirou mezivrstvou, avšak s požární odolností (požadavek celistvosti) jen 30 minut. Toto sklo vyráběné stejnou technologií je tenčí než Pyrobel, jeho přednosti jsou srovnatelné s Pyrobelem, ale jeho technické parametry jsou nižší, jak o tom svědčí tabulka 3.
Druh pro- Typ tipožárního zaskleskla ní
Provedení
Tloušťka [mm]
Pyrobel 12
jednoduché dvojité jednoduché dvojité
vnitřní vnější vnější vnitřní vnější vnější
jednoduché dvojité jednoduché dvojité
vnitřní vnější vnější vnitřní vnější vnější
12±1 16±1 6/12/16±2 17±1 21±2 6/12/21= 39 ± 3 21±2 25±2 6/12/25±3 35+3/-1 39+3/-1 6/12/39±2
Pyrobel 17
Pyrobel 21
Pyrobel 35
Hmotn. [kg.m-2]
Max. rozměr [mm]
Světel. propust. [%]
27 35 50 40 48 64
1400x 2300
86 85 76 85 84 75
5,5 5,3 2,8 5,4 5,2 2,7
47 55 70 80 88 103
1400x 2300
83 82 73 82 81 72
5,2 5,0 2,7 4,9 4,7 2,6
1800x 2300 ÷ 1400x 2700
1400x 2300
Souč. prostupu tepla k W.m-2.K-1
Index vzduch. neprůzvučnosti Rw [dB] 38 39 41 39 40 42 41 42 44 43 44 46
Tab. 2: Základní technické parametry protipožárního skla Pyrobel Druh pro- Typ Provetipožárního zasklení dení skla
Tloušťka [mm]
Pyrobelite 7
7±1 11±1 6/12/11±2
jednoduché dvojité
vnitřní vnější vnější
Hmotn. [kg.m-2]
17 25 40
Max. rozměr [mm]
Světel. propust. [%]
1400x 2300
88 87 78
Souč. prostupu tepla k W.m-2.K-1 5,7 5,5 2,8
Index vzduch. neprůzvučnosti Rw [dB] 35 36 38
Tab. 3: Základní technické parametry protipožárního skla Pyrobelite
4.1.2.
Protipožární skla firmy Promat
Vlastnostmi se protipožární skla firmy Promat přibližují výrobkům firmy Glaverbel. Navíc však firma Promat vyrábí z požárního skla též izolační dvojsklo. Rozdíly v technických parametrech skla Promaglas oproti sklům firmy Glaverbel jsou uvedeny v tabulce 4. Kromě skla Promaglas firma Promat vyvinula sklo Systemglas 30 se speciálně definovanou tepelně aktivní vrstvou vyráběné buď se strukturou monolitickou M nebo jako izolační dvojsklo ISO s prostorem mezi skly 8 mm. Může být použito pouze v interiéru I, nebo jen v exteriéru E, popř. v obou prostředích I/E. Protipožární sklo Systemglas může být standardního typu 0 nebo speciálně upraveno S: typ a - tónováním (šedivým, zeleným nebo bronzovým), typ b - strukturou (chincuila, crepi, screen, tweed), typ c - mléčným zabarvením (opál), typ d - nízkou emisivitou (zabarvení na vyžádání), typ e - jako protisluneční (zabarvení na vyžádání), typ f - jako protisluneční a s nízkou emisivitou (zabarvení na vyžádání). Technické parametry protipožárního skla Systemglas s výše uvedeným označením jsou uvedeny v tabulce 5.
