Vnější kontaktní zateplovací systémy budov z požárního hlediska

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Stavební fakulta K124 - Katedra konstrukcí pozemních staveb

Vnější kontaktní zateplovací systémy budov z požárního hlediska External Thermal Insulation Composite Systems in Terms of Builidng Fire Safety

Bakalářská práce

Studijní program:

Stavební inženýrství

Studijní obor:

Požární bezpečnost staveb

Vedoucí práce:

Ing. Marek Pokorný

Petra Peláková

Praha 2012

Prohlášení Prohlašuji, že na této bakalářské práci jsem pracovala samostatně pod odborným vedením Ing. Marka Pokorného a informace jsem čerpala z uvedené literatury. Nemám námitek proti použití tohoto školního díla ve smyslu §60 Zákona č. 121/2000 Sb. o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon).

V Praze dne 15. 5. 2012

Petra Peláková

III

Poděkování Chtěla bych poděkovat celé rodině, především rodičům, že mi umožnili studovat a dostat se až k této práci. Mé poděkování také patří mému příteli Ondřejovi S. hlavně za psychickou podporu při studiu. Dále bych chtěla poděkovat Vladimíru Petákovi z firmy ABS Jets a.s. za poskytnutí elektronického přístupu k českým technickým normám, které zajišťuje Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví a také za podporu při studiu. Mé veliké poděkování patří Ing. Markovi Pokornému za vedení této bakalářské práce, za jeho výborný přístup. Dále Asociaci výrobců minerálních izolací (AVMI) za poskytnutí protokolů ze zkoušek a financování překladu Technische Systeminfo 6, Brandschutz WDW systeme – výtah z německé normy.

IV

Abstrakt Předmětem této bakalářské práce je problematika kontaktních zateplovacích systémů z hlediska požární bezpečnosti. Řeší se zde zateplovací systémy na stávajících objektech (dodatečné zateplení budov) a na novostavbách. V práci se nejvíce objevuje použití minerálního vlákna a fasádního polystyrenu v kontaktním zateplovacím systému. V úvodní části práce seznamuje s kontaktním zateplovacím systémem a jeho součástmi, které jsou jednotlivě popsány. Dále se práce zaměřuje na řešení a možnosti atypických detailů nad okny a založení kontaktního zateplovacího systému v oblasti soklu. Pro zajímavost je součástí práce také porovnání německé legislativy s českou. Další část nabízí seznámení s jednotlivými zkouškami různých rozměrů a v závěrečné části se nachází posouzení skutečné požární zkoušky s modelem zkoušky v programu FDS.

Klíčová slova Kontaktní zateplovací systémy, ETICS, požární bezpečnost, požární zkoušky, Fire Dynamics Simulator (FDS), minerální vlákno, EPS-f, atypické detaily nadpraží a založení

Abstract This thesis is focused on ETICS (External Thermal Insulation Composite Systems) in perspective of fire safety and there are discussed both ETICS on new buildings and additional ETICS on older buildings. This thesis presents global overview on ETICS and describes its fundamental parts. It presents two major materials used for thermal insulation in ETICS: mineral wool and expanded polystyrene. It also presents different solutions of specific ETICS details on façade, particularly window lining and lintels and foundation of the insulation in house base level. Thesis more compares German and Czech legislative set for insulating of buildings. Final part of the thesis presents certificated fire tests of various scales and compares results acquired from a real fire test with a computational model run in Fire Dynamics Simulator (FDS programme).

Keywords External Thermal Insulation Composite Systems, ETICS, fire safety, fire tests, Fire Dynamics Simulator (FDS), AVMI, atypical (specific) details of window lintels and ETICS foundation

V

Obsah Zadání.......................................................................................................................................III Prohlášení.................................................................................................................................III Poděkování ...............................................................................................................................IV Abstrakt ................................................................................................................................ ….V Abstract ..................................................................................................................................... V Seznam použitých symbolů a zkratek ................................................................................... VIII 1. Úvod ...................................................................................................................................... 1 1.1 Motivace pro bakalářskou práci......................................................................................1 1.2 Cíle..................................................................................................................................2 1.3 Struktura..........................................................................................................................2 2. Vnější kontaktní zateplovací systém ................................................................................... 4 2.1 Analýza požárních rizik zateplovacích systémů.............................................................4 2.2 Související požárně technické pojmy..............................................................................5 2.3 ETICS .............................................................................................................................6 2.3.1 Lepení.....................................................................................................................7 2.3.2 Kotvení ...................................................................................................................8 2.3.3 Omítky ...................................................................................................................9 2.4 Druhy tepelných izolantů a jejich požárně technická charakteristika...........................10 2.4.1 Minerální vlákno ..................................................................................................10 2.4.2 Expandovaný polystyren – fasádní ......................................................................11 2.4.3 Fenolická a PIR pěna ...........................................................................................12 2.4.4 Retardace ..............................................................................................................12 2.4.5 Toxicita zplodin hoření a kouř .............................................................................13 3. Požární požadavky pro ETICS ......................................................................................... 14 3.1 Legislativa v České republice.......................................................................................14 3.2 Zateplení novostaveb ....................................................................................................14 3.2.1 Objekty s požární výškou ≤ 12 m ........................................................................14 3.2.2 Objekty s požární výškou ˃ 12 a zároveň ≤ 30 m ................................................15 3.2.3 Objekty s požární výškou ˃ 30 m ........................................................................15 3.2.4 Specifické objekty ................................................................................................16

VI

3.3 Dodatečné zateplení stávajících objektů.......................................................................17 3.3.1 Objekty s požární výškou ≤ 12 m ........................................................................17 3.3.2 Objekty s požární výškou ˃ 12 m ........................................................................17 3.4 Atypické detaily ETICS................................................................................................19 3.4.1 Řešení od společnosti BAUMIT s.r.o., divize WEBER a.s., STOMIX s.r.o. .......................................................................................................................20 3.4.2 Řešení společnosti MATEICIUC a. s. .................................................................21 3.4.3 Řešení společnosti STOMIX s.r.o........................................................................21 3.4.4 Řešení společnosti ISOVER se společností BAUMIT ........................................22 3.5 Německá legislativa vs. česká legislativa.....................................................................22 3.5.1 Charakteristika kontaktních zateplovacích systémů z hlediska požární ochrany v německé legislativě ........................................................................................23 3.5.2 Dilatační spáry .....................................................................................................24 3.5.3 Roletové skříně a žaluziové clony osazené v kontaktních tepelně izolačních systémech na bázi tvrzené pěnové hmoty (EPS-f) ............................................25 3.5.4 Oblasti, kde je zvýšená vlhkost ............................................................................27 3.5.5 Spáry ....................................................................................................................29 3.5.6 Nátěry u ETICS ....................................................................................................30 3.5.7 Ochrana před bleskem ..........................................................................................30 3.5.8 Provedení kontaktních zateplovacích systémů na bázi tvrzené pěnové hmoty (EPS f) při přemostění protipožárních stěn .......................................................31 3.5.9 Kontaktní zateplovací systémy na bázi tvrzené pěnové hmoty (EPS-f) o tloušťce izolace větší než 100 mm ....................................................................32 3.5.10 Doplnění kontaktních zateplovacích systémů druhým kompletním izolačním systémem ...........................................................................................................34 4. Požární zkoušky pro zateplovací systémy ........................................................................ 36 4.1 Malorozměrové požární zkoušky..................................................................................36 4.1.1 SBI test .................................................................................................................37 4.1.2 Test nehořlavosti ..................................................................................................38 4.1.3 Spalné teplo – kalorimetrická zkouška ................................................................39 4.1.4 Zkouška malým zdrojem plamene .......................................................................40 4.1.5 Index šíření plamene ............................................................................................40

VII

4.2 Požární zkoušky ve středním měřítku...........................................................................41 4.3 Zkoušky velkého rozměru.............................................................................................42 5. Účast na požární zkoušce zateplovacího systému............................................................ 44 5.1 Průběh zkoušky.............................................................................................................44 5.2 Výsledky a vyhodnocení...............................................................................................45 5.3 Matematický model požární zkoušky...........................................................................46 5.3.1 Fire Dynamics Simulator (FDS) ..........................................................................46 5.3.2 Vstupní hodnoty do programu .............................................................................47 5.3.3 Výstupy a výsledky ..............................................................................................50 6. Závěr .................................................................................................................................... 53 Seznam literatury...................................................................................................................... 54 7. Obsah příloh ....................................................................................................................... 55 Příloha č. 1 – Popis vzorků zkoušky ........................................................................................ 56 Příloha č. 2 – Výstupy – grafy ze zkoušky ............................................................................... 57 Příloha č. 3 – Zdrojový kód programu FDS ............................................................................. 60

Seznam použitých symbolů a zkratek Zkratky pro použitá slovní spojení AVMI

Asociace výrobců minerálních izolací

A1, A2, B, C, D, E, F

Třída reakce na oheň

DP1, DP2, DP3

Druh konstrukční části

EPS-f

Expandovaný polystyren – fasádní

ETICS

Vnější tepelně izolační kompozitní systém (External Thermal Insulation Composite Systems) ETICS je definován jako stavební výrobek dodávaný jako ucelená sestava složek, skládajících se z lepicí hmoty, tepelného izolantu, kotvících prvků, základní vrstvy a konečné povrchové úpravy. Také se nazývá kontaktní zateplovací systém.

PAVUS a.s.

Požární atestační a výzkumný ústav stavební

CSI a.s.

Centrum stavebního inženýrství

XPS

Extrudovaný polystyren

VIII

Požárně certifikované zateplení (systém) Odzkoušené výrobcem podle norem (např. třída reakce na oheň) PKO

Požárně klasifikační osvědčení

HZS

Hasičský záchranný sbor

IX

1. Úvod

1. Úvod 1.1

Motivace pro bakalářskou práci

Dnes, v době nízkoenergetických a pasivních domů, jsme nuceni z důvodu úspor veškerých energií dobře izolovat domy, aby byly ztráty energií co nejmenší. Postupem času jsou ale tepelně technické požadavky stále náročnější. Cílem je také dosáhnout co nejkvalitnější vnitřní prostředí a tím i chránit životní prostředí. Tímto se stupňují požadavky na tloušťku tepelné izolace ve skladbě kontaktních zateplovacích systémů a hodnoty doporučených součinitelů prostupu tepla pro obvodové stěny se snižují. U nízkoenergetických domů se lze dostat při použití hořlavého expandovaného fasádního polystyrenu (dále EPS-f) běžně na 150 – 200 mm tlusté izolace. Z tohoto důvodu při použití právě hořlavých izolačních materiálů se musí brát ohled na rizikové detaily kontaktně zateplovacího systému (KZS neboli ETICS) z požárního hlediska, které mohou ovlivnit požární bezpečnost stavby. S použitím velkých tlouštěk hořlavého tepelného izolantu hrozí při špatném provedení prohoření ETICS a následné ohrožení lidí a majetku. Proto by se neměla tato problematika opomínat a naopak by se měla vyzdvihnout. Požární požadavky na ETICS také vznikají s výškou objektu a rozlišuje se, zda jde o novostavby nebo o dodatečné zateplení stávajících budov (budovy realizované před rokem 2000). Výškově se rozlišují tím, kde se jaký typ tepelného izolantu nebo systému ETICS může použít. Zjednodušeně řečeno, kde se může použít hořlavý tepelný izolant (nejčastěji fasádní expandovaný polystyren) a kde už je z požárních důvodů nezbytné použít nehořlavý izolant (minerální vlákno) [1]. Pro motivaci řešení tématu kontaktních zateplovacích systémů jsou mimo jiné také požární rizika spojená hlavně s hořlavými tepelně izolačními materiály. Pokud je ale ETICS správně technologicky proveden a použily se správné materiály (požárně certifikované izolanty za použití retardérů hoření), rizika se snižují. Rizika se také snižují kombinací hořlavých materiálů s nehořlavými. Chrání je tenkovrstvá omítka a specifické provedení výrobců, kteří mají své systémy odzkoušeny podle norem [2]. Rizika se mohou zvyšovat při špatném založení ETICS a vzniku vnějšího požáru, špatném provedení ostění a nadpraží otvorů a následném tepelném namáhání od vnitřního požáru, ale také při vzniku trhlin kdekoliv na fasádě, například u použití více druhů izolantů. Vznik trhlin u použití více druhů izolantů může být způsoben rozdílnými vlastnostmi materiálů, následným překrýváním vzájemných styků mezi nimi a také zvyšováním tloušťky tenkovrstvé omítky, která je větší než v ploše. Další trhliny mohou být způsobeny přesmykovými trhlinami tedy nedostatečným lepením či kotvením. To může mít za následek opření izolantu o XPS v soklové oblasti. Proto je důležité vyzdvihnout správné provádění těchto detailů a věnovat jim pozornost. Co se týče detailů v místě požárních pásů u novostaveb nebo u nehořlavých pruhů stávajících staveb, nemusí být špatně provedeny, pokud neodpovídají na pohled popisu norem. Normy dnes umožňují výrobcům si odzkoušet svůj systém nadpraží, ale i ostění, které 1/62

1. Úvod mohou nahradit právě požadované pásy a pruhy, pokud vyhoví zkouškám dle norem v České republice. Proto, když na objektu nejsou na pohled požární pásy (novostavby) a pruhy z nehořlavého izolantu (stávající objekty) tak, jak je uvedeno v základních požadavcích v normě, není to vždy špatně a je třeba ověřit, co se v ETICS použilo. Tato práce nabízí přehled některých těchto detailů. Pokud se tyto detaily špatně provedou, může hrozit prohoření izolačního materiálu v dutině. Tato bakalářská práce se zaměřuje především na ETICS, který je připevněn na nehořlavých obvodových stěnách (zděné stěny, železobetonové apod.), tj. nikoliv na problematiku zateplení dřevostaveb. Jednou z motivací byla také nabídka spolupráce na mé bakalářské práci, kterou mi učinilo sdružení Asociace výrobců minerálních izolací (dále AVMI). Sdružení AVMI mi dala k dispozici protokoly z požárních zkoušek středního rozměru, u které mi bylo umožněno fyzicky být. Tyto byly udělány pro porovnání s velkorozměrovými zkouškami, na které se firma AVMI také podílela (více viz kapitolu 5).

1.2

Cíle

Cílem této bakalářské práce je seznámení s požárními požadavky na ETICS, legislativou v České republice ohledně ETICS a jeho problematikou, ale i se základními komponenty pro ETICS. Dále práce seznamuje, jak se ETICS zkouší a jak vypadala zkouška, na které jsem se mohla účastnit díky AVMI a nakonec modelování zkoušky v programu FDS.

1.3

Struktura

Kapitola 1 s názvem „Úvod“ uvádí základní motivaci pro sepsání bakalářské práce, dílčí cíle a strukturu jednotlivých kapitol. Kapitola 2 s názvem „Vnější kontaktní zateplovací systém“ seznamuje s ETICS (co to vlastně je) a s jeho součástmi jako jsou lepidla, omítky, jiné druhy kotvení a hlavně s jeho druhy a vlastnostmi izolačních materiálů. Dále vyzdvihuje hrozby ETICS z požárního hlediska a seznámení s pojmy, které se v textu vyskytují. Kapitola 3 s názvem „Požární požadavky pro ETICS“ pojednává o požadavcích z požárního hlediska na novostavby, stávající objekty – dodatečné zateplení budov a nakonec obsahuje srovnání požadavků u nás v České republice a v Německu. Kapitola 4 s názvem „Požární zkoušky pro zateplovací systémy“ uvádí druhy požárních zkoušek a jejich popis. Kapitola 5 s názvem „Účast na požární zkoušce zateplovacího systému“ informuje o mé účasti na požární zkoušce ve zkušebně PAVUS a.s. ve Veselí nad Lužnicí, kterou realizovalo sdružení AVMI. Píše se zde o jejím průběhu a výsledcích. V této kapitole se také řeší model požární zkoušky, který byl namodelován v programu FDS. Dále vstupy a výstupy z tohoto modelu.

2/62

1. Úvod Kapitola 6 s názvem „Závěr“ shrnuje poznatky z této práce a vyzdvihnuty nejdůležitější poznatky z hlediska požární bezpečnosti, co se týče ETICS.

3/62

2. Vnější kontaktní zateplovací systém

2. Vnější kontaktní zateplovací systém 2.1

Analýza požárních rizik zateplovacích systémů

Hrozící požární rizika mohou ohrozit nejen majetek, ale i lidské životy. Základní a největší rizika v oblasti ETICS jsou dvě: vnitřní požár, kde je problematika ETICS u otvorů, hlavně u oken a vnější požár, který může vzniknout od okolních předmětů. Vnější požár je riziko v oblasti založení ETICS v oblasti soklu. Zde může být toto místo tepelně namáháno plameny od vnějšího požáru, který mohl vzniknout od hořících předmětů na ulici např. kontejner, keř, auto apod. Následné přeskočení plamene na fasády může poškodit ETICS, pokud nebude správně navrženo řešení na tyto případy požáru. Zároveň musí být dodrženy technologické postupy provádění těchto detailů. Při nedodržení normativních požadavků a při špatném provedení může ETICS s hořlavou tepelně izolační vrstvou vzplanout. Na Obr. 1 (A) je tento jev viditelný: fasáda vzplanula od hořícího kontejneru na směsný odpad a vznikla viditelná škoda. Mohla ohrozit i lidi, kteří šli kolem, odkapávajícími hořícími kapičkami EPS-f. Další případ vnějšího požáru (Obr. 1 (B)), kde fasáda vzplanula opět od hořícího kontejneru. EPS-f, který byl i v podhledu, vzplanul a odkapával na auta, která následně začala hořet.

