Navrhování sprinklerových zařízení – VdS CEA 4001:2024
Sprinkler, foto © TZB-info
Sprinklerová ochrana prochází v posledních letech výraznou harmonizací napříč kontinenty, přičemž klíčové standardy jako NFPA, FM nebo VdS stále více ovlivňují i evropské normy. Nové dokumenty a revize, včetně připravované EN 12845-2, odrážejí technologický vývoj i poznatky z praxe, byť s určitým zpožděním. Článek se zaměřuje na aktuální vývoj návrhových pravidel a význam technických podmínek VdS CEA 4001:2024.
V roce 2024 bylo vydáno několik dokumentů pro navrhování, instalaci a údržbu sprinklerových zařízení. Jejich společným znakem je pokračující unifikace návrhových požadavků v rámci EU a mezi Evropou a USA. Návrhové požadavky v relevantních normách nebo podmínkách jako jsou NFPA 13, FM 2-0 nebo VdS CEA 4001 reflektují poznatky z likvidace škod, inspekčních prohlídek a v neposlední řadě technologický vývoj a potřeby realizační praxe. Standardním postupem je ověřování nových konceptů ochrany požárními zkouškami v reálném měřítku. To se týká zejména americké organizace Factory Mutual (FM), která je nejen zkušební laboratoří, ale i pojišťovnou s celosvětovým kreditem. Iniciátorem bezpočtu vývojových projektů je i National Fire Protection Assosiation (NFPA). V EU je lídrem v oblasti sprinklerové ochrany německá zkušební laboratoř a certifikační orgán VdS Schadenverhütung. Ta vychází zejména z poznatků inspekčních prohlídek prováděných v rámci dlouhodobě ověřeného systému kontroly kvality zaměřeného na projektování, montáž a provozování sprinklerových zařízení. Nelze opominout ani přínos evropských pojistitelů sdružených v organizaci Le Comité Européen des Assurances (CEA), která se transformovala do organizace Insurance Europe (IE).
V případě evropské normy EN 12845 (ČSN EN 12845), jde o dokument vypracovaný technickou komisí CEN/TC 191. Ačkoliv jsou v pracovní skupině této komise zastoupeni přední specialisté na sprinklerovou ochranu je mnohdy obtížné, z důvodu prosazování národních zájmů, dosáhnout v některých otázkách kompromis. To se týká například zásobování vodou, které v EN 12845 není doposud dořešené. Nelze opominout ani evropský konzervativní přístup k přebírání ověřených návrhových požadavků z dokumentů NFPA a FM. Důsledkem toho je, že tato norma reflektuje požadavky realizační praxe a technologický vývoj ve sprinklerové ochraně se zpožděním. V některých případech i delším než dvacet let. To se týká i normy EN 16925 Stabilní hasicí zařízení – Sprinklerová zařízení pro obytné prostory – Navrhování, instalace a údržba. Ta byla vydána v roce 2019 a v českém jazyce jako ČSN EN 16925+AC vyjde v tomto roce. Přitom obsahově obdobný dokument NFPA 13R byl v USA vydán v roce 1989 a ve Skandinávii a Dánsku v roce 2008. První bytový sprinkler byl schválen v USA v roce 1981 a skladový sprinkler ESFR v roce 1988. Ten zmiňuje norma EN 12945 až v roce 2015. Pozitivním zjištěním je, že nová EN 12845-2 (vyjde v tomto roce) reflektuje poslední poznatky FM a NFPA v případě ochrany skladů sprinklery ESFR a CMSA v daleko větší míře než v minulosti.
CEN u vědomí této situace připouští používat souběžně s normou EN 12845 dokumenty CEA, FM a NFPA v případech, pro které EN 12845 neuvádí návrhové požadavky. Z uvedeného je patrné, že tyto dokumenty se považují za objektivně zdůvodněné a relevantní. V tomto kontextu představují návrhové požadavky EN 12845 technické minimum, kterým se podmiňuje posouzení shody a uvádění sprinklerových zařízení na trh.
V dalším bude pozornost zaměřena na technické podmínky VdS CEA 4001:2024, které jsou v ČR, po normě EN 12845, používány pro navrhování sprinklerových zařízení nejčastěji.