Označení protipožárního skla
Typ zasklení
Tl. Hmotn. Max. rozměr Světel. Souč. [mm] [kg.m-2] [m] propus prostupu t. tepla k [%] W.m-2.K-1
Promaglas 15 Promaglas 30 Promaglas 45 Promaglas 60 Promaglas 90
EW 30 EI 30, EW 45 EI 45, EW 60 EI 60, EW 90 EI 90
7±1 12±1 17±1 21±2 43±2
17 27 40 47 100
1,4 x 2,3 1,4 x 2,3 1,35x2,35 1,4 x 2,3 1,2 x 2,3
88 86 85 83 77
5,7 5,5 5,2 5,2 4,7
Index vzduch. neprůzvučnosti Rw [dB] 35 38 40 41 45
Tab. 4: Základní parametry skla Promaglas v povoleném teplotním rozmezí -20 až +40 °C Označení protipožárního skla typ 1 - 0 M
Použití
Tl. [mm]
I-chráněný před UV 17±1 zářením a slunečním zářením typ 3 - 0, E 35±2 S: c,d,e,f ISO typ 5 -0 I-při UV záření 17±1 E- bez tepelně izoS: b,c lačních požadavků M
Hmotn. [kg.m-2]
Max. rozměr [m]
Světel. propust. [%]
Souč. prostupu tepla k W.m-2.K-1
Index vzduch. neprůzvučnosti Rw [dB] 40
40
1,5 x 2,35 1,4 x 2,50
85
5,2
64
1,35x2,35
u typu 3-0 3,0
42
40
1,5 x 2,35 1,4 x 2,5
pro typ 3-0 74 pro typ 5-0 83
u typu 5-0 5,0
40
Tab. 5: Základní parametry skla Systemglas 30 v povoleném teplotním rozmezí -20 až +45oC
Literatura [1] Fanderlík, I. A kol.: Křemenné sklo a jeho využití v praxi, Praha, SNTL, 1985, [2] Fanderlík I.: Vlastnosti skel, Informatorium, spol.s r.o., Praha, 1996 [3] Horák, Z., Krupka, F., Šindelář, V.: Technická fyzika, Praha, SNTL, 1961 [4] Jelínek, F.: Konstrukce obvodového pláště budov z plochého skla, SNTL Praha, 1982 [5] Kupilík, V.: Čirá protipožární skla pro stavební účely, Tepelná ochrana budov, ISSN 1213-0907, 3, 2000, č.4, str.3-12 [6] Kupilík, V.: Konstrukce pozemních staveb 80 - Požární bezpečnost staveb, Učební texty ČVUT, Praha, 1998, str.87-94 [7] Kupilík, V.: Stavební konstrukce z požárního hlediska, Grada Publishing Praha, 2006, ISBN80247-1329-2 [8] Kupilík, V.: Závady a životnost staveb, Grada Publishing Praha, 1999, ISBN 80-7169-581-5 [9] Lederer, J.: Příspěvek k mechanické pevnosti skla se zřetelem na jeho použití ve stavebnictví, 7. Informační bulletin stavebního skla, Sklo Union Teplice, březen 1971, str.13-20 [10] Menčík, J.: Úvod do lomové mechaniky skla a keramiky. Sklář a keramik, roč.32, 1983, č.2, str.283 – 292 [11] Vích, M., Novotný, Vl.: Nové přístupy ke sledování pevnosti skla, Informativní přehled SVÚS Hradec Králové, roč.XXVI, 1983, č.2 – 3 [12] Volf, M.B.: Sklo ve výpočtech, Praha, SNTL, 1984, [13] Volf, M.B. a kol.: Tepelné vlastnosti skel, Praha, SNTL, 1968
QUALITY RECORD Název
Druhy protipožárních skel
Popis
Protipožární skla jsou trendem posledních let. Kapitola shrnuje vlastnosti v
současné době vyráběných protipožárních skel a zaměřuje se na požární odolnost
jednotlivých druhů. Dále jsou srovnány skla firem Glaverbel a Promat, jakožto
nejvýraznějších zástupců tohoto sortimentu na našem trhu.
Kategorie
Sklo z požárního hlediska
Název souboru
3-4_Druhy_protipozarnich_skel.pdf
Datum vytvoření
5. 11. 2006
Autor
Doc. Ing. Václav Kupilík, CSc.
Katedra konstrukcí pozemních staveb, Fakulta stavební, ČVUT v Praze
Klíčová slova
Vlastnosti materiálů; Prosklené konstrukce; Požárně dělící konstrukce; Požární
odolnost.
Literatura
Fanderlík, I. A kol.: Křemenné sklo a jeho využití v praxi, Praha, SNTL, 1985
Fanderlík I.: Vlastnosti skel, Informatorium, spol.s r.o., Praha, 1996
Horák, Z., Krupka, F., Šindelář, V.: Technická fyzika, Praha, SNTL, 1961
Jelínek, F.: Konstrukce obvodového pláště budov z plochého skla, SNTL Praha, 1982
Kupilík, V.: Čirá protipožární skla pro stavební účely, Tepelná ochrana budov, ISSN 1213-0907, 3, 2000, č.4, str.3-12
Kupilík, V.: Konstrukce pozemních staveb 80 - Požární bezpečnost staveb, Učební texty ČVUT, Praha, 1998, str.87-94
Kupilík, V.: Stavební konstrukce z požárního hlediska, Grada Publishing Praha, 2006, ISBN80-247-1329-2
Kupilík, V.: Závady a životnost staveb, Grada Publishing Praha, 1999, ISBN 807169-581-5
Lederer, J.: Příspěvek k mechanické pevnosti skla se zřetelem na jeho použití ve stavebnictví, 7. Informační bulletin stavebního skla, Sklo Union Teplice, březen 1971, str.13-20
Menčík, J.: Úvod do lomové mechaniky skla a keramiky. Sklář a keramik, roč.32, 1983, č.2, str.283 – 292
Vích, M., Novotný, Vl.: Nové přístupy ke sledování pevnosti skla, Informativní přehled SVÚS Hradec Králové, roč.XXVI, 1983, č.2 – 3
Volf, M.B.: Sklo ve výpočtech, Praha, SNTL, 1984
Volf, M.B. a kol.: Tepelné vlastnosti skel, Praha, SNTL, 1968