(A) Obr. 1

(B)

(C)

Příklady požárů fasád s hořlavým tepelným izolantem (EPS-f) v ETICS: (A) Požár kontejneru u štítové stěny bytového domu (Praha – Petřiny, 2009), (B) Rozsáhlý požár bytového domu od hořících automobilů (Uherské Hradiště, 2010), (C) Požár bytu a následně fasády bytového domu (Maďarsko); (Zdroj: fotoarchiv ČVUT, K124, Pokorný M.)

Vnitřní požár, který vznikne v objektu (např. v bytě), je velice nebezpečný, pokud dojde k celkovému vzplanutí (flashover – Obr. 4). Jak už je uvedeno v definici v podkapitole 2.2, celkovým vzplanutím se myslí to, že v bytě začne nekontrolovatelně hořet veškeré hořlavé vybavení. Požár začne mít vysoké teploty a z tohoto důvodu popraskají okna. Následně si plameny začnou „sahat“ pro kyslík, který potřebují ke svému hoření a tepelně

4/62

2. Vnější kontaktní zateplovací systém namáhají hlavně nadpraží. Na Obr. 1 (C) je ukázáno, co takový požár může způsobit za škody: zde byl nejspíše špatně proveden detail nadpraží a vzniklou trhlinou se plamen dostal dovnitř ETICS, šířil se dutinou nahoru komínovým efektem, protože byl EPS-f špatně přilepený – pouze na tzv. buchty, tj. bez lepidla po obvodě desky. Zde byla bohužel ztráta nejen na majetku, ale i na životech. Dnes se musí lepit nejen ze 40 % plochy jednotlivé desky, ale musí se i dodržovat rámeček z lepidla a další požadavky tak, aby nevznikly dutiny, kterými by se požár mohl šířit uvnitř fasády.

2.2

Související požárně technické pojmy

Související požárně technické pojmy, které se nadále budou vyskytovat v textu, je důležité zdůraznit, aby textu bylo dobře porozuměno. Požární výška – výška od podlahy 1.NP (povrch podlahy není níže než 1,5 m pod nejvyšším bodem terénu, který je vzdálenosti 3 m od objektu) až po podlahu nevyššího užitného podlaží.

Obr. 2

Znázornění požární výšky budovy – h, výškové polohy podlaží – hp [3]

Výšková poloha – výška, která se měří od podlahy 1.NP (viz požární výška) k podlaze libovolného NP (např. výška 22,5 m pro dodatečné zateplování je výšková poloha, nikoliv požární výška) Třída reakce na oheň – evropská klasifikace výrobků, která má sedm tříd: A1, A2, B, C, D, E, F. Třída reakce na oheň dále viz podkapitolu 4.1. Konstrukce DP1, DP2, DP3 – zatřídění jednotlivých konstrukcí podle použitých materiálů Konstrukční systém – podle polohy a umístění konstrukcí druhu DP1, DP2, DP3 se objekt zatřídí do konstrukčního systému (Obr. 3). Podle tohoto zatřídění se určují požární požadavky na jednotlivé konstrukce v objektu, pro hořlavý konstrukční systém jsou nejpřísnější.

5/62


(A) Obr. 3

(B)

(C)

Druhy konstrukčních systémů z požárního hlediska a omezení výšky objektu: (A) Nehořlavý konstrukční systém – h neomezeno, (B) Smíšený konstrukční systém – h nižší jak 22,5 m, (C) Hořlavý konstrukční systém – h max. 12 m [4]

Index šíření plamene (is) – stanovený zkouškou (viz podkapitolu 4.1). Udává, jak rychle se šíří plamen po povrchu stavební konstrukce. Požadavek u ETICS je 0 mm/min. Flashover – fáze požáru, kdy dojde k prostorovému vzplanutí místnosti při dosažení cca 500 – 600 °C. Dojde k přeskočení požáru z lokálního zdroje na zbytek prostoru zahřátou vrstvou kouře. Je charakteristický prudkým nárůstem teplot a následným praskáním oken. Do této fáze se určuje třída reakce na oheň, dále už rozhoduje požární odolnost konstrukcí [3].

Obr. 4

2.3

Průběh teplot pro plně rozvinutý požár s vyznačenými fázemi požáru [4]

ETICS

Definici ETICS udává norma [5]. O vnějším kontaktním zateplení se mluví v této normě jako o ETICS, ale v souvisejících požárních normách se slovo ETICS už nevyskytuje. Mluví se o tepelných izolacích jako o uceleném výrobku, kterými se myslí nejspíše kontaktní zateplovací systém (KZS) popř. ETICS. Definice ETICS je uvedena takto [5]: Přímo na stavbě uplatňovaná sestava z průmyslově zhotovených výrobků, dodávaná výrobcem ETICS, obsahující nejméně následující součásti, jež byly výrobcem systému speciálně vybrány pro jím určené použití ETICS: •

v systému specifikovanou lepící hmotu a v systému specifikované mechanicky kotvící prvky;

•

v systému specifikovaný tepelně izolační materiál (podkapitola 2.4);

6/62

2. Vnější kontaktní zateplovací systém •

v systému specifikovanou základní vrstvu z jedné nebo více vrstev, kde nejméně jedna vrstva obsahuje výztuž;

•

v systému specifikovanou výztuž;

•

v systému specifikovanou konečnou povrchovou úpravu, která může zahrnovat dekorativní úpravu.

Definice ETICS nám neudává, jaké všechny části (plochy) objektu lze zařadit do ETICS. Zde se odkrývá problematika soklů, kdy se potřebuje na objekt dát do oblasti soklu izolační materiál, který odolává vlhkosti. Pokud se naprojektuje objekt, který má požární výšku větší než 30 m a musí být tedy podle požadavků na ETICS celý z minerálního vlákna [6]. Poté záleží pouze na HZS, jestli nám v oblasti soklu povolí úpravu z XPS nebo jiného izolačního materiálu, který je odolný proti vlhkosti mechanickým poškozením a je tedy určen do této oblasti. Pokud ji ale povolí s nějakými požadavky na tento systém, zodpovědnou osobou je nadále projektant.

2.3.1 Lepení Při lepení ETICS se musí pečlivě vybrat lepidlo, které zohledňuje okolní podmínky, ve kterých se stavba nachází – dle statického i klimatického zatížení (výšky). Hygrotermální namáhání, tj. účinek vlhkosti, větru a teploty, je dvakrát větší než tepelné namáháni [7]. Základními druhy lepidel se dělí podle povrchu, na který se ETICS lepí: •

Disperzní lepidla jsou pružná a používají se tam, kde je potřeba pružné lepidlo, například u dřevostaveb. Podklad, jako jsou dřevovláknité desky, jsou pružné a při použití pružného lepidla se mohou pohybovat – dilatovat jako celek.

•

Cementová lepidla s disperzí jsou taková lepidla, která jsou polopružná a používají se tam, kde povrch je sice tvrdý, ale dochází k menším potřebám pohybu. Používá se například u monolitické stěny, která prochází dotvarováním.

•

Cementová lepidla se používají na stěny, kde není potřeba pružnosti, například zděné stěny.

Při lepení izolantu musí být splněny technologické požadavky na provádění. Lepidlo by mělo být na ploše minimálně ze 40 % plochy jednotlivé desky. Jsou dvě varianty tepelných izolantů z minerálního vlákna, z hlediska kladení vláken. Jsou to desky s kolmými vlákny (lamely), které vykazují větší pevnosti a je nezbytné je lepit celoplošně. Druhá varianta jsou desky s podélnými vlákny, které mají menší pevnost proti deskám s kolmými vlákny, a je nezbytné lepit podle požadavku minimálně 40 % plochy. Jedním z používaných lepidel je PUR (Polyuretan), který má velké využití nejen ve stavebnictví. Vyskytuje se nejvíce jako pěna, ale může to být i pryskyřice, nátěrová hmota apod. Vyrábí se tvrdé a měkké pěny, dále i integrální. Polyuretany vzdorují kyselinám, zásadám, uhlovodíkům, polárním organickým rozpouštědlům, tukům a olejům. Pro stavebnictví se používají tvrdé pěny, které vypadají vzhledově jako měkké. Jsou dobrými izolanty z důvodu porézní struktury, která má uzavřené póry [8].

7/62


Obr. 5

Lepení minimálně na 40 % plochy desky – rámeček + tzv. buchty [7]

Lepení izolantu má také velice velký vliv na požární bezpečnost staveb. Reálný požár, kdy se nemusel aplikovat na izolantu rámeček z lepidla, se stal v Maďarsku (Obr. 1(B)). Tento požár je popsán již v podkapitole 2.1, ale je třeba zopakovat, že se požár šířil komínovým efektem dutinou, kde nebyl již zmíněný rámeček. Proto je důležité dodržovat lepení minimální plochy a lepit na předem připravený podklad tak, aby se lepidlo neporušilo.

Obr. 6

Následky požáru bez lepení rámečku z lepidla a šíření požáru komínovým efektem; (Zdroj: fotoarchiv ČVUT, K124, Pokorný M.)

2.3.2 Kotvení Kotvení tepelné izolace vychází se hlavně ze zatížení větrem (sání větru) a lze určit počet kotev zjednodušeným postupem, který může stanovit i výrobce nebo projektant. Druhy hmoždinek – kotev jsou tři: •

s vrutem – připevňuje se izolant na dřevostavby;

•

zatloukací – izolant na monolitické stěně;

•

šroubovací – izolant na zděné stěně.

8/62


(A) Obr. 7

(B)

(C)

Druhy hmoždinek: (A) Zatloukací hmoždinka, (B) Šroubovací hmoždinka, (C) Hmoždinka s vrutem

Každý izolant vyžaduje jiný druh kotvení i jiný materiál hmoždinek, kde se také musí dodržet kotevní hloubku, aby se netvořily přesmykové trhliny (kde by se izolace opřela o XPS v soklové oblasti). V oblastech nehořlavého tepelného izolantu (minerální vlákno) je nutné kotvit tepelnou izolaci kovovými trny. V případě požáru by se při použití plastových trnů mohlo kotvení roztéci a následně by se izolace, která by odolala požáru, uvolnila. U hořlavého izolačního materiálu plastové hmoždinky nevadí, protože při tepelném namáhání se roztaví dříve izolant. Naopak kovové kotvení vodí teplo, které by mohlo tavení materiálu podporovat.

2.3.3 Omítky Každý odzkoušený systém podle norem používá určitý druh omítky. Základní druhy omítek jsou silikátové, akrylátové, silikonové a omítky s urychlovači. U omítání stěn se musí dát pozor v závislosti na provádění na teplotu, v které se omítání provádí. Na Obr. 8 jsou znázorněny teploty, při kterých by se omítky měly provádět. Nedodržení těchto teplot mohou ovlivnit požadovanou barvu, popřípadě by vlivem vlhkosti mohli vzniknout trhliny. Trhliny v povrchové úpravě by mohly umožnit šíření požáru v dutině fasády.

Obr. 8

Teploty provádění při omítání [7]

9/62

2. Vnější kontaktní zateplovací systém Rizika spojená s omítkami, také jak už bylo také zmíněno, mohou být náchylná na poruchu v oblasti spojení dvou rozdílných tepelných izolantů v ETICS (např. v oblasti požárních pásů). Tato místa je třeba více vyztužovat výztužnými sítěmi (mřížkami) kvůli odlišnému chování jednotlivých materiálů. Díky tomu se zvětší celková tloušťka omítky, která vyvolá esteticky nežádaný jev investory a to je nerovnost fasády. V těchto místech mohou vznikat trhliny, které negativně ovlivňují nejen estetické hledisko, ale i požární bezpečnost staveb. Při vzniku vnitřního nebo i vnějšího požáru se těmito trhlinami mohou dostat do dutiny plameny a proto je třeba striktně dodržovat postupy provádění.

2.4

Druhy tepelných izolantů a jejich požárně technická charakteristika

Základními druhy izolantů, které jsou používané hlavně pro ETICS jsou: •

minerální vlákno,

•

fasádní polystyren (EPS-f),

•

fenolická pěna.

K dispozici máme ale samozřejmě mnoho dalších izolantů (dřevovláknité desky, multipor a další). Tabulka 1 Druh izolantu Minerální vlákno EPS-f Fenolická pěna

Porovnání vybraných izolačních materiálů; (Zdroj údajů: [9], [10], [11], [12], [13]) Objemová hmotnost ρ [kg/m3]


Součinitel tepelné vodivosti λ [W/m/K]

Výhřevnost H [MJ/Kg]

Měrná tepelná kapacita c [J/kg/K]

cca 150

A1 – A2

0,038 – 0,041

0,5

cca 880 – 1150

15 – 25

E

0,031 – 0,039

42

1270

cca 35

C

0,021 – 0,040

nezjištěno

nezjištěno

2.4.1 Minerální vlákno Minerální vlákno má v dnešní době velké využití. Často je používáno u novostaveb na požární pásy, celkové zateplení u objektů, které jsou vyšší než 30 m požární výšky. Dále u stávajících objektů (zejména panelové domy) s výškovou polohou vyšší než 12 m (včetně) na požární pruhy, na celkové zateplení u objektů vyšších než 22,5 m a další části objektů, které jsou vyžadovány požadavky na ETICS. Minerální vlákno má dobré tepelně izolační vlastnosti a zároveň nehoří. Její klasifikace výrobku je A1 nebo A2 tj. nepřispívá nijak k hoření. Ubývá nepatrně na objemu při hoření z důvodu obsaženého pojiva. Minerální vlna používá dva systémy kladení izolace z hlediska orientace vláken – vlákna podélně se stěnou nebo kolmo na stěnu (tzv. lamely). Od toho se odvíjí lepení či kotvení izolace. Dnes, se převážně používá kamenná vlna (Obr. 9). Její cena je přibližně až dvakrát větší než EPS-f, a proto investoři raději volí z hlediska úspor hořlavý izolant. 10/62

2. Vnější kontaktní zateplovací systém 2.4.2 Expandovaný polystyren – fasádní Termoplasty, kam patří EPS-f, jsou snadno vznítitelné. Termoplasty se obecně taví a vykazují největší vývin kouře s největším počtem sazí, které dokáží blokovat a nepříznivě ovlivňovat dýchací orgány. Dnes se používá EPS-f jako samozhášivý s retardéry hoření, více viz kapitolu 2.4.4. EPS-f začíná při 100 °C měknout, sublimovat a nakonec se taví [14]. Při vyšších teplotách se vytváří plynné hořlavé produkty rozkladem taveniny. Z tohoto důvodu by se mělo dbát, aby v okolí EPS-f nebyly teploty vyšší než 100 °C. Pokud EPS-f začne hořet, mohl by negativně ovlivnit prostředí. Nevýhodou EPS-f je, že se sám o sobě většinou taví a to i v nepřítomnosti plamenů. Samozřejmé může při vysokých teplotách za přítomnosti plamenů vzplanout, ale hoří hlavně jeho odkapávající části, jak už bylo zmíněno. Tímto se oheň může šířit všemi směry od hořící kapky, která se může „zastavit“ kdekoliv. Pokud jsou přítomny vysoké teploty bez přítomnosti plamenů, EPS-f se pouze taví. Pokud dojde k riziku požáru, EPS-f by měl být správně připevněn na obvodovou stěnu a správně obalen ochrannou povrchovou vrstvou. Z nedbalosti provádění by se hořlavé kapky mohly dostat i mimo dutinu a ohrožovaly by okolí. Ve stavebnictví se používá nejvíce bílý expandovaný polystyren (lehčený, zpěňovatelný) ve formě perliček, který se získá polymerací styrenu. Více o chemických vlastnostech [8]. Má vynikající tepelně izolační vlastnosti a mrazuvzdornost. Polystyren se může rozdělit ještě na šedý, bílý a děrovaný a v soklové oblasti extrudovaný: •

Obr. 9

Šedý polystyren je stejný jako bílý, ale jeho příměsí je grafit. Příměs grafitu způsobuje až o 20% lepší tepelně izolační vlastnosti [9] (Obr. 9).

Použití šedého polystyrenu

Obr. 10

Objekt zateplený bílým polystyrenem s požárními pásy z minerálního vlákna

•

Bílý polystyrén je dnes nejpoužívanější (Obr. 9).

•

Děrovaný polystyren je difúzně otevřený polystyren. Difúze je umožněna perforací polystyrenu. Používají se speciální povrchové úpravy, aby ETICS mohl „dýchat“. Jeho vlastnosti materiálu jsou stejné jako bílého či šedého polystyrenu.