Obr. 1. Jednoduché zásobování vodou
Obr. 2. Schéma zásobování energií jednoduchého zásobování vodou (1), zásobování se zvýšenou spolehlivostí (2), zdvojeného zásobování vodou (3). S1 – síť A1 nebo B1, S2 – síť A2 nebo B2 nebo Dg dieselgenerátor, S – síť A nebo B nebo Dg
VdS CEA 4001:2024
Prvním dokumentem pro navrhování sprinklerových zařízení podle jednotných návrhových požadavků byly technické podmínky CEA 4001 vydané v roce 2005. Ty nahradily nejrůznější národní dokumenty. Kromě toho se staly základem téměř obsahově shodné evropské normy EN 12845 vydané v roce 2005. V roce 2003 akceptovalo technické podmínky CEA 4001 VdS, což je vyjádřeno v označení tohoto dokumentu „VdS CEA“. Rozdíly mezi požadavky VdS a požadavky CEA byly v dokumentu VdS CEA 4001 odlišeny a označeny jako sprinklerová zařízení třídy 1 (VdS – náročnější požadavky) a třídy 2 (CEA – požadavky nižší úrovně). Rozdíl v požadavcích mezi VdS a CEA se postupně zmenšoval. To vedlo k rozhodnutí návrhové požadavky pojistitelů sjednotit. Technické podmínky VdS CEA 4001 uvádějí po revizi v roce 2024 již jednotné návrhové požadavky akceptované v úrovni třídy 1 pojistiteli, kteří jsou členy organizace Insurance Europe.
Účel sprinklerového zařízení (kap. 1)
Nově podle technických podmínek VdS CEA 4001:2024 má sprinklerové zařízení za účel „detekci požáru a uhašení požáru vodou v počáteční fázi jeho rozvoje nebo uvedení požáru pod kontrolu tak, že je možné jeho uhašení jinými prostředky. Úplné uhašení požáru musí být provedeno hasiči. Obecně, v případě ochrany vysokoregálových skladů, a zvláště u několikařadových skladů musí být navržen koncept, jak se dostat k ohnisku požáru a v případě požáru ohnisko uhasit“. Z uvedeného je patrné, že sprinklerové zařízení může mít nejen deklaraci uvedení požáru pod kontrolu, ale za určitých podmínek v případě ochrany skladů deklaraci potlačení nebo uhašení požáru. Uvedená změna reflektuje technologický pokrok v oblasti ochrany skladů. Pozn.: požární koncept spočívá v návrhu souboru opaření a jejich ověření požárními zkouškami ve skutečném měřítku. Tímto způsobem dlouhodobě navrhuje sprinklerovou ochranu pro nejrůznější skladové aplikace FM a NFPA s deklarací, že požár je potlačen nebo uhašen. Deklarací se myslí minimální hasicí schopnost.
| Dokument | První / poslední vydání | Zpracovatel | Charakteristika |
|---|---|---|---|
| NFPA 13 | 1896 / 2024 | NFPA / USA národní asociace | celosvětový kredit, velký počet skladových konceptů, návrhové požadavky prokázané požárními zkouškami v reálném měřítku |
| FM 2-0, FM 8-9 | 2010 / 2024 | FM Global /USA zkušební laboratoř, autorizovaná osoba, pojišťovna | celosvětový kredit, velký počet skladových konceptů, návrhové požadavky prokázané požárními zkouškami v reálném měřítku |
| VdS CEA 4001 | 2003 / 2024 CEA 1900/2024 VdS | VdS + CEA /EU VdS – zkušební laboratoř, certifikační orgán CEA – asociace evropských pojistitelů | evropský kredit, menší počet skladových konceptů, požadavky prokázané zejména poznatky z inspekčních prohlídek, postupné přebírání návrhových požadavků od FM a NFPA |
| ČSN EN 12845 ČSN EN 12845-3 ČSN EN 12845-2 | 1995 / ? 2024 / 2025 / | CEN/TC191 | kompromis členských zemí EU, malý počet skladových konceptů, postupné přebírání požadavků od FM a NFPA, minimální požadavky pro posouzení shody a uvedení sprinklerového zařízení na trh, neharmonizovaná norma |
| ČSN EN 16925 | 2019 / | CEN/TC 191 | týká se sprinklerových zařízení pro ochranu obytných prostorů |
Klasifikace požárního nebezpečí (kap. 5)
V klasifikaci požárního nebezpečí ani způsobu skladování nedošlo k žádné změně. Požární nebezpečí je i nadále klasifikováno jako:
- malé LH,
- střední OH (1–4),
- vysoké – výroba HHP (1–4),
- vysoké – skladování HHS (I–IV).