11/62

2. Vnější kontaktní zateplovací systém •

Extrudovaný polystyren (XPS) se používá hlavně na soklové části objektu. Extruzí či protlačením pěny má XPS na rozdíl od EPS-f uzavřenou strukturu bez mezer, která se výrazně sníží jeho nasákavost a zvýší pevnost.

2.4.3 Fenolická a PIR pěna Fenolická pěna jako tepelný izolant se někdy zaměňuje s názvem PIR (polyisokyanurátová) pěna. Fenolická pěna se dodává ve formě desek s různou povrchovou úpravou. Tento materiál je vlastnostmi podobný jako je polyuretanová pěna (PUR), ale má pouze pár shodných vlastností. Jednou z nich je nízká objemová hmotnost. PIR pěna je tužší, má uzavřenou strukturu, což zlepšuje její vlastnosti, a nepřijímá žádnou vlhkost. Má lepší požární vlastnosti, je více odolná a při hoření nevznikají kapky. Standardní teplota, které může tento materiál odolávat je + 90 °C, ovšem krátkodobě odolává i teplotám do + 250 °C [15]. Díky svým výborným tepelně-izolačním vlastnostem splňuje normové požadavky i při tloušťkách 40 – 80 mm. Používá se také na zateplení střech. Další druhy tepelných izolací Dřevovláknité desky se používají jako zateplení převážně u dřevostaveb. Požívají se tuhé desky s omítkou jako systém. Multipor jsou desky na bázi pórobetonu, které mají třídu reakce na oheň A1.

2.4.4 Retardace Plasty jsou všeobecně hořlavé, nicméně jejich požárně technické vlastnosti se dají vylepšit tzv. retardéry hoření. Díky retardérům hoření je možné používat plasty v hojném měřítku při zachování požární ochrany lidí a majetku. Použitím takových retardérů lze EPS-f považovat za samozhášivý (s 0,5 % aditivního retardéru tzv. hexabromocyklododekanu – HBCD). HBCD má příznivý účinek, když je EPS-f vystaven zdroji požáru, který se rychle stáhne od zdroje tepla, čímž se sníží pravděpodobnost zapálení. Rozkladné produkty aditiv způsobují zhášení plamene, takže když se odstraní zdroj požáru, EPS dále nehoří [14]. Retardéry se dělí na tři skupiny [8]: •

Aditivní retardéry – látky, které se přidávají spolu s jinými přísadami do polymerů za účelem úpravy jejich vlastností. Retardace pomocí aditivních retardérů – postup, který je technologicky dostupný a propracovaný a neliší se od přidávání dalších přísad polymerů modifikující jejich vlastnosti. Lze použít retardéry samostatně nebo v systémech. Volbou úrovně retardace se ovlivňují vlastnosti z požárního hlediska žádoucím způsobem. Mají také ovšem ale také i negativní dopady na jejich vlastnosti. Proto je nutné hledat kompromis mezi úrovní požárně technickými vlastnostmi a úrovní ostatních vlastností, které jsou pro dané použití potřebné (mechanické, elektrické, chemické). Použití aditivních retardéru je zejména pro termoplasty.

•

Reaktivní retardéry – látky, které jsou součástí reakční směsi při syntéze polymeru (polymeraci), vstupují do makromolekulárního řetězce polymeru a zůstávají v něm trvale chemicky vázány. Retardace pomocí reaktivních retardérů mají trvalý charakter, 12/62

2. Vnější kontaktní zateplovací systém jsou účinná, ale drahá, a tedy málo rozšířená. Používá se u pryskyřic určených pro reaktoplasty. Občas se mohou použít k nim i aditivní retardéry. •

Povrchové retardéry – směsi látek nebo kombinace materiálů upravené do formy schopné vytvořit ochrannou vrstvu na povrchu výrobků z plastů. Retardace pomocí povrchových retardérů – tento způsob retardace je levný a nejméně náročný. Plasty se chrání formou nátěrů, nástřiků, nánosů, obalů nebo obkladů a neovlivňují jejich vlastnosti. Používá se k ochraně kabelů a vodičů.

2.4.5 Toxicita zplodin hoření a kouř Kouř je velice významným produktem hoření, který znemožňuje lidem z hlediska viditelnosti najít nouzový východ. Kouř také může obsahovat toxické látky nebo nízký obsah kyslíku. Jak vyplývá z [8], tak toxicita zplodin hoření plastů se začala řešit již kolem 1960 – 1970. Po takové dlouhé době se ke shodě, jak tento problém řešit, dochází až dnes. Statisticky je doloženo, že při požáru je úmrtí z více jak poloviny způsobeno právě toxickými plny. Na každý plast byly tedy stanoveny zkoušky. Při zkouškách bylo ale zjištěno, že nelze laboratorně dokázat míru toxicity, protože v reálném požáru působí mnoho faktorů, co tento vývoj zplodin ovlivňuje. Toxicita přesto vychází z laboratorních zkoušek, které udávají, jaké kouř obsahuje člověku toxické látky. Udává se, že laboratorní zkoušky se rozšiřují a mají veliký význam. Avšak jen se odhaduje, jaký by to mělo vliv při velkém rozsáhlém požáru. Záleží zde na teplotě, na množství kyslíku. Všeobecným rizikem a tématem pro diskuzi je EPS-f. Hlavními toxickými látkami tohoto materiálu jsou [14]: •

oxid uhelnatý, který může být smrtící, pokud je vdechován po dobu 1 až 3 minuty v určité koncentraci,

•

styren, který dráždí oči, vyvolává zvracení a nakonec neurotické poruchy.

Z testů toxicita EPS-f vyšla menší než materiálům jako jehličnaté řezivo, dřevotřísková deska a expandovaný korek [14]. Proto, jak už bylo zmíněno u charakteristiky samostatného materiálu (podkapitola 2.4.2), musí se dbát na provádění, aby únik nebyl z dutin možný, popřípadě co nejmenší. V dutině má EPS-f málo kyslíku potřebného pro své hoření, a tak by měl být dobře utěsněn už jen z hlediska kouře. Při požáru vytvářejí EPS materiály více kouře z dané hmoty než jiné materiály. Další riziko jsou už zmíněné hořící kapičky EPS-f. Proto se EPS-f nepoužívá obnažený, ale většinou mezi dvěma vrstvami. Příspěvek toxických látek EPS-f závisí také na rozsahu poruch krycí vrstvy.

13/62

3. Požární požadavky pro ETICS

3. Požární požadavky pro ETICS 3.1

Legislativa v České republice

Požární požadavky pro ETICS se řeší hlavně ve dvou kmenových normách pro nevýrobní objekty [16] a výrobní objekty [17] a pak dále ve společných ustanoveních [1]. Zde se řeší zateplení novostaveb a stávajících objektů z požárního hlediska. Tato bakalářská práce se věnuje objektům nevýrobního charakteru, tj. především bytovým a občanským stavbám. V létě 2012 se chystá vydání nové normy [1], kde budou nové požadavky, ale i rozšíření a upřesnění některých požadavků nejen na ETICS.

3.2

Zateplení novostaveb

U zateplení novostaveb legislativa rozděluje objekty podle požární výšky (Obr. 11) tj. do 12 m, nižší než 30 m a vyšší než 30 m [1]. Všechny tyto výšky se vztahují k podlaze podlaží v této výšce. Úpravy platí po celé výšce podlaží, kterému podlaha patří. Tyto výšky ovlivňují, kde se může použít zateplovací systém třídy reakce na oheň B s tepelným izolantem třídy reakce na oheň E (např. EPS-f) a kde už je nezbytné použít systém ETICS třídy reakce na oheň A1, A2 (minerální vlákno).

3.2.1 Objekty s požární výškou ≤ 12 m Základními požadavky pro požárně certifikované ETICS s využitím hořlavého tepelného izolantu jsou: •

Povrchová úprava musí mít index šíření plamene is = 0 mm/min.

•

ETICS jako systém musí být třídy reakce na oheň B. Systém musí mít tepelně izolační části (izolant) nejméně třídy reakce na oheň E a musí být kontaktně spojený s obvodovou stěnou (může být mezi obvodovou stěnou a izolantem 1 cm mezera).

•

ETICS musí mít třídu reakce na oheň A1 nebo A2 pro požární pásy (např. svislý pás mezi objekty z minerálního vlákna) pokud jsou požadovány (Obr. 11 (A)).

Při zařazení konstrukce do DP1 nemusíme brát zřetel na ETICS, pokud splníme tyto tři výše uvedené body (požárně certifikovaný ETICS) a požární výšku objektu. I při použití EPS-f v ETICS, který má třídu reakce na oheň E a je tedy požárně certifikovaný, nezhoršuje druh konstrukční části stěny pod tímto ETICS. Pokud se ale aplikuje požárně necertifikovaný ETICS (třída reakce na oheň F) a zároveň tepelný izolant bude mít třídu reakce na oheň C – E, konstrukce spadne do druhu konstrukce DP2, a tímto objekt spadá do hořlavého konstrukčního systému, kde jsou přísnější požárně bezpečnostní požadavky. Jedním z nich je ten, že bychom nemohli mít objekt větší než 12 m. Dále se zvýší požadavky na stavební konstrukce, zvětší se odstupové vzdálenosti od objektu apod.

14/62

3. Požární požadavky pro ETICS 3.2.2 Objekty s požární výškou ˃ 12 a zároveň ≤ 30 m Pokud je požární výška objektu se smíšeným nebo nehořlavým konstrukčním systémem nejméně 12 m a nejvýše 30 m, může být hořlavý izolant do úrovně 12 m řešen postupem popsaným v podkapitole 3.2.1, ale objekt musí mít požární pásy. Nad 12 m musí být obvodová konstrukce druhu DP1 a ETICS v místě požárních pásů musí mít třídu reakce na oheň A1 nebo A2. Svislý požární pás musí být také mezi objekty jako u objektů do 12 m včetně (Obr. 11 (B)). Obvodové stěny brání šíření požáru vně požárního úseku na jiný objekt a na jiný požární úsek téhož objektu. Součástí obvodových stěn jsou i požární pásy (Obr. 11 (B)), které jsou normově stanoveny. Požární pásy brání především šíření požáru po fasádě, vytvoří bariéru. Jejich další velice důležitou funkcí je při odkapávání EPS-f, kdy hořící a kapající kapičky stékají do požárního pásu z minerálního vlákna, a nešíří se požár směrem dolů. Svislé požární pásy mají být široké nejméně 900 mm, poloha vzhledem k požární stěně může být libovolná, ale musí se s požární stěnou stýkat po celé své tloušťce požární stěny [16]. Vodorovné požární pásy, které musí být jako u svislých požárních pásů 900 mm široké. Opět může být jeho poloha libovolná, avšak se musí stýkat s celou tloušťkou požárního stropu. V určitých případech lze i upustit od vodorovných požárních pásů viz podkapitolu 3.4. Svislé i vodorovné požární pásy se mohou nahradit vystupováním nebo předsazováním stěn, více viz [16]. V praxi není moc případů, kde by se požární pásy použily, raději se zkouší atypické detaily, které nahrazují tyto pásy, nebo investor raději z hlediska zjednodušení provádění celý zhotoví objekt z minerálního vlákna. Jeden příklad užití požárních pásů je znázorněn na Obr. 12.

3.2.3 Objekty s požární výškou ˃ 30 m Požadavky na objekty větší než 30 m požární výšky mají striktní kritérium, a to že na objektu musí být celoplošně použit ETICS třídy reakce na oheň A1, A2 , tj. jako tepelný izolant je nezbytné použít minerální vlákno (Obr. 11(C)). Konstrukce musí být vždy DP1. Jak už bylo také vyzdvihnuto v podkapitole 2.3, oblasti soklu jsou dnes také velkým otazníkem z hlediska řešení. V oblasti soklu je nezbytné, aby zde byl tepelný izolant (XPS) odolný proti vlhkosti a popřípadě mechanickému poškození. V požárních normách se projektanti nikde nedovědí, jestli oblast soklu patří či nepatří do ETICS. U objektů větších než 30 m se požaduje udělat celý ETICS s třídou reakce A1, A2, ale při použití XPS v oblasti soklu nejspíše porušuje toto pravidlo. Pokud toto dovolí na objektu HZS, za případné škody je stále zodpovědný projektant.

15/62


(A)

(B)

(C)

Obr. 11

Požadavky na novostavby (šedá barva – EPS-f, oranžová barva – minerální vlákno, žlutá barva – XPS): (A) Objekty do 12 m požární výšky, (B) Objekty 12 – 30 m požární výšky, (C) Objekty vyšší než 30 m [4]

Obr. 12

Příklad užití požárních pásů [4]

3.2.4 Specifické objekty Změny od základních dosud známých požadavků na ETICS mění požární normy na specifické objekty, zejména na rodinné domy a budovy zdravotnických zařízení. Rodinné domy jsou výjimkou u objektů pro bydlení (skupiny OB1). Pokud má ETICS třídu reakce na oheň nejméně B, nemusí se určovat požárně nebezpečný prostor (existuje riziko spojené s přenosem požáru na jiné objekty nebo požární úseky z hlediska hlavního rizika sálání tepla) pro jakoukoliv tloušťku tepelné izolace. Jinak se postupuje dle [18]. U ostatních novostaveb se se zvyšující tloušťkou hořlavé tepelné izolace požárně nebezpečný prostor zvětšuje. Budovy zdravotnických zařízení a sociální péče mají odlišné požadavky na ETICS než ostatní a upravuje je norma [19]. Zdravotnická zařízení se člení do čtyř skupin – ambulantní zařízení AZ1, AZ2 a lůžková zařízení LZ1, LZ2. U AZ1 (lékárny základního typu a hygienické stanice), LZ1 (lůžkové zařízení s 15 lůžky pro dospělé nebo 10 pro děti) je možné podle určitých podmínek upustit od požárních pásů. Požadavky na ETICS se liší od [16] a [1] tím, že objekty, ve kterých jsou umístěna zdravotnická zařízení skupiny AZ2 (polikliniky), LZ2 (nemocnice) nesmí mít vnější tepelnou izolaci třídy reakci na oheň F až B, 16/62

3. Požární požadavky pro ETICS tedy musí mít tepelnou izolaci třídy reakce na oheň A1, A2. To znamená, že je u těchto objektů vyloučeno použití hořlavého tepelného izolantu. Lůžkové zařízení skupiny LZ2 musí mít bez ohledu na výšku objektu požární pásy.

3.3

Dodatečné zateplení stávajících objektů

U dodatečného zateplování (Obr. 13) se rozdělují objekty s požární výškou do 12 m a výškovou polohou nižší než 22,5 m a větší než 22,5 m [1]. U dodatečného zateplení nejsou žádné požadavky na objekty do 12 m. Také se nehledí na konstrukci (DP1, DP2, DP3), která pod izolantem je, požadavky se kladou pouze na zateplení. Dodatečné zateplení budov se řeší u budov zkolaudované před rokem 2000 [1], jedná se hlavně o panelové domy.

3.3.1 Objekty s požární výškou ≤ 12 m Budovy do 12 m požární výšky jsou při dodatečném zateplení bez požadavků (Obr. 13), ale doporučeno je používat požárně certifikovaný ETICS. Zde se naskýtá myšlenka, že ať je objekt vysoký 12 či 20 m, tak riziko spojené s požárně nebezpečným prostorem a následné vzplanutí i jiných objektů, aut apod. je stejné. Ale v normách tato problematika není řešena.

3.3.2 Objekty s požární výškou ˃ 12 m ETICS se hodnotí jako ucelený výrobek (systém) a hodnotí se jako vyhovující, pokud se splní následující požadavky [1]: •

ETICS musí mít třídu reakce na oheň B. Pokud jde o konstrukce s polohovou výškou nižší než 22,5 m včetně a zároveň vyšší než 12 m, musí mít izolant s třídou reakce nejméně E (požárně certifikovaný) a musí být spojený kontaktně s obvodovou stěnou (mezera mezi obvodovou stěnou a izolantem je nejvíce 1 cm). Do výškové polohy 22,5 m musí mít objekt řešeny požární pruhy z třídy reakce na oheň A1, A2.

•

ETICS musí mít třídu reakce na oheň A1 nebo A2 v případě, jsou-li konstrukce ve výškové poloze vyšší než 22,5 m.

•

Povrchová úprava musí vykazovat index šíření plamene is = 0 mm/min.