Způsoby skladování zůstávají ST1, ST2, ST3, ST4, ST5/6. Podstatná změna je v článku týkajícím se zakrytých prostorů.
Zásobování vodou (kap. 7)
Pokud není stanoveno jinak např. v příloze K, jsou doby činnosti vodního zdroje pro požární nebezpečí:
- LH30 min
- OH40 minnově zavedeno
- HHP60 min
- HHS160 minnově zavedeno
- HHS2–490 min
V případě podzemních garáží s automobily s elektrickým nebo hybridním pohonem musí být doba činnosti minimálně 60 min. Upřesněny jsou požadavky na provedení zkušebního zařízení k měření průtoku. Kromě jiného max. rychlost vody při max. průtoku nesmí být vyšší než 12 m/s a v měřící a uklidňovací části zkušebního potrubí 6 m/s.
Způsoby zásobování vodou – druhy zdrojů (kap. 8)
Zásadní změny provedené v této kapitole spočívající ve sjednocení požadavků CEA a VdS mezi kterými byl podstatný rozdíl. Týkají se např. minimálního objemu zásobní nádrže, druhů zásobování vodou a zdrojů vody z hlediska spolehlivosti. U jednoduchého zásobování vodou byla vypuštěna tlaková nádoba se stlačeným vzduchem. U jednoduché zásobování se zvýšenou spolehlivostí jsou upřesněny podmínky pro použití spádové nádrže a přírodních nebo umělých zdrojů vody. Doplněna je zásobní nádrž s dvěma a více čerpadly a zásobní nádrž s jedním čerpadlem a tlakovou nádobou. Toto provedení se připouští pouze pro nebezpečí LH, OH a HH maximálně s 500 sprinklery. U zdvojeného zásobování vodou jsou nově stanoveny podmínky pro zásobování vodou třemi nebo více čerpadly každé s vlastní nádrží. Pokud jde o podmínky zásobování sprinklerového zařízení z veřejné vodovodní sítě musí být splněna řada již dříve uváděných požadavků. Přímé napojení na vodovodní síť musí být schváleno příslušným vodohospodářským orgánem. V potrubí soustavy nesmí být bez schválení VdS aditiva jako jsou nemrznoucí směsí, pěnidla nebo proti korozivní prostředky. K zamezení kontaminace pitné vody musí být instalována oddělovací armatura schválená VdS.
Pozn.: podle některých zahraničních expertů jde o investičně a stavebně náročný zdroj vody, a proto ho nedoporučují i při vědomí, že zvyšuje spolehlivost sprinklerového zařízení.
Významnou změnu představuje návrh druhu zásobování vodou podle jedné konsensuálně dohodnuté tabulky v závislosti na požárním nebezpečí a počtu sprinklerů. Podstatnou změnu doznala v této souvislosti návodná schémata zásobování čerpadel energií.
Obr. 4. Oddělovací armatura mezi sprinklerovým zařízením a veřejným vodovodem
Obr. 3. Tlakové nádrže
Obr. 5. Venkovní zásobní nádrž sprinklerového zařízení
Čerpadla (kap. 9)
Na stanovení maximálního možného průtoku a tlaku čerpadel pro sprinklerové zařízení se i přes určitá očekávání nic nemění. Oba parametry se stanovují pro hydraulicky nejpříznivější plochu a kontroluje se, zda nepřekročí stanovené limity 30 % a 40 % v případě nejpříznivější plochy. Podstatná změna byla provedena v článku týkajícím se nátokové a podtlakové dispozice čerpadel.
Rozmístění a umístění sprinklerů (kap. 11)
Podstatné změny jsou v článcích týkajících se regálových sprinklerů v regálovém skladu palet typu ST4. Nově jsou uvedeny články s podmínkami pro rozmístění regálových sprinklerů v několikařadových skladech s policemi a mezerami jenom ze strany zakládání zboží nebo i příčnými mezerami. Upraven byli článek týkající se ochrany automatických skladů drobných dílů (ASPW).