17/62


(A) Obr. 13

(B)

Požadavky na dodatečné zateplení budov (šedá barva – EPS-f, oranžová barva – minerální vlákno); (A) Objekt bez požadavků – do 12 m požární výšky, (B) Požadavky na ETICS u objektu větší než 22,5 m [4]

Co se týče detailů založení zateplovacího systému a detailů v místě oken, musí se prokázat požární zkouškou, že nedojde k šíření plamene po povrchu [6]. Pokud se tyto detaily požárně odzkouší a vyhoví, mohou se použít jako náhrada obecných požadavků. Jinak se musí splnit normativní obecné podmínky (Obr. 14): •

V úrovni založení (Obr. 15 (A)) bude použit ETICS třídy reakce na oheň A1 nebo A2 a při zkoušce podle [1] při výkonu 50 kW musí povrchová úprava vykazovat index šíření plamene is = 0 mm/min. Pokud je ETICS založen pod terénem a nedochází ke změně tloušťky izolace, nemusí mít pás z minerálního vlákna, ale musí vykazovat index šíření plamene is = 0 mm/min (Obr. 15 (B)).

•

Nad okny bude proveden nehořlavý pruh vysoký 0,5 m a ve výšce maximálně 15 cm od otvoru z výrobků třídy reakce na oheň A1 či A2. Tento pruh bude probíhat horizontálně nad všemi okny obvodové stěny. Pokud jsou okna vzdálená, může se udělat pruh s přesahem 1,5 m na každou stranu za ostění. Výška pruhu může být zmenšená, pokud se požární zkouškou prokáže, že nedojde už k uvedenému šíření plamene po povrchu [2]. Nehořlavé pruhy výšky 0,5 m také mohou být použity na založení ETICS (Obr. 15 (A)).

•

Kolem ostění a nadpraží oken musí být takové úpravy, aby nedošlo podle [2] k výše uvedenému šíření plamene. Tato úprava musí být užita u všech oken v dodatečně zateplených stěnách (Obr. 13(A)).

Pruhy z minerální vlny (nehořlavé pruhy), které jsou nad otvory, nejsou požární pásy jako u novostaveb (Obr. 11 (B)). Tyto pojmy by se rozhodně neměly zaměňovat.

18/62


Obr. 14

Požadavky na nehořlavé pruhy z minerálního vlákna u dodatečného zateplení [4]

(A) Obr. 15

3.4

(B)

Požadavky na založení v oblasti soklu

Atypické detaily ETICS

Norma připouští snižovat výšky nehořlavých pruhů, které byly popsány v předchozích kapitolách, a také udělat jiné řešení detailů ostění a nadpraží. Detaily musí být požárně odzkoušeny a musí vyhovět určitým požadavkům po dobu 15 minut o výkonu zdroje plamene 100 kW u dodatečných izolací a 30 minut o výkonu zdroje plamene 100 kW u novostaveb. Zároveň nesmí dojít k šíření plamene po povrchu nebo po tepelné izolaci [2]. Pokud tyto zkoušky vyjdou, je to jedno z kritérií, kdy můžeme konstrukci zařadit do DP1 a také tyto odzkoušené detaily mohou nahradit požární pásy nebo nehořlavé pruhy. U zkoušení detailů v oblasti soklu se zkouší jako nadpraží, ale zkouší se po dobu 15 minut o výkonu zdroje plamene 50 kW. Tyto detaily odzkoušela například firma BAUMIT s.r.o., AVMI – viz kapitolu 5, MATEICIUC a.s., Saint – Gobain Construction Products CZ a.s., divize WEBER, STOMIX s.r.o., ISOVER a další. Níže je uvedeno, co všechno po dobu 15 minut (dodatečné zateplení budov, zejména panelové domy) vyjde, když je u EPS-f jediná podmínka, že v dutině nesmí být teploty vyšší než 350 °C. Detail se splněnými podmínkami pro novostavby (30 minut, 100 kW) je uvedeno pouze v podkapitole 3.4.4.

19/62

3. Požární požadavky pro ETICS 3.4.1 Řešení od společnosti BAUMIT s.r.o., divize WEBER a.s., STOMIX s.r.o. Společnost Baumit s.r.o. je držitelem dvou Požárně klasifikačních osvědčení při zateplování fasádním pěnovým polystyrenem. První z nich (PKO 11-003) umožňuje v nadpražích provádět snížený pás výšky pouze 200 mm (Obr. 16 (A)), kde je nutno dodržet přesah pásů 1,5 m. V oblasti nadpraží lze i provádět špaletu z minerálního vlákna výšky minimálně 20 mm (Obr. 16(B)). Detail se špaletou je zajímavý, neboť může nahradit nehořlavé pruhy, které jsou původně 0,5 m vysoké. Je to špaleta přilepena pomocí lepící a stěrkovací hmoty na spodní části nadpraží. Základní vrstva omítky je tvořena stěrkovací hmotou, skleněnou síťovinou, penetrací a omítkou s ukončující lištou a nárožní lištou s průběžnou sítí. Jedním důležitým kritériem zde je, že deska z minerálního vlákna musí být také v ostění (Obr. 16(B)). U detailu se sníženým pásem je základní vrstva omítky stejná jako u detailu se špaletou (Obr. 16(A)). V oblasti soklu lze snížit výšku pásu z minerálního vlákna na 200 mm (Obr. 16(C)). Předpokladem je v jednotlivých detailech použít hliníkový soklový profil a hliníkové rohové lišty Baumit. Při založení (PKO 10-024) lze vynechat pás minerální vlny v soklové části (Obr. 16(D)). Spodní horizontální plocha je tvořena bez omítky, ale pouze lepidlem a stěrkovací hmotou, přičemž základní vrstva včetně výztuže je vytvořena na osazeném zesilujícím vyztužení. Na vnějším rohu je použita ukončovací lišta z PVC s okapničkou a s integrovanou skleněnou síťovinou.

(A) Obr. 16

(B)

(C)

(D)

Odzkoušené detaily nadpraží a v oblasti soklu pro dodatečné zateplen: (A) Varianta nadpraží s 200 mm pásem z minerálního vlákna, (A) Varianta nadpraží a ostění s obložením 20 mm minerálním vláknem, (C) Detail založení v oblasti soklu s pásem z minerálního vlákna, (D) Varianta detailu v oblasti soklu bez pásu z minerálního vlákna

20/62

3. Požární požadavky pro ETICS Společnost Saint – Gobain Construction Products CZ a.s., divize WEBER odzkoušela podobné detaily s materiály od jiných výrobců než Baumit s.r.o. Firma STOMIX s.r.o. má odzkoušené podobné detaily jako na Obr. 16(A) a Obr. 16 (D) opět s jinými jednotlivými materiály od jiných výrobců.

3.4.2 Řešení společnosti MATEICIUC a. s. Firma Mateiciuc a.s. nabízí řešení založení ETICS odzkoušené podle [2] a to je Zakládací sada ETICS 2009 (Obr. 17). Základními profily pro tyto zateplovací systémy jsou zakládací lišta z PVC a profil okapní – okenní. Zakládací profil slouží k založení a ochraně spodní hrany izolantu venkovního zateplovacího systému budovy. PVC lišta, která nahrazuje založení s hliníkovým soklovým profilem a tkaninou splňuje požadavky požární ochrany. Jednotlivé díly zakládací lišty se spojují plastovými spojkami. Profil se napojuje na zateplovací systém integrovanou armovací tkaninou spojkami. Výhodou této sady je úspora skladových zásob, neoxidující plastová lišta, jednoduchá montáž a použitím plastového profilu se eliminuje únik tepla tepelným mostem.

Obr. 17

Detail založení ETICS v oblasti soklu pomocí lišty od Mateiciuc a.s. [20]

3.4.3 Řešení společnosti STOMIX s.r.o. Další firmou, která si odzkoušela své detaily podle platných požárních norem pro stávající objekty, je firma Stomix, a je tedy také držitelem PKO. Vyzkoušela detail nadpraží s vloženým pásem z minerálního vlákna (Obr. 18) – STX THERM ALFA detail (PKO 11001). Nejzajímavější detail z dosud uvedených je na Obr. 18, kde vyšel detail se špaletou z minerálního vlákna tloušťky 20 mm okolo okna. Použití minerálního vlákna je nutné v nadpraží, ale i ostění. U tohoto řešení je velice rizikové otevření dutiny ETICS a je nutné dbát na správné provedení. Zde je vidět, co vše může nahradit 500 mm nehořlavé pruhy.

21/62


Obr. 18

Detaily pro dodatečné zateplení budov. Detail nadpraží a ostění;

3.4.4 Řešení společnosti ISOVER se společností BAUMIT Systém (Obr. 19, Obr. 42), který se nazývá TWINNER, je odzkoušen podle požadavků novostaveb, tj. 30 minut při výkonu hořáku 100 kW. Lze ho použít na novostavby, ale i na stávající objekty a nahrazuje požární pásy u novostaveb, popřípadě nehořlavé pruhy u dodatečných zateplení. Tento systém není zkoušen jen zkouškami středního rozměru, ale i velkorozměrovou zkouškou. O zkoušce velkého rozměru, která není povinná, ale legislativa na její moznost realizace upozorňuje, je popsána v podkapitole 4.3.

Obr. 19

3.5

Systém TWINNER

Německá legislativa vs. česká legislativa

Na základě účasti na zkoušce ve zkušebně PAVUS ve Veselí nad Lužnicí (kapitola 5) je snaha ve spolupráci s firmou AVMI vyzdvihnout několik rozdílů v německé legislativě o ETICS [21] a v české legislativě [6], [16]. Rozdílů při zateplování novostaveb i stávajících objektů mezi německou normou a českou normou je hned několik. Dokument, z kterého tato kapitola vychází [21], byl přeložen z německého jazyka do českého. Tento překlad financovala společnost AVMI. U tohoto dokumentu, který obsahuje výtah z německých norem, je pravděpodobné, že je jen pro zateplování novostaveb a jen podkapitola 3.5.10 je pro stávající objekty.

22/62

3. Požární požadavky pro ETICS 3.5.1 Charakteristika kontaktních zateplovacích systémů z hlediska požární ochrany v německé legislativě Všechny části konstrukce jsou v Německu testovány z hlediska specifik systému, vzájemně zharmonizovány a musí být dodávány výhradně jedním výrobcem. Podstatnou součást z hlediska dodržení kvality a bezpečnosti kontaktních zateplovacích systémů v Německu tvoří požární ochrana. Kontaktní zateplovací systémy jsou členěny a posuzovány jak ze stavebně právního hlediska, tak i hlediska požární ochrany staveb jako stavební materiál popř. jako typ stavby. Současně jsou kladeny zvláštní požadavky na jednotlivé části konstrukce, jako jsou druhy izolací a příslušenství. Kontaktní zateplovací systémy jsou rozsáhle testovány z hlediska požární techniky ve spojení s detailním konstrukčním řešením a napojení na vestavěné prvky (např. zastiňovací zařízení) o tloušťce izolační vrstvy do 300 mm. Vysoká kvalita stavebně požární ochrany kontaktních zateplovacích systémů byla doložena na velkém počtu požárních zkoušek středních rozměrů provedených dle zásad pro schvalování Německého institutu pro stavební techniku – DIBt. Výška budovy přípustná pro použití kontaktních zateplovacích systémů vyplývá z příslušných platných předpisů požární ochrany jednotlivých spolkových zemí (LBO). Dle nich se rozlišují budovy malé či střední výšky a dále výškové budovy. Přechod na evropskou klasifikaci třídy reakce na oheň platí v České republice od 1. 2. 2002. Převodník z Německé klasifikace na evropskou je v následující tabulce: Tabulka 2 – Převodník na evropské třídy reakce na oheň [21] Výrobky

DIN 4102-1

DIN EN 13501-1

Nehořlavé

A1/A2

A1/A2

obtížně vznětlivé

B1

B,C

normálně vznětlivé

B2

D,E

lehce vznětlivé

B3

F

Požadavky po výšce objektu jsou rozdílné. V následující tabulce je možné vidět požadavky v Německu, co se týče požadavků třídy reakce na oheň měnící se s výškou objektu.

23/62

3. Požární požadavky pro ETICS Tabulka 3 – Požadavky s ohledem na výšku objektu v Německu [21]

Výškový rozsah nad úrovní terénu* [m]

Třída vyjadřující hořlavost stavebních hmot pro kontaktní zateplovací systém

budovy malé výšky

0–7

B2

budovy střední výšky

7 – 22

B1

výškové budovy**

22 – 100

A

* Míněna je zpravidla výška podlahy nejvyššího podlaží, v němž jsou možné pobytové místnosti. Uvedený výškový rozsah se může mírně lišit v rámci jednotlivých předpisů požární ochrany příslušných spolkových zemí (LBO). ** Hranice výškové budovy je uvedena ve stavebním rádu příslušné spolkové země.

Požadavky na objekty také rozdělují do tří kategorií jako České republice. Podle tabulky, kde jsou německé požadavky, vyplývá, že jsou mírnější u novostaveb na ETICS (viz kapitolu 3): Tabulka 4

Požadavky na třídu reakce na oheň pro novostavby v České republice

Výškový rozsah nad úrovní terénu [m]

Třída vyjadřující hořlavost stavebních hmot pro kontaktní zateplovací systém

budovy malé výšky

≤ 12

E

budovy střední výšky

12 – 30

Do 12 m požární pásy A1,A1 a EPS-f E, nad 12 m A1, A2

výškové budovy

˃ 30

A1, A2

3.5.2 Dilatační spáry Na rozdíl od naší legislativy německá nabízí také řešení v oblasti dilatačních spár, které jsou také důležité z požárního hlediska, kde se neutěsněnou spárou může šířit požár. V Německu provedený test prokázal, že dilatační spáry mají vliv na kontaktní systémy z požárního hlediska. Popisují, jak se dilatační spára má utěsnit a jaké jsou požadavky okolo této spáry. Požadavky platí pro všechny zateplovací systémy. K utěsnění těchto spár používají expandované těsnící pásky nebo smyčkové profily. U nás některé firmy nabízejí řešení těchto detailů, ale nijak nařízené není.

24/62


(A) Obr. 20

(B)

(A) Použití expandující těsnící pásky do spár,(B) Použití smyčkových profilů do spár

3.5.3 Roletové skříně a žaluziové clony osazené v kontaktních tepelně izolačních systémech na bázi tvrzené pěnové hmoty (EPS-f) Zejména u silnějších vrstev izolací existuje často ze strany projektantů přání moci osadit roletové skříně nebo žaluziové clony v kontaktním zateplovacím systému, a pokud možno opatřit je druhým kompletním izolačním systémem. V požární zkoušce středních rozměrů byly v Německu testovány z hlediska požární bezpečnosti různé varianty provedení s kritickými vestavěnými prvky. Na rozdíl od německé legislativy česká neřeší detaily napojení roletových skříní, které jsou osazeny do kontaktních systémů nebo předsazené. Opět pokud tento detail nebude dostatečně vyřešen z požárního hlediska, mohl by se skříní šířit požár do dutiny ETICS. V Německu tyto detaily musí podléhat určitým zkouškám právě kvůli namáhanému nadpraží a zkouší se zkouškami středního rozměru. Tento detail řeší obložení minerální vlnou z vnější strany s určitými přesahy tak, aby se zabránilo šíření požáru, pokud skříň prohoří.

Obr. 21

Řez nadpražím s roletovou skříní

25/62

3. Požární požadavky pro ETICS •

Zabudované roletové skříně: Roletová skříň je v tomto případě součástí stěny zakončující místnost, tzn., že je osazena ke stěně hrubé stavby tak, že lícuje z vnější strany. K zabránění možného šíření plamene přes roletovou skříň do kontaktního zateplovacího systému (a též z vnitřku budovy ven) se musí roleta na přední straně dodatečně kompletně odizolovat minerálním vláknem. Dále překrytí roletové skříně minerální vatou musí činit na obou stranách a nahoře minimálně 50 mm, postranní přesah minerálního vlákna (nalevo a napravo od otvorů) musí činit minimálně 300 mm a musí se lepit v celé ploše.

Obr. 22

•

Pohled na nadpraží a znázornění požadavků na zabudované roletové skříně

Osazení rolet v kontaktním zateplovacím systému namontovaných na okně: Zde roleta lícuje s hrubou stavbou a tak nevyčnívá z fasády. Postupuje se stejně jako u rolet, které jsou zabudovány do ETICS, viz výše.

Obr. 23

•

Osazení roletové skříně lícující s hrubou stavbou, namontování na okně

Osazení rolet v kontaktním zateplovacím systému před oknem nebo nad oknem: Roletová skříň je nasazena na venkovní stěnu, přitom může zůstat viditelná nebo být opatřena druhým izolačním systémem. I v tomto případě požáru by mohlo dojít při prohoření hotového dílu ke vstupu plamenů do kontaktního zateplovacího systému.

26/62


(A) Obr. 24

(B)

(A) Osazení roletové skříně v kontaktním zateplovacím systému před oknem, (B) Požadavky na provedení umístěné roletové skříně v kontaktním zateplovacím systému

Aby se toto riziko co nejvíce eliminovalo, roletová skříň se olemuje na překladu pásem z minerálního vlákna, širokém minimálně 200 mm, který přesahuje z obou stran čelní plochy roletové skříně minimálně o 300 mm. Má-li být odskočená čelní strana roletové skříně izolována tak, aby lícovala, použije se k tomu rovněž minerální vata. Minerální vlákno se i zde musí přilepit po celé ploše. Tyto požadavky jsou také platné pro roletové skříně a platí co do obsahu také pro žaluzie (Obr. 25).