Použití a charakteristiky sprinklerů (kap. 12)
Podmínky pro navrhování sprinklerů s rychlou a normální tepelnou odezvou se nemění. Pozn.: obdobně je tomu i v dokumentech FM a NFPA vydaných v roce 2024. Sprinklery s normální tepelnou odezvou proto nelze považovat za překonané. Sprinklery s normální a speciální tepelnou odezvou se navrhují například v suchých soustavách. V těch nelze instalovat sprinklery s rychlou tepelnou pojistkou. Beze změny je tabulka 12.01, podle které se ke konkrétnímu požárnímu nebezpečí stanovuje druh sprinklerů. Pozn.: v případě skladového nebezpečí HHS nejsou zmíněny sprinklery ESFR a u regálových sprinklerů je uveden K faktor 80 nebo 115, ačkoliv v současné době se používají sprinklery s průtokem až 360 l/min při 1 bar.
Beze změny jsou i podmínky součinnosti sprinklerových zařízení a ZOKT uvedené v tab. 12.05. Nově je uveden odkaz na technické podmínky VdS 2815 s tím, že v současné době není k dispozici všeobecně platné doporučení týkající se součinnosti sprinklerů a odvětrání proudovými a impulsními ventilátory. Z důvodu vysoké rychlosti proudění vzduchu musí být tato kombinace posuzována zvlášť kriticky. Pozn.: uvedený článek zatím nereflektuje poznatky z požárních zkoušek provedených FM. Na jejich základě FM zpracovalo návodná doporučení jak při nejrůznějších kombinacích sprinklerů a ZOKT postupovat, aby byla zajištěna jejich bezkonfliktní součinnost.
| Nebezpečí | Zásobování vodou | ||
|---|---|---|---|
| jednoduché | jednoduché se zvýšenou spolehlivostí | zdvojené | |
| Nízké LH do 20 000 sprinklerů | X | X | X |
| Střední OH do 5 000 sprinklerů | X | X | |
| Střední OH do 20 000 sprinklerů | X | ||
| Vysoké HHS do 500 sprinklerů | X | X | X |
| Vysoké HHS 500–5 000 sprinklerů | X | X | |
| Vysoké HHS s více než 5 000 sprinklerů | X | ||
Poplachy a poplachová zařízení (kap. 14)
K dosavadním schématům zapojení poplachového zatřízení bylo doplněno třetí schéma, ve kterém jsou houkačky a optická signalizace ovládány ústřednou EPS s kruhovou sběrnicí. Pro připomenutí jako poplachové zařízení lze použít poplachové zvony nebo elektrické poplachové zařízení. Každá ventilová stanice musí mít primární a sekundární houkačku a vizuální signalizaci na místě se stálou obsluhou.
Potrubí (kap. 15)
Nově je uvedena tabulka minimálních tlouštěk potrubí podle toho, zda jde o závitové spoje nebo spoje s řezanou nebo válcovanou drážkou. Pro podzemní potrubí lze za stanovených podmínek používat polyetylenové trubky. Potrubí nad zemí musí být ocelové nebo z jiného materiálu schváleného VdS. Tím se myslí např. potrubí plastové, pro jehož použití jsou stanoveny konkrétní podmínky. VdS důrazně doporučuje nepoužívat uvnitř pozinkované potrubí v mokrých soustavách. Dvě vysvětlující poznámky reagují na dosavadní poznatky týkající se vodíkové koroze sprinklerového potrubí. Konstatuje se, že výzkum tohoto jevu není dosud ukončen. Předpokládá se, že může dojít k vydání zákazu používaní uvnitř pozinkovaného potrubí v mokrých soustavách. V současné době se nedoporučuje používat uvnitř pozinkované trubky v suchých soustavách z důvodu rychlejšího průběhu koroze.
Obecně platí, že nadzemní potrubí musí být viditelné. Výjimkou je potrubí zalité do betonových podlah, pokud splňuje požadavky VdS. Kromě jiného při ukládání potrubí musí být přítomen inspektor VdS. Podmínky pro použití plastových potrubí jsou nově rozšířeny o požadavek nepoužívat v nich pěnidla, nemrznoucí směsí nebo protikorozní aditiva, pokud nejsou schválena VdS. Kromě jiného lze toto potrubí instalovat pouze v mokrých soustavách s teplotou v místnosti 10–49 °C. Pozn.: podle ČSN EN 12845 nesmí být potrubí zabudované do betonových podlah nebo stropů a nejsou definované podmínky pro použití plastového rozváděcího potrubí. Ke změně tohoto omezujícího opatření, s využitím praxí ověřených podmínek VdS, doposud nedošlo.
Přejímací zkoušky a dokumentace (kap. 17)
Nově je změněn způsob provedení tlakové zkoušky. Místo dosavadních 24 hodin se zkouška musí provádět minimálně po dobu 2 hodin při tlaku minimálně 1,5násobku maximálního provozního tlaku nebo tlaku 10 bar, podle toho, který je větší. V případě rozšíření suché soustavy je nutné provést i pneumatickou tlakovou zkoušku s tlakem minimálně 2,5 bar po dobu 24 h. Jednou za rok musí být každé čerpadlo zkoušeno při maximálním průtoku s tím, že musí být dosaženy stanovené hodnoty tlaku a průtoku. Větší změna je provedena v článcích týkajících se inspekčních prohlídek potrubí a sprinklerů po 12,5 resp. 25 letech. Pokud se kontrolované potrubí provozuje za podmínek, které by mohly negativně ovlivnit jeho životnost, jako je častá výměna vody, složení vody, časté změny teploty prostředí, vliv sálavého tepla nebo venkovní korozivní prostředí, je nezbytné zvýšit počet skupin potrubí určených ke kontrole stavu potrubí. Obdobně sprinklery, které se nacházejí na takovém potrubí nebo mohou být ovlivněny vibracemi, musí být přednostně vybrány k provedení stanovených zkoušek. Sprinklery se zkouší po 25 letech s tím, že dvojité sprinklery a závěsné suché sprinklery v mokrých soustavách se zkouší po 12,5 letech. Zkoušky sprinklerů se provádí ve zkušební laboratoři VdS podle kritérií, která se podstatně změnila. Pozn.: zmíněné provozní podmínky reflektují poznatky z inspekčních prohlídek prováděných inspektory VdS a poznatky FM.
Monitorováni sprinklerových zařízení (kap. 19)
Tato kapitola doznala podstatnou změnu zejména v části týkající se monitorovaných zařízení, přenosu signálu na místo se stálou obsluhou a zásobování energií z akumulátorů.
Přílohy
Bez větší změny zůstávají například podmínky pro zónové uspořádání soustav, provedení sprinklerového zařízení ve výškových budovách nebo prostředků pro zvýšení spolehlivosti zařízení. V příloze K týkající se ochrany zvláštních nebezpečí byly vypuštěny požadavky na ochranu zakladačových garáží. Ostatní požadavky na ochranu zvláštních nebezpečí zůstávají bez větších změn. Naopak změny byly provedeny v normativní příloze L týkající se systémů ESFR. Upraveny byly návrhové požadavky na ochranu skladů papíru a skladů plastů. Upřesněn byl článek týkající se jednoduchého zásobování vodou se zvýšenou spolehlivostí. Pro připomenutí zásoba vody se u systému ESFR navrhuje na dobu činnosti 60 min a při stropní ochraně minimálně pro 12 sprinklerů. Pozn.: podle FM jsou sprinklery ESFR zahrnuty do skupiny skladových sprinklerů bez ohledu, zda jde o stropní nebo regálovou ochranu.
V nové příloze U jsou uvedeny odstupové vzdálenosti, kterými se má zamezit rozšíření venkovního požáru např. ze skladů hořlavých látek, prázdných palet, kontejnerů s odpadem nebo nakládacích a skladovacích ramp na sousední objekty se sprinklerovou ochranou. Jako výchozí je uvedena odstupová vzdálenost 20 m. Ta se může snížit až na 5 m, pokud jsou splněny další podmínky, například když sklady pod přístřeškem jsou opatřeny sprinklerovou ochranou. Pozn.: uvedené odstupové vzdálenosti jsou stanoveny na základě poznatků z likvidace požárních škod. V pojišťovnictví umožňují snadné vymezení požárních komplexů nezbytné pro stanovení maximálně možné škody a míry kumulace pojištěných objektů na dané lokalitě. Z hlediska požární bezpečnosti staveb mají uvedené hodnoty pouze orientační význam.