(A) Obr. 25

(B)

(A) Osazení žaluzií v oblasti nadpraží osazené v kontaktním zateplovacím systému, (B) Zobrazení požadavků pro osazené žaluzie

Všechna ostatní osazování zastiňovací prvků do kontaktních zateplovacích systémů, které se liší od těchto detailů, vyžadují individuální posudek z hlediska požární ochrany.

3.5.4 Oblasti, kde je zvýšená vlhkost Oblasti, kde je zvýšená vlhkost jsou dvě: •

oblast balkónu,

•

oblast soklu.

27/62

3. Požární požadavky pro ETICS V oblasti balkónu je požadováno německými uživateli dělat oblasti z EPS-f (hořlavý materiál) kvůli namáhané fasádě vodou. EPS-f nebo XPS lépe odolává vlhkosti než jiné tepelně izolační materiály (např. minerální vlákno). Proto se tyto oblasti řeší a výsledky testů jsou, že použití hořlavého materiálu do výšky 0,6 m nad balkónem je bezpečné. EPS-f nebo XPS musí být třídy B1 (B, C) v tloušťce maximálně 200 mm. Povrchové úpravy mohou být pouze z minerálně vázaných materiálů minimální tloušťce 5 mm, u nichž je schváleno použití minerálního vlákna a EPS-f ve spojení s tímto systémem.

Obr. 26

Řešení v oblasti, kde je zvýšená vlhkost (balkón)

U podezdívek tzv. soklu hrozí vznik požáru od požáru před fasádou a následný přechod na budovu. V oblasti soklu se taktéž požaduje materiál, který je odolný proti vlhkosti a navíc se vyžaduje odolnost proti mechanickému poškození. Německo řeší v této problematice dvě varianty: •

odskočená podezdívka,

•

lícující podezdívka.

U odskočené podezdívky musí ETICS být založen soklovou lištou, spodek musí být zajištěn armovací tkaninou ve tvaru smyčky. Při dodržení těchto podmínek můžeme v Německu použít jakoukoliv tepelnou izolaci (Obr. 27 (B)). U lícující podezdívky se musí udělat přechod mezi různými materiály. Tyto požadavky by měly snížit riziko vzplanutí od vnějšího požáru. V České republice toto řeší [5], kde je požadavek 150 mm na každou stranu zajistit utěsnění přechodu mezi rozdílnými materiály. V České republice jsou taktéž požadavky zvlášť na odskočenou a lícující podezdívku [1]. U odskočené podezdívky je požadován pás 0,5 m vysoký. U lícující podezdívky lze také upustit od tohoto pásu. Norma také povoluje použít odzkoušené atypické detaily, které jsou zkoušené z hlediska požární bezpečnosti staveb (viz podkapitoly 3.3.2, 3.4). Dále se v Německu udává, že rozšíření požáru nehrozí také tehdy, provede-li se vodu odpuzující povrchová úprava do výše 2 m. Samozřejmě se musí vyřešit detaily sklepních oken podle obecných požadavků pro okna (Obr. 27 (A)).

28/62


(A) Obr. 27

(B) Založení kontaktního zateplovacího systému v oblasti soklu v Německu: (A) Lícující založení pod terénem, (B) Odskočené založení kontaktního zateplovacího systému nad terénem

3.5.5 Spáry Německé normy pochopitelně požadují, aby desky tepelné izolace byly pokládány na čistý povrch a co možno nejvíce těsně k sobě. Pokud ale vzniknou vadná místa a spáry, musí se spáry vyplnit např. PUR pěnou „in-situ“. Z hlediska požární ochrany je třeba objasnit, zda použití polyuretanové pěny vypěněné „in-situ“ může vést ke změně kvality kontaktního zateplovacího systému. Za tím účelem byly provedeny velkorozměrové experimentální zkoušky na kontaktních zateplovacích systémech užívaných v praxi. Zkoušky dokázaly, že použití PUR lepidla na částech tepelné izolace nezhoršuje požární vlastnosti. Lokální vyplnění vadných míst v izolační hmotě a vyplnění průběžných spár je bezpečné do maximální šířky 5 mm. Lze použít jen pěnu, která se aplikuje nástřikem nebo je vypěněná, která musí být schválena a má třídu reakce na oheň B1 podle německé klasifikace. Tyto požadavky jsou opět pro všechny ETICS do tloušťky 300 mm. V České republice se určuje taktéž minimální povolená šířka spár a požadavky na podklad a kladení ETICS. Pokud ale vzniknou tyto spáry větší než požadovaná hodnota, není dané, jak se toto může řešit.

Obr. 28

Vypěnění spár z „in-situ“ [21]

29/62

3. Požární požadavky pro ETICS 3.5.6 Nátěry u ETICS V Německu byl proveden test, zda speciální povrchové úpravy, které odpuzují vodu v oblasti větší vlhkosti, mají vliv na požární bezpečnost. Ze zkoušek bylo zjištěno následující: vodu odpuzující povrchové úpravy podezdívek o maximální tloušťce nátěru 0,5 mm nevedou k postupnému šíření požáru a z hlediska požární ochrany nejsou námitky proti částečně ohraničenému nátěru ploch podezdívek, a to do maximální výšky 2 m. Na základě kladných výsledků testů lze použít v oblastech se stříkající vodou na balkónech a lodžiích nad hranicí výškové budovy (nad 22 m) tenké disperzně vázané omítky. Lze také použít nátěry nanesené na ETICS na bázi tvrzené pěnové hmoty z EPS-f nebo minerálního vlákna, a to jako vodu odpuzující nátěry do maximální výšky 0,6 m. V České republice se samotné omítky nezkoušejí. Zkoušejí se v systému ETICS, kde index šíření plamene is musí být 0 mm/min – omítka respektive povrch ETICS nepřispívá k šíření plamene po povrchu.

3.5.7 Ochrana před bleskem U hromosvodů se používají kruhové profily z mědi, hliníku, oceli nebo ušlechtilé oceli o různém průměru. V Německu není psáno, zdali se bleskosvod může vést uvnitř ETICS. Dokument, z kterého je čerpáno, uvádí některá doporučení ohledně bleskosvodu. Hlavně se snaží usilovat o to, aby bleskosvod nebyl umístěn v ETICS. Bleskosvody se tedy neřeší v požární legislativě ani v Německu a ani v České republice. Vychází-li se z normativních vyjádření pro bleskojistná zařízení, v německé legislativě k možnému zahřátí, vedení v případě zásahu bleskem a ze zkušeností na základě technických zkoušek ve věci chování kontaktních zateplovacích systémů za požáru, lze konstatovat, že k odvodu blesku dochází jen v krátké době, tzn. do cca 350 milisekund, a krátkodobé zahřátí hromosvodu, k němuž dochází v tomto případě, nemůže ani vést k zapálení izolace z EPS-f ani vyvolat doutnání izolace z minerálního vlákna. V případě neodborného provedení míst upnutí však nelze vyloučit vznik elektrického oblouku v této oblasti. Místa upnutí by proto měla být opatřena revizní klapkou. Instalace hromosvodů musí bezpodmínečně provést odborná firma s náležitým oprávněním, a to dle platných právních předpisů. Vzdálenost stěn bleskosvodných vedení by neměla být větší než 1/3 tloušťky izolačních desek; pouze tak lze zabránit otisku na povrchu kontaktního zateplovacího systému.

30/62


Obr. 29

Doporučené řešení, když je umístěn hromosvod v kontaktním zateplovacím systému

3.5.8 Provedení kontaktních zateplovacích systémů na bázi tvrzené pěnové hmoty (EPS-f) při přemostění protipožárních stěn Protipožární stěny musí zabránit rozšíření ohně na jiné budovy popř. úseky budovy. Stavební řády jednotlivých spolkových zemí neobsahují převážně jednoznačné standardy k provedení obtížně vznítitelných kontaktních zateplovacích systémů v oblasti protipožárních stěn. Tato kapitola je nejspíše chápána jako řešení našich požárních pásů. V České republice je přemostění myšleno jako svislý požární pás, který musí být široký 900 mm a v určitých případech lze od nich upustit – pokud pás tvoří konstrukce DP1 (betonová konstrukce) [16]. V Německu u kontaktních zateplovacích systémů do 300 mm, které jsou lepené nebo spojené hmoždinkami v kombinaci s lepidlem, se v oblasti protipožární stěny vkládá pás široký 200 mm z minerální vlny, který se musí přilepit v celé ploše. Pokud to nelze a podklad je neúnosný, minerální vlna se ukotví ve vzdálenosti maximálně 0,5 m od sebe. Minerální, disperzně vázané omítky i ploché obkladačky smějí přemostit požární stěnu popř. proměnlivý izolační materiál. Díky tomu, že je relativně nízký podíl organických součástí v suché směsi omítky, lze vyloučit rychle se šířící oheň a tím i přepálení požární stěny (Obr. 30(A)). U kontaktních zateplovacích systémů do 200 mm upevněných lištami, v místě požární stěny se upevnění přeruší. Opět se přilepí pás z minerální vlny, popřípadě přikotví. U omítek platí totéž, co u ETICS do 300 mm. Pokud je dilatační spára mezi dvěma požárními stěnami, platí podmínky popsané v podkapitole 3.5.5. Minerální vlna se osadí v tloušťce požárních stěn, avšak minimálně 100 mm na každou stranu. Dodatečně se zcela ucpe minerálním vláknem dutina, nacházející se za profilem popř. za páskou pro dilatační spáru (Obr. 30 (B))

31/62


(A) Obr. 30

(B)

Řešení v místě požárních stěn (svislé požární pásy): (A) Řešení v místě stěny bez dilatační spáry, (B) Řešení s dilatační spárou;

3.5.9 Kontaktní zateplovací systémy na bázi tvrzené pěnové hmoty (EPS-f) o tloušťce izolace větší než 100 mm Hrana překladu (nadpraží) nad okny a dveřmi je vystavena u všech budov v případě výstupu plamene obzvlášť vysokému namáhání. U ETICS o tloušťce izolační vrstvy větší než 100 mm by mohlo přitom dojít k otevření hrany překladu a tím k rozšíření požáru. Hrana překladu bývá velice namáhána a zcela vystavena požáru, pokud jsou rozbitá okna a plameny šlehají z objektu oknem ven. U překladů je problém z hlediska otevření dutiny a následnému šíření požáru nejen po výšce objektu. Zde se řeší u nás známé vodorovné požární pásy, ale v Německu mají jiné požadavky. V České republice se dají za určitých podmínek vypustit, ale ETICS musí mít třídu reakce na oheň A1, A2. Německo stejně jako Česká republika vychází ze zkoušek středního rozměru a požadavky na požární pásy u novostaveb 900 mm vysoké s přesahem 1,5 m na každou stranu [16]. V Německu jsou požadavky na požární pásy podle tloušťky a upevnění ETICS: •

ETICS v tloušťce 100 – 300 mm: U kontaktních zateplovacích systémů lepených či kotvených s kombinací lepidla se v Německu, na rozdíl od české legislativy, použije pás jen 200 mm s přesahem na každou stranu minimálně 300 mm. Pro spodní vrstvu překladu použijí opět minerální vlnu. Vertikální ostění do tloušťky izolace 20 mm mohou být provedena z tvrzené pěny EPS-f, u ostění většího, než je tloušťka izolace, se musí použít minerální vlákno.

32/62


Obr. 31

•

Detail nadpraží a požadavky na kontaktní zateplovací systém v oblasti nadpraží při použití tepelného izolantu tloušťky větší než 100 mm

ETICS v tloušťce 100 – 200 mm upevněný lištami: Upevněné ETICS lištami se postupuje jako u ETICS v tloušťce 100 – 300 mm lepených a spojených hmoždinkami s kombinací lepidla. Rozdíl je pouze v tom, že izolace připevněna lištami se v této oblasti nadpraží připevnění přeruší. Dále se postupuje stejně.

•

ETICS v tloušťce > 100 mm s okny osazenými v ETICS: U silných izolačních vrstev, které se vyskytují zejména u pasivních domů, jsou okenní prvky osazovány před venkovní plochou stěny hrubé stavby. Tímto se eliminují tepelné mosty. U napojení předsazených okenních rámů v případě izolace na bázi tvrzené pěnové hmoty (EPS-f) a tloušťky izolace větší než 100 mm se pro upevnění oken použijí jak pravoúhlé háky, tak i rámy po celém obvodu. Zpracovatel kontaktních zateplovacích systémů nemá zpravidla žádný vliv na způsob montáže a musí upravit kontaktní zateplovací systém dle dané situace. Z hlediska požární ochrany staveb vyžaduje tento detail zvláštní pozornost, protože při prohoření okenního rámu nelze vyloučit šíření plamene ETICS. Aby byla dodržena bezpečnostní úroveň, byl zkoumán při požární zkoušce středních rozměrů tento způsob osazení (Obr. 32).

Obr. 32

Detail nadpraží, umístění okenního rámu mimo stěnu

33/62

3. Požární požadavky pro ETICS Po provedené zkoušce kvůli osazení oken v ETICS se zjistilo, že v kontaktních zateplovacích systémech lepených a lepených v kombinaci s hmoždinkami tloušťky izolace 100 – 300 mm, se má na překlad i na ostění přilepit po celé ploše pruh z minerální vaty široký 200 mm co možná nejblíže okennímu rámu. Konstrukcí podmíněné mezery mezi páskem z minerální vaty a okenním rámem se uzavřou tepelnou izolací z polyuretanové pěny vypěněné „in-situ“, jak už bylo zmíněno u řešení spár. Jiné řešení musí být podle německé legislativy odzkoušeno a schváleno.

Obr. 33

Požadavky při umístění okenního rámu mimo nadpraží a použití 100 – 300 mm tlusté izolace

U kontaktních zateplovacích systémů upevněných lištami o tloušťce izolace 100 mm – 200 mm se postupuje stejně, ale v této oblasti se lišty přeruší.

3.5.10 Doplnění kontaktních zateplovacích kompletním izolačním systémem

systémů

druhým

Tak jako v České republice, tak i v Německu se řeší dodatečné zateplení budov. V souvislosti s asanačními opatřeními nebo další energetickou optimalizací budovy se opatří plochy, které jsou již odizolované pomocí kontaktních zateplovacích systémů, dalším kompletním izolačním systémem. Přitom se vždy nepoužije původní izolační materiál, čímž dochází ke kombinování izolačních materiálů. Jestliže se u tvrzené pěny z expandovaného polystyrenu (EPS-f) překročí tloušťka izolace 100 mm, je nutné přijmout dodatečná protipožární opatření. V Německu jsou odzkoušené tři varianty dodatečného zateplení. Na rozdíl od české legislativy tyto izolace ve více vrstvách jejich legislativa řeší. Pokud je stávající objekt již izolován EPS-f musíme se řídit podle pokynů německé normy. Pokud tloušťka EPS-f je větší než 100 mm, musíme objekt řešit z požárního hlediska. Nadpraží se obloží z minerální vlny ve výšce 200 mm a nad otvorem s přesahem 300 mm (Obr. 34 (A)). •

EPS-f + minerální vlákno – Pokud se zvolí varianta doizolování stávajícího EPS-f minerální vlnou, musí se opět zajistit nadpraží proti plamenům, které by mohly vniknout pod minerální vlnu.

•

Minerální vlákno + minerální vlákno – Doizolování stávající minerální vlny minerální vlnou – tento systém je nehořlavý. Zde musíme řešit dodatečné kotvení kvůli stabilitě a zachování požární bezpečnosti. 34/62


(A) Obr. 34

•

Obr. 35

(B)

Varianty doplnění kontaktních zateplovacích systémů druhým kompletním izolačním systémem: (A) Doizolování stávajícího EPS-f minerálním vláknem, (B) Doizolování minerálního vlákna stejným materiálem

EPS-f + EPS-f – Pokud se potřebuje zvýšit tloušťka izolace a izolaci ponecháme ve stejném materiálovém provedení (EPS-f), musí se celé oblasti překladu zabudovat páska z minerální vaty o výšce 200 mm a postranním přesahu 300 mm. Přitom se odstraní původní izolace a dodatečně se vloží páska z minerální vaty. Spodní strana překladu se rovněž odizoluje minerální vatou.

Doizolování stávajícího hořlavého EPS-f stejným materiálem EPS-f

35/62

4. Požární zkoušky pro zateplovací systémy

4. Požární zkoušky pro zateplovací systémy Základními třemi zkouškami v oblasti požární bezpečnosti staveb jsou zkoušky: malého rozměru, středního rozměru a zkoušky velkorozměrové.

4.1

Malorozměrové požární zkoušky

Malorozměrové zkoušky se provádí například u stanovení evropské třídy reakce na oheň. Tato klasifikace platí od 1. 2. 2002 a je stanovená pro výrobky v celé Evropské unii. Třídy reakce na oheň jsou A1, A2, B, C, D, E, F. V tomto systému tříd reakce na oheň jsou uvedeny 4 zkoušky pro klasifikaci: •

SBI test – test v rohu místnosti;

•

test nehořlavosti – test v ISO peci;

•

stanovení spalného tepla – kalorimetrie;

•

test s malým zdrojem plamene.

Tyto testy mají také doplňkové zkoušky, například index šíření plamene. V České republice se tyto testy provádí CSI a.s. a PAVUS a.s. a výrobce si určuje, jakou zkouškou chce výrobek zkoušet. Jde o to, co výrobce požaduje, aby mu vyšlo za klasifikaci, aby se nemusely zkoušet a platit všechny zkoušky, které jsou potřebné k jednotlivým klasifikacím. Pokud mu nevyjde požadovaná klasifikace, musí výrobek upravit a znovu odzkoušet nebo si zaplatit zkoušku pro horší třídu. Vzorky, které nevzplanou do 20 minut, nepřispívají k šíření plamene vůbec nebo přispívají zanedbatelně. Třída reakce na oheň A1 a A2 splňují toto pravidlo vždy. Pokud dojde k vzplanutí, zkoumá se fáze, kdy k němu došlo. Tabulka 5 Druh výrobků Nehořlavé výrobky

Hořlavé výrobky

Stanovení tříd reakce na oheň zkouškami [22] Třída reakce Test Test – Test malého na oheň nehořlavosti kalorimetrie SBI test plamene A1 A2 B C D E F výrobky netestované nebo nevyhovující E (necertifikovaný EPS)

36/62


Tabulka 6

Přehled Evropských tříd reakce na oheň a jejich přispívání k flashoveru [22]

Druh výrobků


Nehořlavé výrobky

A1 A2 B C

Hořlavé výrobky D E F

Příspěvek k rozvoji požáru Nepřispívají k růstu požáru a k vývoji kouře (např. deska z MV) Nepřispívají významně k růstu požáru (např. SDK deska) Velmi omezeně přispívají k růstu požáru (např. ISOVER Twinner) Omezeně přispívají k prostorovému vzplanutí – „flashover“ efekt Přispívají k „flashover“ efektu (např. konstrukční dřevo) Výrazně přispívají k „flashover“ efektu (např. fasádní EPS) Výrobky nezařazené do A1 ÷ E

4.1.1 SBI test U SBI (Single Burning Item test) testu se vzorky montují připravené (s danou vlhkostí apod.) podle norem na zkoušení [23]. Jedná o roh místnosti, který má i pohyblivou část, kvůli lepší montáži vzorku. Okolí je vybudováno ze šamotových tvarovek. Tento test není určen pro podlahy. Na roh místnosti působí dva propanové hořáky po sobě a SBI test se zkouší 21 minut. Nejdříve se zažehne horní hořák pro kalibraci, následně se vypne a zapálí druhý pod fasádou a vizuálně se kontroluje pouze boční šíření plamene. Všechny důležité údaje, které se měří v potrubí (Obr. 36(B)), se převádí jako data do počítače. U odtahu se měří vizuálně paprskem hustota kouře. V potrubí jsou osazeny hvězdice kvůli laminárnímu proudění vzduchu a Pitotovou trubicí se určuje laminární proudění vzduchu. Toto proudění se přepočítává na 25 °C a musí se udržovat mezi 0,5 – 0,65 m3/s, proto se osazuje motor, který se dá regulovat a odolává teplotám až 400 °C. SBI test simuluje oheň uvnitř objektu typicky odpadkového koše (o výkonu cca 30 kW). SBI test tedy klasifikuje vnější kontaktní zateplovací systém (ETICS) na simulaci vnitřního požáru. Zde je problém, že nevystihuje i vnější požár, kde může být poblíž jiná budova nebo jiný snadno hořlavý předmět, který vyvolá větší výkon zdroje hoření.

37/62


(A) Obr. 36

(B)

SBI test : (A) Roh místnosti, (B) Měření dat v odvodu spalin; (Zdroj: (A) [22], (B) ČVUT, K124, Hejtmánek P.)

4.1.2 Test nehořlavosti Pro stanovení nehořlavosti materiálu slouží zkouška v tzv. ISO peci [24]. Test simuluje zcela rozvinutý požár v okamžiku celkového vzplanutí. Vzorek je vystaven teplotě 750°C po dobu nejvýše 60 minut. Sleduje se nárůst teploty, hmotnostní úbytek a čas, kdy se za této teploty vzorek zapálí. Toto určuje hořlavost či nehořlavost vzorku. Tato zkouška se používá pouze u skupiny A1. Je to energeticky náročná zkouška a velmi přísná. Přestože výrobek vykazuje celkově velmi dobré protipožární vlastnosti, u této zkoušky (svou přísností), může nastat problém. Díky této zkoušce i obecně nazvané nehořlavé tepelné izolace (minerální vlákno) nemusí této zkoušce vyhovět. Záleží na obsahu pojiv v materiálu a jedno kritérium, které se hlídá, může ovlivnit klasifikaci. Nejčastěji to bývá u minerálních vláken úbytek na objemu, který musí vyhovět určitým požadavkům. Výrobky, které mají větší úbytek, než je povoleno, mají třídu reakce na oheň A2. Z důvodu velikosti zkoušených vzorků o výšce 50 mm a o průměru 45 mm, nelze zde zkoušet tzv. nepodstatné vrstvy, jako jsou nátěry apod. Pokud se zkouší systém (např. ETICS), výrobky se zkouší samostatně, každou vrstvu systému zvlášť. Pokud vzplanou do 5 s, nevyhovuje A1. Měří se také uvolněné teplo a pro A1 musí být rozdíl teplot menší než 30°C. Zajímavostí je, že v případě minerálního vlákna byl nárůst teploty v peci 18,08 °C, úbytek na objemu 3,53 % z důvodu obsažení pojiva a doba zapálení je 0 s. V případě PIR byl 154,1 °C kvůli zapálení v důsledku uvolňování plynů. U EPS-f měl vzorek 100% úbytek na objemu a po vzplanutí díky komínovému efektu byl nárůst teploty nepatrný – cca 10 °C. EPS-f a PIR zcela shoří [22].

38/62


Obr. 37

Zkouška nehořlavosti (Zdroj: ČVUT, K124, Hejtmánek P.)

4.1.3 Spalné teplo – kalorimetrická zkouška Kalorimetr slouží k měření spalného tepla materiálu. Zkouší se v uzavřeném hermetickém válci při tlaku 30 Bar s využitím čistého kyslíku, kde se vzorek zapálí a sleduje se teplota okolní vody, kde je válec ponořen. Aby byla splněna podmínka A1 nebo A2 musí hodnota zůstat pod určitou hodnotou [25]. Tabulka 7

Spalně teplo jednotlivých materiálů [22]

Výrobek Minerální vlákno

Spalné teplo (výhřevnost) H [MJ/Kg] 0,91

EPS

41

PIR

30

Minerální vlákno je nehořlavé a nemusí se počítat v požárním zatížení. EPS a PIR jsou hořlavé a přispívají k celkovému požárnímu zatížení.

(A) Obr. 38

(B)

Kalorimetrická zkouška: (A) Přístroj, (B) Kalorimetrická nádoba; (Zdroj: ČVUT, K124, Hejtmánek P.)

39/62

4. Požární zkoušky pro zateplovací systémy 4.1.4 Zkouška malým zdrojem plamene Plamen simuluje plamen svíčky, který má 20 mm. Určuje, jak se výrobek rychle a snadno zapálí a jak se plamen rychle rozšíří. Zkouší se 15 nebo 30 s na hraně nebo v ploše vzorku. Pokud dojde při zkoušení na 15 s k poškození nebo propálení výrobků, zatřiďuje se do třídy E. Pokud se zkouší 30 s, nesmí plamen postoupit 150 mm vysoko do 1 minuty od zapálení. Na požadavky pro klasifikaci je nejlepší podívat se do normy [26], kde je velmi přehledná tabulka. Zde se určují potenciálně nebezpečné výrobky (folie apod.), které se při SBI testu nemohou zjistit, protože rychle shoří. Tato zkouška je doplňková zkouška SBI testu. Zde při zkoušení minerální vlny, PIR a EPS jsou rozdílné výsledky. PIR zuhelnatí, EPS-f se smrští mimo dosah plamene a s minerální vlnou se nic nestane. V tomto testu jsou i EPS-f a PIR klasifikovány jako nehořlavé, protože zkouška probíhá za relativně malých teplot a v materiálech jsou obsaženy retardéry hoření.

(A) Obr. 39

(B)

Zkouška malého plamene: (A) zkušební přístroj, (B) Detail vlastního zdroje plamene (vpravo); (Zdroj: ČVUT, K124, Hejtmánek P.)

4.1.5 Index šíření plamene Index šíření plamene je tzv. doplňková zkouška pro SBI test [27]. Její původ je přímo ve společnost CSI a.s. Není dostatečně dobrá a uzpůsobená požadavky tak, aby určovala třídu reakce na oheň. Požadavky indexu šíření plamene pro podlahy postupem času zmizely a jsou obsaženy ve zkoušce podlahových krytin. Tato zkouška simuluje malou místnost, odkud jde zdroj plamene, a dále chodbu, kam se plamen šíří. Šíření plamene se sleduje vizuálně. Okénka jsou utvořena odnímatelnou minerální vlnou. Buď se zkouší 30 minut, nebo se zkouší, za jak dlouho dosáhne plamen 60 cm od okraje. Když se ještě zkoušely podlahy, existuje převodník [6], ve kterém se výsledky mohou převádět pro vlastnosti podlah.

40/62


(A) Obr. 40

4.2

(B)

Zkušební pec pro stanovení indexu šíření plamene: (A) Pec s vyhořelým vzorkem z přední strany, (B) Pohled na pec ze zadní strany; (Zdroj: ČVUT, K124, Hejtmánek P.)

Požární zkoušky ve středním měřítku

Jak už bylo zmíněno, u novostaveb i stávajících staveb lze odzkoušet atypické detaily nadpraží, ostění a založení v oblasti soklu. U stávajících objektů vyšších než 12 m se dodatečné zateplení zkouší 15 minut se zdrojem 100 kW a u novostaveb se zkouší 30 minut se zdrojem tepla 100 kW. Pro založení se stanovilo zkoušení po dobu 15 minut se zdrojem 50kW. Příklad reálné zkoušky středního rozměru obsahuje kapitola 5. Tyto detaily se zkouší právě zkouškami středního rozměru, které simulují vnitřní požár. Zkouška spočívá v tom, že se zkouší zkušební těleso jako kout v úhlu 90°. Tento případ se uvažuje v praxi jako nejhorší, protože si plameny „sahají“ kyslík, který potřebují ke svému hoření. Plameny šlehají vysoko a více tepelně namáhají stěnu (zkušební vzorek ETICS). Kratší stěna se umisťuje rovnoběžně se zástěnou proti průvanu. Zkušební těleso by mělo být provedeno se všemi okolnostmi jako v praxi. Požadavky na nosný rám zkušebního tělesa, který sestává ze tří stěn, je normativně stanoven [2]. Jako zdroj působení požáru je plynový propanový hořák s vrchní pravoúhlou plochou, která má vrstvu porézního inertního materiálu jako je například písek. Hořák je pak umístěn pod zkušební těleso. Tepelný výkon je nastaven na 100 (± 5) kW a intenzita uvolňování tepla se vypočítá vynásobením toku plynu spalným teplem propanu (46,4 kJ/g). U tohoto tématu je dobré podotknout, že v reálném požáru v bytě vzniká výkon až 1MW uvnitř místnosti. Šlehající plameny mají už menší výkon, proto se kapitola 5 věnuje mimo jiné modelování zkoušky, kde se může zjistit, jaké teploty se dosahují v nadpraží, a jestli zdroj o výkonu 100 kW odpovídá alespoň přibližně reálnému požáru.

41/62


Obr. 41

Zkouška středního rozměru ve zkušebně PAVUS; (Zdroj: ČVUT, K124, Pokorný M.)

Měří se tepelný tok, teploty vně a uvnitř tělesa termočlánky. Všechny termočlánky, měření a sestavení vzorku musí být v souladu s normou. Norma také obsahuje národní přílohu, kde se zpřesňují požadavky v České republice. V národní příloze se zdůrazňuje problém bytových požárů, od kterých může fasáda vzplanout.

4.3

Zkoušky velkého rozměru

Zkoušky velkého rozměru nejsou v České republice závazné a povinné, proto nejsou zatím více rozšířené. Nové vydání [1] vyzdvihne, že tuto zkoušku lze realizovat podle [28], ale uvede to jen jako informaci. Tato zkouška je velice nákladná a výrobci ji moc nevyužívají, protože jim stačí pro klasifikaci výrobků a odzkoušení atypických detailů zkouška středního rozměru. V blízké minulosti ji využila firma Baumit s.r.o. s divizí Isover – Saint-Gobain Construction Products CZ a.s. Divize Isover a.s. je výrobce tepelných izolací a Baumit s.r.o. dodává své výrobky pro montáž v této zkoušce. Společně vyzkoušeli nový ETICS jako produkt na trhu a tím je ETICS s tepelně izolační vrstvou TWINNER.

Obr. 42

Systém TWINNER [11]

Systém TWINNER se skládá z grafitového EPS-f, který má na svém povrchu 30 mm tlustou vrstvu minerálního vlákna k povrchu EPS-f celoplošně přilepenou PUR pěnou. Tento systém velkorozměrovým zkouškám vyhověl. Jelikož tento ETICS splnil i zkoušku středního

42/62

4. Požární zkoušky pro zateplovací systémy rozměru s podmínkami pro novostavby, je nahrazení požárních pásů a nehořlavých pruhů možné (podkapitola 3.4.4).

Obr. 43

Fotky z velkorozměrové zkoušky při zkoušení systému TWINNER; (Zdroj: ISOVER, Saint-Gobain, 2011)

43/62

5. Účast na požární zkoušce zateplovacího systému

5. Účast na požární zkoušce zateplovacího systému Zkouška se konala 9. 9. 2011, kdy AVMI zrealizovala požární zkoušky středního rozměru podle [2]. Je to zkouška ETICS, konkrétně nadpraží, kde se zkoušely tři varianty [31]. Důvod zrealizování těchto zkoušek byla právě otevřená problematika s ETICS. AVMI spolupracuje mimo jiné i se sdružením Eurima (Evropské sdružení výrobců izolací a zastupuje zájmy všech významných výrobců minerální vlny po celé Evropě) ve Velké Británii, která skoro před rokem zrealizovala zkoušky ETICS ve velkém měřítku. Aby se prokázala všeobecná myšlenka, že zkoušky středního rozměru neodpovídají reálnému požáru, AVMI zrealizovala právě tyto zkoušky ve Veselí nad Lužnicí ve zkušebně PAVUS a.s. Výsledky středněrozměrových zkoušek chtěla porovnat s výsledky z Eurima. Členové Eurima v České republice jsou Rockwool a.s., Knauf insulation s.r.o., AVMI, URSA CZ s.r.o. a Saint-gobain Orsil s.r.o.[29]. Výroční zpráva sdružení Eurima se zmiňuje také o ETICS. Byla přeložena z anglického jazyka do českého a její část uvádí o třech zkouškách, na základě kterých se AVMI rozhodla také odzkoušet tři podobné vzorky ve středním měřítku: „Velkorozměrové požární zkoušky ETICS byly provedeny ve zkušebnách BRE (Building Research Establishment) ve Velké Británii a MPA (Materialprüfungsanstalt) v Německu. První testy ukázaly, že systém ETICS, založený na EPS-f s anorganickou omítkou, vysoce kvalitní sítí a požárními pásy z kamenné vlny na každém druhém patře splňuje požadavky britských i německých velkorozměrových testů. Druhá zkouška s použitím stejných EPS-f a požárních pásů, ale s organickou omítkou a slabší sítí byla provedena v MPA a BRE, kde tento systém testem neprošel. Výsledky testu tak jasně ukazují, že v Německu navrhované pravidlo, aby požární pásy byly v každém druhém patře, nemůže být obecným pravidlem, ale bude muset mít definované požadavky na typ omítky a sítě. Skupina zodpovědná za ETICS se shodla na provedení třetí zkoušky, tentokrát však jen v BRE. Tento test byl proveden se stejným EPS-f, ale s tloušťkou 300 mm, požární pás, který byl vysoký 200 mm ve výšce 3,0 m nad otvorem a požární pás přímo nad překladem byl rozšířen o 200 mm na každou stranu překladu. Účelem tohoto testu bylo zjistit, zda přidání požárního pasu nad překladem je dostatečné na vytvoření bezpečného systému s EPS-f až do tloušťky 300 mm pokryté tenkou organickou omítkou“ [30].

5.1

Průběh zkoušky

Ve zkušebně PAVUS se zkoušely tři varianty ETICS a to konkrétně nadpraží. Vše bylo v souladu s platnými normami [2]. Přesný popis vzorků je v Příloze 1.