Nová příloha T obsahuje podmínky, za jakých lze použít návrhové požadavky FM, CEA nebo NFPA při absenci návrhových požadavků v technických podmínkách VdS CEA 4001. Celkem je stanoveno 15 podmínek. Kromě jiného lze použít požární koncept jenom z jednoho dokumentu. Koncepty nelze kombinovat ani upravovat. Jednoznačně jsou stanoveny návrhové požadavky, které lze převzít z alternativního návrhového dokumentu a v jakém rozsahu. Pozn: jedná se o převzetí alternativních požadavků z citovaných dokumentů, v případě, že nejsou uvedeny v technických podmínkách VdS CEA 4001. Je zřejmé, že uvedené dokumenty považuje VdS za relevantní. V této souvislosti je třeba uvést, že se nejedná o návrh odlišného řešení oproti podmínkách stanovených v dokumentu VdS CEA 4001. Pro akceptaci odlišného konceptu ochrany je nezbytné požadovat provedení požárních zkoušek ve skutečném měřítku, které prokáží, že nový koncept ochrany je nejméně tak účinný a bezpečný jako koncept stávající, v daném případě uvedený v technických podmínkách VdS CEA 4000.
Závěr
Účelem článku bylo seznámit zejména projektanty, provozovatele a montážní organizace sprinklerových zařízení se změnami v technických podmínkách CEA VdS 4001 vydaných v roce 2024. Jde o dokument obsahující jednotné návrhové požadavky konsensuálně dohodnuté pojistiteli v EU. To lze považovat za určitý mezník další unifikace návrhových požadavků pojistitelů v EU. Pozornost byla zaměřena zejména na požadavky, které se změnily v porovnání s technickými podmínkami VdS CEA 4001 vydanými v češtině v roce 2019. Za inspirativní je třeba považovat systém kontroly kvality VdS a přílohu T, která definuje, za jakých podmínek je možné přebírat návrhové požadavky z dokumentů NFPA, FM a CEA. Vzhledem k vysoké unifikaci návrhových požadavků je možné považovat technické podmínky VdS CEA 4001 (stejně jako ČSN EN 12845, dokumenty NFPA a FM) za návod k projektování, montáži provozování a údržbě DIOM (The Design, Installation, Operation and Maitenance Manual), který je požadován autorizovanou osobou při posuzování shody sprinklerových zařízení.
Seznam literatury
- VdS CEA 4001:2024 en. VdS CEA Gudelines for Sprinkler Systems – Planning and Installation.
- VdS CEA 4001:2019 cz. Směrnice VdS CEA pro sprinklerová zařízení – Plánování a údržba.
- FM 2–0:2024 Property loss prevention data sheets. Installation guidelines for automatic sprinklers.
- ČSN EN 12845+A1: 2020 Stabilní hasicí zařízení – Sprinklerová zařízení – Navrhování, instalace a údržba.
- ČSN EN 12845–2: 2024 Stabilní hasicí zařízení – Sprinklerová zařízení – Část 2: Sprinklerová zařízení ESFR a CMSA.
- ČSN EN 12845–3: 2024 Stabilní hasicí zařízení – Sprinklerová zařízení – Část 3: Pokyny pro ochranu před zemětřesením.
Příspěvek je zaměřen na poskytnutí informací odborné veřejnosti v oblasti sprinklerových hasicích zařízení, s posledními změnami technických podmínek a návrhových požadavků, využitelných v současné realizační praxi. Jedná se zejména o technické podmínky zakotvené v předpisech pojistitelů EU (CEA VdS 4001:2024) a jejich porovnání s EN 12845-2: 2024. Pozornost je věnována především na současné změny požadavků v porovnání s technickými podmínkami VdS CEA 4001 vydanými v roce 2019.
Článek je má velmi dobrý vypovídací charakter i obsah, založený na současném stavu a poznatcích vědy a techniky.