44/62


(A) Obr. 44

(B)

(C)

Zkoušené vzorky společností AVMI ve zkušebně. Všechny vzorky měla záda tvořená deskou Grenamat AL.: (A) Vzorek č. 1 – pás z minerálního vlákna vysoký 200 mm osazený o stěnu z Ytongu tloušťky 150 mm, která byla přímo nad zdrojem hoření, (B) Vzorek č. 2 – pás z minerálního vlákna 200 mm vysoký přímo nad zdrojem hoření, (C) Vzorek č. 3 – pás z minerálního vlákna ve výšce 2,4 m od podlahy přímo nad zdrojem hoření

Vzorky simulovaly nadpraží a zdroj simuloval požár z okna o výkonu 100 kW. Vzorky byly rohové, jelikož roh je hodnocen jako nejnamáhavější a nejnebezpečnější případ. Plameny si v rohu „sahají“ pro vzduch, proto všeobecně plameny šlehají vysoko. Na vzorcích byly připevněny tepelné senzory – 7 vnitřních a 13 vnějších (Obr. 48) [31]. •

Vzorek č. 1 byl odskočený o 150 mm stěnu tvořenou z Ytongu. Záda této zkoušky byla tvořena z desek Grenamat AL. Pás z minerálního vlákna, který má funkci požárního pásu, byl přímo v nadpraží (Obr. 44(A)). Zdroj plamene od nadpraží byl vzdálen 0,4 m.

•

Vzorek č. 2 měl požární pás z minerálního vlákna přímo nad zdrojem ve výšce 2 m od hrany nadpraží (Obr. 44(C)). Záda této zkoušky byla taktéž tvořeny z desek Grenamat AL. Zdroj plamene byl od nadpraží taktéž vzdálen 0,4 m.

•

Vzorek č. 3 měl požární pás z minerálního vlákna přímo nad zdrojem. Záda této zkoušky byla tvořena z desek Grenamat AL jako u předchozích vzorků. Pás z minerálního vlákna, který má funkci požárního pásu, byl přímo v nadpraží (Obr. 44(A)). I u vzorku č. 3 byl zdroj plamene od nadpraží vzdálen 0,4 m.

Pro zkoušku se osadil i radiometr. Všechny 3 zkoušky trvaly 30 minut se zdrojem plamene 100 kW. Ani v jedné zkoušce polystyren nevzplanul uvnitř dutiny. Ve třetí zkoušce (Obr. 44) hořel odkapávající polystyren. Pro zhodnocení zkoušek byly vzorky rozříznuty, aby bylo zjištěno, co se dělo uvnitř (Obr. 45).

5.2

Výsledky a vyhodnocení

Z protokolu vyplývá [31], že podle kritérií norem vyšly první dvě zkoušky a třetí nikoliv (Obr. 44), (Obr. 45). Nevyšla z důvodu vyšších teplot uvnitř dutiny než je 350 °C. Podle 45/62

5. Účast na požární zkoušce zateplovacího systému normy je to jediné kritérium, které musí vzorek splňovat během testování. Na obrázkách je patrno, že EPS-f se vlivem tepla téměř celý roztekl, a ukazují, jak vypadala prázdná dutina po zkoušce. Při zkoušení třetího vzorku se dutina otevřela a odkapával hořící EPS-f na zem (Obr. 47(A)). Následně teploty uvnitř dutiny vzrostly na více než 350 °C, a jak už bylo řečeno, je to jediné kritérium, které udává, jestli zkouška vyhověla.

(A) Obr. 45

5.3

(B)

(C)

Vzorky po zkoušce: (A) 1. vzorek po testu, (B) 2. vzorek po testu, (C) 3. vzorek po testu; (Zdroj: (A),(B), (C) – fotoarchiv ČVUT, K124, Pokorný M.)

Matematický model požární zkoušky

Cílem této podkapitoly je analyzovat zkoušku středního rozměru a otevřít myšlenku, zda tyto zkoušky odpovídají reálnému požáru. Obecně se myslí, že tyto zkoušky jsou velice podhodnocené. Proto byl vybrán vzorek z reálné zkoušky, aby se porovnal s modelem a zjistily se teploty, které tam vznikají. Byl namodelován třetí vzorek (Obr. 44 (C)) reálné zkoušky od sdružení AVMI. Tento detail je velice atypický a teploty přesáhly 350 °C – kritérium pro vyhovující zkoušku. U tohoto vzorku byla dutina po zkoušce prázdná. EPS-f se celý roztavil a zkouška nevyšla nejspíše kvůli otevření dutiny a zvýšení teplot v dutině. Hořící odkapávající EPS-f nebyl závadou.

5.3.1 Fire Dynamics Simulator (FDS) Program, který je stále více používán odbornou veřejností v oblasti požární bezpečnosti staveb, byl namodelován požár zkoušky středního rozměru, se nazývá Fire Dynamics Simulator (FDS) verze 5.5.3. Je to program, který se píše zdrojovým kódem a musí se zadefinovat veškeré výpočty, měření, ale i vlastnosti materiálů. Je volně dostupný a postavený na algoritmech výpočtového proudění tekutin, které je označováno zkratkou CFD (computational fluid dynamics) a pro jeho výstupy je třeba použít program Smokeview, který je součástí FDS. Výstupem Smokeview je grafická vizualizace, která umožňuje zobrazit teploty, průběh kouře, postup plamenů apod. spočítané programem FDS [32].

46/62

5. Účast na požární zkoušce zateplovacího systému 5.3.2 Vstupní hodnoty do programu Vstupní hodnoty do programu jsou zvolení rozměrů výpočetní oblasti, čas výpočtu, umístění termočlánků, definice materiálů, zdroj plamene, rozměry, zvolení barev (zdrojový kód viz Přílohu č. 3): •

Výpočetní oblast je tvořena ze dvou výpočetních oblastí. Jedna je 1,2 x 0,6 x 2,8 m (označená jako oblast 1, 168 000 buněk) a druhá výpočetní oblast byla nad ETICS kvůli osazení radiometru 1,2 x 0,4 x 0,2 m (označená jako oblast 2, 12 000 buněk – Obr. 46).

•

Čas výpočtu je 10 minut. Program z důvodu jemné výpočetní oblasti počítal i několik dní a z nedostatku času bylo namodelováno pouze 10 minut. K 30 minutám by byl potřebný trojnásobný čas.

•

Termočlánky a jejich rozmístění jsou znázorněny na (Obr. 48), které byly na vzorcích zkoušky a jsou takto i namodelovány v programu.

•

Ve výpočetním modelu jsou zadefinovány tyto materiály: o deska GRENAMAT AL, na které byl ETICS připevněn, o minerální vlákno od firmy Isover – ISOVER TF Profi, o tepelně technické údaje EPS-f v horní části vzorku (nad minerálním vláknem), o místo omítky Stolit K 2.0 tlustou cca 6 mm se použila omítka od firmy BAUMIT Grenapor Top v tloušťce 2 cm kvůli výpočetní síti. Na Obr. 46 je znázorněno, jak byl vzorek modelován v programu a kde byly jaké materiály zadefinovány.

Obr. 46

Zadání do výpočetního programu (Číslo 1 znázorňuje první fázi otevření malého otvoru 8 x 8 cm, číslo 2 znázorňuje otevření většího otvoru 60 x 16 cm, který zahrnuje i ten malý)

47/62

5. Účast na požární zkoušce zateplovacího systému •

Zdroj plamene je jako u reálné zkoušky plynový propanový hořák o výkonu 100 kW o rozměrech 150 × 100 × 1200 mm.

•

Rozměry vzorků jsou znázorněny na obrázcích – Obr. 46, Obr. 48. V modelu byla modelována poslední fáze zkoušky, kdy se dutina otevřela. Nejdříve (ve 2,5 minutě) se otevře malý otvor 8×8 cm, kdy začal EPS-f vytékat a následně (v 5. minutě, kdy všechen EPS-f už se roztavil) vznikne otevření dutiny cca 60×16 cm. Měří se teploty od zdroje tepla, který má výkon 100 kW ihned po zapálení. Tyto rozměry otvorů jsou jen přibližné a vychází z reálné zkoušky, které byly vidět na fotkách ze zkoušek. Nejdříve se otevřel malý otvor v 7. minutě, kterým vytékal hořící EPS-f, poté se otevřela téměř celá levá strana zadního křídla ve 23. minutě.

(A) Obr. 47

(B)

Otevření dutiny při zkoušce 3. vzorku a odkapávání EPS-f: (A) Otevření malého otvoru v 7. minutě, (B) Otevření celé levé časti nadpraží; (Zdroj: sdružení AVMI, 2012)

48/62


Obr. 48

Rozmístění termočlánků – pohled na zadní křídlo, pohled na boční křídlo a půdorys

49/62

5. Účast na požární zkoušce zateplovacího systému 5.3.3 Výstupy a výsledky Grafy v Příloze 2 znázorňují teploty ze skutečné zkoušky jednotlivých termočlánků, které vycházejí z protokolů, které poskytlo sdružení AVMI. Výstupy z programu FDS jsou vizualizace plamene (Obr. 49), průběhy teplot (Obr. 50) v místě nadpraží a porovnání teplot a radiace v grafech.

(A) Obr. 49

(B)

(C)

(D)

Vizualizace výstupů z programu FDS: (A) Model bez plamenů, (B) Vzorek zcela bez otevření dutiny, (C) Vzorek s malým otvorem, (D) Vzorek s otevřenou polovinou vzorku

Teploty z Obr. 50 ukazují, že v místě zkoušeného nadpraží dosahují teploty až 1000 °C. Tyto teploty jsou dosaženy obvykle také uvnitř běžného požáru. Sice například v bytě dosahuje výkon požáru až 1 MW, ale šlehající plameny už mají menší intenzitu. Zkouška středního rozměru není simulace reálného požáru za okolních běžných podmínek (intenzita a směr větru, teplota, rozměry objektu apod.), protože zkoušky středního rozměru se zkouší uvnitř objektu se zástěnami a odkapávající EPS-f odkapává na betonovou podlahu. Zkouška ale není podhodnocena, co se týče teplot v bezprostředním kontaktu nadpraží.

50/62


(A)

Obr. 50

(B)

(C)

Průběhy teplot v nadpraží: (A) Vodorovná plocha s teplotami, (B) Plocha, která prochází uprostřed dutiny, (C) Plochy procházející dutinou zadního i bočního křídla, plocha vedena kolmo na zadní křídlo s teplotami

Na následujících grafech je porovnání teplot a radiace z programu FDS a z reálné zkoušky 3. vzorku zkoušeného AVMI. Grafy se liší z důvodu jiného času simulace v programu a jiný čas otevření dutiny. Pro znázornění, že model FDS se neliší od reálné zkoušky, jsou uvedeny grafy. Jde zde vidět, že ačkoliv jsou časy zkoušení a časy otevření dutin jiné, maximální dosažené teploty jsou stejné. Totéž platí i pro graf radiace, tedy tepelný tok. Teploty jsou zprůměrované z termočlánků, které se nachází nejníže zdroji uvnitř dutiny a na povrchu vzorku (Obr. 48).

Průměrná teplota vnějších termočlánků °C

600,0 400,0 Tprům TC 20, 21, 22

200,0

Tprům FDS TC 20, 21, 22

0,0 0

5

10

15

20

25

30

čas [min.] Obr. 51

Graf – Porovnání termočlánků TC 20, 21, 22

51/62


Průměrná teplota vnitřních termočlánků 400,0

°C

300,0 200,0 Tprům TC 27, 28, 29

100,0

Tprům FDS TC 27, 28, 29

0,0 0

5

10

15

20

25

30

čas [min.] Obr. 52

Graf – Porovnání termočlánků TC 27, 28, 29

(kW.m-2)

Radiace 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

Radiometr Radiometr FDS 0

5

10

15

20

25

30

čas [min.] Obr. 53

Graf – Radiace

52/62

6. Závěr

6. Závěr Tato bakalářská práce měla seznámit a vyzdvihnout problematiku ETICS hlavně při použití hořlavé tepelné izolace. ETICS je anglická zkratka pro vnější kontaktní zateplovací systém, jak pro novostavby, tak pro stávající budovy, které byly realizovány před rokem 2000. U ETICS je spousta druhů tepelných izolací, lepidel a možností kotvení. Vždy se musí zvolit správný postup dle daného objektu v souladu s normami. Z požárního hlediska je nejbezpečnější používat minerální vlákno. Česká legislativa rozděluje objekty z hlediska požární bezpečnosti na novostavby a stávající objekty. Novostavby se dělí na objekty do 12 m včetně, od 12 m do 30 m včetně a objekty vyšší než 30 m. Stávající objekty se dělí na stavby do 12 m včetně a na objekty vyšší. Každé dělení má své zvláštní požadavky na ETICS. Legislativa dovoluje firmám zkoušet atypické detaily, které by zjednodušily návrh a provádění problematických částí z požárního hlediska. V dnešní době se na některých stavbách nedodržují technologické postupy a pečlivost provedení detailů, které jsou v oblasti požární bezpečnosti staveb důležité. Proto by se jim mělo věnovat veliké pozornosti, aby škody na majetku a životech byly co nejmenší. Požární zkoušky jsou tři. Zkoušky malého rozměru, které jsou v práci popsány a uvedeny pro znázornění na zjišťování třídy reakce na oheň. Další jsou zkoušky středního rozměru, kterými se zkouší atypické detaily, které mohou nahradit nehořlavé požární pásy a pruhy. Zkoušky velkého rozměru jsou výrobcům umožněny, ale ne legislativně nařízeny. Účast na požární zkoušce středního rozměru byla velice přínosná, a pokud se někdo chce dostat do problematiky ETICS, rozhodně se doporučuje se na takovou zkoušku podívat, aby měl reálnou představu, jak se oheň chová. Zkoušky se dají modelovat v různých softwarech, jedním z nich je FDS, kterému se práce věnuje v poslední části práce. Lze v něm vymodelovat všechny druhy požáru, kromě malorozměrových. U zkoušek malého rozměru se zkouší v laboratořích. Program FDS je velice náročný na definici materiálů. Ve zdrojovém kódu je třeba několikrát kontrolovat, jestli je vše dobře zadefinováno, abychom nedostávali mylných informací o průběhu požáru, teplot apod. Úplným závěrem bych chtěla konstatovat, že zkoušky středního rozměru namodelovány právě v FDS dokázaly, že zkoušky středního rozměru se blíží teplotám dosaženým v nadpraží jako u reálného požáru. Bohužel zde nejsou zohledněny okolní podmínky, jako je vítr, okolní teplota, přístup kyslíku apod. V přirozených podmínkách se požár chová jinak a tam, kam se při zkoušce středního rozměru se požár nerozšíří je riziko, že při reálném požáru by se rozšířit mohl.

53/62

Seznam literatury; 7. Obsah příloh

Seznam literatury [1] ČSN 73 0810 – Požární bezpečnost staveb – Společná unstanovení. Praha: ÚNMZ, 04/2009. [2] ČSN ISO 13785-1 Zkoušky reakce na oheň pro fasády – Část 1: Zkouška středního rozměru. Praha: ÚNMZ, 2010/02. [3] Pokorný, Marek. Sylabus pro praktickou výuku. Praha: ČVUT v Praze, Fsv, K124, 2010. [4] Pokorný, Marek. Akademie zateplování, přednáška. Kontaktní zateplovací systémy (KZS) z požárního hlediska – výhled 2012. Praha, 04/2012. [5] ČSN 73 2901 – Provádění vnějších tepelně izolačních kompozitních systémů (ETICS). 2005/04. [6] ČSN 73 0540-2 – Tepelná ochrana budov – Část 2: Požadavky. Praha: ÚNMZ, 2011/10. [7] Lorenz, Petr. Akademie zateplování, přednáška. Chyby při provádění ETICS a jak jim předcházet. Praha, 04/2012. [8] Masařík, Ivo. Plasty a jejich požární nebezpečí.Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 2003. [9] www.isover.cz [10] www.rockwool.cz [11] www.baumit.cz [12] www.kingspan.cz [13] ČSN 73 0540-3 – Tepelná ochrana budov – Část 3: Návrhové hodnoty veličin. Praha: ÚNMZ, 11/2005. [14] www.epscr.cz/obj/230/chovani_EPS_pri_pozaru.pdf [15] www.izolace-info.cz [16] ČSN 73 0802 – Požární bezpečnost staveb – Nevýrobní objekty. Praha: ÚNMZ, 2009/05. [17] ČSN 730804 – Požární bezpečnost staveb – Výrobní objekty. Praha: ÚNMZ, 02/2010. [18] ČSN 73 0833 – Požární bezpečnost staveb – Budovy pro bydlení a ubytování. Praha: ÚNMZ, 2010/09. [19] ČSN 73 0835 – Požární bezpečnost staveb – Budovy zdravotnických zařízení a sociální péče. Praha: ÚNMZ, 2006/04. [20] www.mat–plasty.cz [21] Dipl. Phys. Ingolf Kotthoff, Dipl. Ing. Nora Fouad. Technische Systeminfo 6. Brandschutz, WDW systeme. Baden-Baden: Fachverband, WärmedämmVerbundsysteme e.V. [22] Fire safety. DVD – video záznam. Rockwool, 2011.

54/62

Seznam literatury; 7. Obsah příloh [23] ČSN EN 13823 – Zkoušení reakce stavebních výrobků na oheň – Stavební výrobky kromě podlahových krytin vystavené tepelnému účinku jednotlivého hořícího předmětu. Praha: ÚNMZ, 09/2003. [24] ČSN EN ISO 1182 – Zkoušení reakce výrobků na oheň – Zkouška nehořlavosti. Praha: ÚNMZ, 10/2010. [25] ČSN EN ISO 1716 – Zkoušení reakce stavebních výrobků na oheň – Stanovení spalného tepla. Praha: ÚNMZ, 08/2003. [26] ČSN EN ISO 11925-2 – Zkoušení reakce na oheň – Zápalnost stavebních výrobků vystavených přímému působení plamene – Část 2: Zkouška malým zdrojem plamene. Praha: ÚNMZ, 04/2011. [27] ČSN 73 0863 – Požárně technické vlastnosti hmot. Stanovení šíření plamene po povrchu stavebních hmot. Praha: ÚNMZ, 2/1991. [28] ISO 13785-2 – Reaction-to-fire tests for fasades – Part 2: Large-scale test. 2002. [29] www.eurima.org [30] Eurima. Technical Committee Annual Report. 2010 / 2011. [31] Asociace výrobců minerální izolace. Protokol o zkoušce, reakce na oheň. Praha: PAVUS, a.s., 2011. [32] www.fire.nist.gov/fds/. stránky programu FDS

7. Obsah příloh Příloha č. 1 – Popis vzorků zkoušky Příloha č. 2 – Výstupy – grafy ze zkoušky Příloha č. 3 – Zdrojový kód z programu FDS vzorku č. 3

55/62

Příloha č. 1 – Popis vzorků zkoušky

Příloha č. 1 – Popis vzorků zkoušky Přesný popis jednotlivých zkoušek [31]: Vzorek 01: Předmětem zkoušky byl vzorek systému ETICS – detail nadpraží s tepelnou izolací s pěnovým polystyrenem EPS 70 F Fasádní, typu Isover EPS NeoWall 035 tl. 200 mm s grafitovou přísadou (výrobce Saint-Gobain Isover CZ s.r.o.) s vloženým pásem minerální vlny Isover TF PROFI 200 (výrobce Saint– Gobain Isover CZ s.r.o.) tl. 200 mm. Pás minerální vlny o výšce 200 mm byl umístěn ve spodní části nadpraží vzorku. Desky EPS přilepeny lepicí hmotou StoLevell Uni (výrobce Sto AG Stühlingen Německo) nanesené po obvodu a na dvou bodech v tl. cca 10 mm k deskám zkušebního rámu. Pás minerální vlny k deskám zkušebního rámu přilepen lepicí hmotou StoLevell Uni celoplošně. Základní vrstvu omítkového systému zkušebního tělesa tvořila organická bezcementová armovací stěrkovací hmota s vláknem StoArmat Classic (výrobce Sto AG Stühlingen Německo), armovací síťovina Sto–Glasfasergewebe (výrobce Sto AG Stühlingen Německo) a organická omítka Stolit K o hrubosti 2 mm (výrobce Sto AG Stühlingen Německo). Armovací síťovina položena na plochy bez přesahů a ohybů přes vnější rohy vzorku. Vnější rohy vzorku překryty plastovou rohovou lištou se síťovinou 100 x 100 mm typu Gewbewinkell 10/13 (výrobce Sto AG Stühlingen Německo). V místě styku pásu minerální vlny a EPS desek přidána na plochu vzorku armovací síťovina Sto–Glasfasergewebe s přesahem 150 mm. Armovací síťovina zamáznuta tenkou vrstvou stěrkovací hmoty na viditelný rastr síťoviny. Celková tl. Omítkového systému vzorku 3,3 – 6,1 mm. Zadní křídlo zkušebního tělesa o rozměrech 1200 x 2400 mm (šířka x výška) umístěno na 150 mm předsazení z Ytong bloků a desek GRENAMAT AL tl. 12 mm zkušebního rámu z důvodu simulace okenního nadpraží. Boční křídlo zkušebního tělesa o rozměrech 600 x 2400 mm (šířka x výška) umístěno na deskách GRENAMAT AL tl. 12 mm zkušebního rámu bez předsazení. Vzorek 02: Předmětem zkoušky byl vzorek systému ETICS – detail nadpraží stejného materiálového složení a provedení jako vzorek 01, ale bez předsazení. Celková tl. omítkového systému 3,9 – 5,3 mm. Zadní křídlo zkušebního tělesa o rozměrech 1200 x 2400 mm (šířka x výška) a boční křídlo zkušebního tělesa o rozměrech 600 x 2400 mm (šířka x výška) umístěny na deskách GRENAMAT AL tl. 12 mm zkušebního rámu bez předsazení – bez simulace okenního nadpraží. Vzorek 03: Předmětem zkoušky byl vzorek systému ETICS – detail nadpraží stejného materiálového složení jako vzorek 01 a 02. Pás minerální vlny o výšce 200 mm byl umístěn ve 2000 mm výšky vzorku. Celková tl. omítkového systému 3,9 – 4,9 mm. Zadní křídlo zkušebního tělesa o rozměrech 1200 x 2400 mm (šířka x výška) a boční křídlo zkušebního tělesa o rozměrech 600 x 2400 mm (šířka x výška) umístěny na deskách GRENAMAT AL tl. 12 mm zkušebního rámu bez předsazení – bez simulace okenního nadpraží.

56/62

Příloha č. 2 – Výstupy – grafy ze zkoušky vzorku č. 3

Příloha č. 2 – Výstupy – grafy ze zkoušky vzorku č. 3 Průběh teplot – povrchové termočlánky (TC 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 na zadním křídle a TC 41, 42, 43, 44 na bočním křídle)

teplota [°C]

Teploty termočlánků TC 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 500 400 300 200 100 0

TC 20 TC 21 TC 22 TC 23 TC 24 0

5

10

15

20

25

30

TC 26

čas [min.] Obr. 54

TC 25

Průběhy teplot naměřené termočlánky TC 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26

Teploty termočlánků TC 41, 42, 43, 44 teplota [°C]

400 300 TC 41

200

TC 42

100

TC 43

0 0

5

10

15

20

25

30

TC 44

čas [min.] Obr. 55

Průběhy teplot naměřené termočlánky TC 41, 42, 43, 44

teplota [°C]

Tprům TC 20, 21, 22 500 400 300 200 100 0

Tprům 0

5

10

15

20

25

30

čas [min.] Obr. 56

Průměrná teplota z termočlánků TC 20, 21, 22

57/62


Radiace [kW/m2]

Radiace průměr (kW/m2) 3,0 2,0 1,0

Radiace průměr (kW.m-2)

0,0 -1,0

0

5

10

15

20

25

30

čas [min.]

Obr. 57

Průběh radiace

Průběh teplot vnitřní termočlánky (TC 45, 46 na bočním křídle) a (TC 27, 28, 29, 30, 31 na zadním křídle)

Teploty termočlánků TC 27, 28, 29, 30, 31 teplota [°C]

400 300

TC 27

200

TC 28

100

TC 29

0

TC 30 0

5

10

15

20

25

30

TC 31

čas [min.] Obr. 58

Průběhy teplot naměřené termočlánky TC 27, 28, 29, 30, 31

Teploty termočlánků TC 45, 46 teplota [°C]

300 200 TC 45

100

TC 46 0 0

5

10

15

20

25

30

čas [min.] Obr. 59

Průběhy teplot naměřené termočlánky TC 45, 46

58/62


Tprům TC 27, 28, 29 teplota [°C]

400 300 200 Tprům

100 0 0

5

10

15

20

25

30

čas [min.] Obr. 60

Průměrná teplota z termočlánků TC 27, 28, 29

59/62

Příloha č. 3 – Zdrojový kód programu FDS

Příloha č. 3 – Zdrojový kód programu FDS &HEAD CHID = 'zkouska stredniho rozmeru', TITLE = 'Reakce fasady (ETICS) na ohen - pozarni zkouska stredniho rozmeru - atypicky detail nadprazi'/ &TIME T_END = 600 / ... délka simulace (sec) ************** výpočetní oblast + síť výpočetních objemů (buněk) ************** &MESH IJK = 30, 60, 140, XB = 0.0,0.6, 0.0,1.2, 0.0,2.8 / ... výpočetní oblast dolní - síť 20 mm ... 168 000 buněk &MESH IJK = 20, 60, 10, XB = 0.2,0.6, 0.0,1.2, 2.8,3.0 / ... výpočetní oblast horní - síť 20 mm ... 12 000 buněk ************** otevřené plochy na hranici výpočetní oblasti ************** &VENT XB = 0.2,0.6, 0.0,0.0, 0.0,2.8, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.6,0.6, 0.0,1.0, 0.0,2.8, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.2,0.2, 0.5,0.7, 2.8,3.0, SURF_ID = 'OMITKA' / &VENT XB = 0.2,0.2, 0.0,0.5, 2.8,3.0, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.2,0.2, 0.7,1.2, 2.8,3.0, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.0,0.6, 1.2,1.2, 2.8,3.0, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.2,0.6, 0.0,0.0, 2.8,3.0, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.6,0.6, 0.0,1.2, 2.8,3.0, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.0,0.6, 0.0,1.2, 3.0,3.0, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.6,0.6, 1.0,1.2, 0.0,0.4, SURF_ID = 'OPEN' / &VENT XB = 0.0,0.2, 0.0,0.0, 0.0,0.4, SURF_ID = 'OPEN' / ************** stěny, strop, otvory, překážky ************** *** stěny *** &OBST XB = 0.18,0.20, 0.0,1.00, 0.4,2.8, SURF_ID = 'OMITKA' / &OBST XB = 0.18,0.60, 1.0,1.02, 0.4,2.8, SURF_ID = 'OMITKA' / &VENT XB = 0.00,0.20, 0.0,0.00, 0.4,2.8, SURF_ID = 'OMITKA' / &VENT XB = 0.60,0.60, 1.0,1.20, 0.4,2.8, SURF_ID = 'OMITKA' / &VENT XB = 0.0,0.0, 0.0,1.2, 0.0,2.8, SURF_ID = 'GRENA' / &VENT XB = 0.0,0.6, 1.2,1.2, 0.0,2.8, SURF_ID = 'GRENA' / &OBST XB = 0.00,0.18, 0.00,1.02, 0.4,0.42, SURF_ID = 'OMITKA' / &OBST XB = 0.0,0.60, 1.02,1.2, 0.4,0.42, SURF_ID = 'OMITKA' / *** strop,podlaha *** &OBST XB = 0.0,0.2, 0.0,1.2, 2.78,2.8, SURF_ID = 'OMITKA' / &OBST XB = 0.2,0.6, 1.0,1.2, 2.78,2.8, SURF_ID = 'OMITKA' / &VENT XB = 0.0,0.6, 0.0,1.2, 0.00,0.0, SURF_ID = 'INERT' / *** překážky - MV, nad MV *** &OBST XB = 0.00,0.18, 0.02,1.2, 2.4,2.60, SURF_ID = 'PAS' / &OBST XB = 0.18,0.58, 1.02,1.2, 2.4,2.60, SURF_ID = 'PAS' / &OBST XB = 0.00,0.18, 0.02,1.2, 2.6,2.78, SURF_ID = 'EPS' / &OBST XB = 0.18,0.58, 1.02,1.2, 2.6,2.78, SURF_ID = 'EPS' / *** otevreni omitky (dosazeni času 300s = 5 min) , (150s = 2,5 min )*** &HOLE XB = 0.08,0.16, 0.56,0.64, 0.399,0.421, DEVC_ID = 'TIMER1' / &DEVC XYZ = 0.12,0.0,0.4, ID = 'TIMER1', SETPOINT = 150., QUANTITY = 'TIME', INITIAL_STATE = .FALSE./ &HOLE XB = 0.02,0.16, 0.04,0.56, 0.399,0.421, DEVC_ID = 'TIMER2' /

60/62

Příloha č. 3 – Zdrojový kód programu FDS &HOLE XB = 0.02,0.08, 0.56,0.64, 0.399,0.421, DEVC_ID = 'TIMER2' / &DEVC XYZ = 0.06,0.0,0.4, ID = 'TIMER2', SETPOINT = 300., QUANTITY = 'TIME', INITIAL_STATE = .FALSE./ *** materiály a povrchy (SURF = surface, MATL = material) *** *** omitka ETICS *** &SURF

ID

='OMITKA'

MATL_ID ='GRENAPOR_TOP' COLOR

='GRAY 50'

THICKNESS &MATL

= 0.02 /

ID

='GRENAPOR_TOP'

DENSITY

= 1700.

CONDUCTIVITY

= 0.7

SPECIFIC_HEAT

= 0.92 /

*** deska od Greny *** &SURF

ID

= 'GRENA'

COLOR

= 'DEEP SKYBLUE 3'

MATL_ID = 'GRENAMAT AL' BACKING = 'VOID' THICKNESS &MATL

= 0.012 /

ID

= 'GRENAMAT AL'

DENSITY = 550. CONDUCTIVITY

= 0.149

SPECIFIC_HEAT

= 1.2 / 1200 J.kg-1.K-1;

*** minerální vlákno (MV) *** &SURF

ID

='PAS'

MATL_ID

='MV'

COLOR

='CADMIUM ORANGE'

THICKNESS &MATL

= 0.2 /

ID

='MV'


= 0.036

SPECIFIC_HEAT

= 0.80 / (800)J.kg-1.K-1

*** expandovany polystyren EPS *** &SURF

ID

='EPS'

MATL_ID ='EPS' COLOR

= 'GRAY 66'

THICKNESS

= 0.2 /

&MATL

='EPS

ID


= 0.037

SPECIFIC_HEAT

= 1.27 / (1270)J.kg-1.K-1

************** propanový hořák (OBST = obstruction) ************** &OBST XB = 0.0,0.1, 0.0,1.2, 0.0,0.15, COLOR = 'RED', SURF_ID = 'INERT' /

61/62

Příloha č. 3 – Zdrojový kód programu FDS &VENT XB = 0.0,0.1, 0.0,1.2, 0.15,0.15, SURF_ID = 'FIRE', COLOR = 'BLACK' / &SURF ID = 'FIRE', HRRPUA = 833.333/ ... zdroj ... 0,1 MW = 100 kW, zdroj cca 1,2, x 0,1 m = 0,12 m2 ... 100 / 0,12 = 833,3kW/m2 ************** simulované veličiny ************** *** radiometr - bodové měření celkového dopadajícího tepelného toku (kW/m2) *** &DEVC XYZ = 0.2,0.6,2.82, QUANTITY = 'GAUGE HEAT FLUX', IOR = 1, ID = 'RM'/ *** termoclanky - bodové měření teplot (°C) *** &DEVC XYZ = 0.201,0.3,0.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_20' / &DEVC XYZ = 0.201,0.6,0.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_21' / &DEVC XYZ = 0.201,0.9,0.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_22' / &DEVC XYZ = 0.3,0.999,0.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_40' / &DEVC XYZ = 0.201,0.6,1.4, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_23' / &DEVC XYZ = 0.3,0.999,1.4, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_41' / &DEVC XYZ = 0.201,0.6,1.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_24' / &DEVC XYZ = 0.3,0.999,1.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_42' / &DEVC XYZ = 0.201,0.6,2.4, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_25' / &DEVC XYZ = 0.3,0.999,2.4, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_43' / &DEVC XYZ = 0.201,0.6,2.8, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_26' / &DEVC XYZ = 0.3,0.999,2.8, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_44' / &DEVC XYZ = 0.1,0.3,0.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_27' / &DEVC XYZ = 0.1,0.6,0.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_28' / &DEVC XYZ = 0.1,0.9,0.9, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_29' / &DEVC XYZ = 0.1,0.6,1.6, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_30' / &DEVC XYZ = 0.1,0.6,2.7, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_31' / &DEVC XYZ = 0.3,1.1,1.6, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_45' / &DEVC XYZ = 0.3,1.1,2.7, QUANTITY = 'THERMOCOUPLE', ID = 'TC_46' / *** barevné iso-plochy (SLICEFile) ... teplotní pole *** &SLCF PBX = 0.10, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBX = 0.12, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBX = 0.16, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBX = 0.22, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBX = 0.30, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBY = 0.60, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBY = 1.10, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBZ = 0.40, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBZ = 1.40, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ &SLCF PBZ = 1.40, QUANTITY = 'TEMPERATURE', VECTOR = .TRUE./ *** hodnoty na hranici výpočetní oblasti *** &BNDF QUANTITY = 'GAUGE HEAT FLUX' / ... BNDF = boundery file &BNDF QUANTITY = 'WALL TEMPERATURE' / *** &TAIL / ... konec simulace

62/62

Vnější kontaktní zateplovací systémy budov z požárního hlediska

Recommend Documents