Reklama

Požárně nevyhovující stavební konstrukce

28.5.2012

doc. Ing. Václav Kupilík, CSc.

Recenzovaný

Článek se zabývá požárně nevyhovujícími stavebními konstrukcemi. Posuzování je doplněno praktickými příklady a vysvětlením provozních důsledků s ohledem především na životnost stavebních konstrukcí. Uvedené návrhy by měly být uplatňovány v rámci požárně bezpečnostního řešení staveb.

Reklama

1. Úvod

Na základě zákona o požární ochraně je nutno vytvořit takové podmínky, které mají zabránit vzniku požáru, dále zamezit jeho rozšíření, zabezpečit evakuaci osob a materiálu a v neposlední řadě i zajistit rychlý hasební zásah. Pro splnění těchto požadavků je nutno dobře zpracovat nejen dokumentaci požární ochrany s požárně bezpečnostním řešením, ale také zajistit správný výběr materiálů, bezchybnou montáž na stavbě a následnou kontrolu.

2. Závady ve stadiu projektování

Podle stavebního zákona je projektant odpovědný za správnost, celistvost a úplnost zpracované projektové dokumentace. Není-li projektant způsobilý některou část projektové dokumentace zpracovat sám, je povinen přizvat osobu s oprávněním pro příslušnou specializaci. Tato osoba pak odpovídá za dané vyhotovení. Zpracovávání požárně bezpečnostního řešení ovlivňuje celá řada následujících faktorů:

a) Nerespektování platných požárních norem
Nedodržení tohoto požadavku se může objevit např.:
- a1) v návrhu plastových střešních světlíků u lůžkových zdravotnických zařízení a u ambulantních zdravotnických zařízení skupiny AZ 2, kde jsou zakázány, jak o tom svědčí čl. 6.3.2, 7.3.4, 8.3.1 ČSN 73 0835: „v konstrukcích střech nesmí být použito průsvitných střešních plášťů a světlíků z materiálů třídy reakce na oheň F a B“
- a2) u chráněných únikových cest:
  - nedodržení předepsaných rozměrů větracích otvorů pro přirozené větrání únikové cesty typu A a B – podle čl. 9.4.2 ČSN 73 0802 je nutno navrhovat větrací otvory buď v každém podlaží (min. 2 m² v závislosti na velikosti půdorysné plochy) nebo větracím otvorem o ploše alespoň 2 m² navrženým v nejvyšším místě únikové cesty a stejně velkým otvorem pro přívod vzduchu z volného prostoru umístěným ve vstupním či nižším podlaží;
  - nepřípustné použití plastových světlíků pro odvětrání v nejvyšším podlaží u plochých střech (např. u schodiště), které se nacházejí v požárně nebezpečném prostoru;
  - nesprávné označení požárních uzávěrů otvorů zaústěných do chráněných únikových cest typu EW místo EI – viz čl. 8.5.3 ČSN 73 0802; v některých případech nejsou požárně uzavíratelné, tj. v případě požáru uzavřeny;
  - nevyhovující směr otevírání požárních uzávěrů – vždy ve směru úniku (výjimka u bytů);
- a3) nerespektování svislých a vodorovných pásů a požadavků na ně kladené:
  - požární pásy zcela chybí nebo nejsou dodrženy min. šířky 900 mm;
  - v místech požárních pásů je použit pěnový polystyren;
  - u dodatečného kontaktního zateplení nevýrobních objektů s požární výškou nad 22,5 m použití pěnového polystyrenu místo minerálně vláknitých desek;
- a4) porušení čl. 6.3.3 a 8.3.3 ČSN 73 0835 vztahujících se ke zdravotnickým zařízením skupiny AZ 2 (ambulantní zdravotnické zařízení) a LZ 2 (lůžkové zdravotnické zařízení) použitím pěnového polystyrenu na kontaktní zateplení této skupiny objektů, kde je tento materiál jako tepelná izolace zakázán.
b) Nesprávný výklad požárních norem, např.:
- b1) u nevýrobních objektů je v bodě 9.8.1 uvedeno, že NÚC může být použita u nadzemních podlaží s výškovým rozdílem do 9 m, ale platí to za předpokladu, že je dodržena její mezní délka
- b2) dodatečné zateplení nevýrobních objektů:
  - může být do požární výšky 22,5 m provedeno expandovaným polystyrenem, ale není tam zdůrazněno, že požární pásy musejí být z minerálně vláknitých desek;
  - požární pásy mají sice na povrchu desky z minerální vlny, ale pod nimi je z boku nechráněný pěnový polystyren, takže se nechovají jako konstrukce DP1 a nevyhovují normě;
- b3) dle ČSN 73 4301 Obytné budovy musí mít místnosti v podkroví min. světlost 2,3 m, což znamená, že podle požární normy ČSN 73 0833 tyto místnosti patří do obytné buňky. Velmi často se např. ateliéry se světlostí pod 2,3 m nepovažují za obytné buňky a jsou provedeny se stropní konstrukcí bez požární odolnosti (podhled ze dřevěných palubek a tlusté minerální vlny).
c) Výkresová část požárně bezpečnostního řešení není dostatečně podrobně zpracována,

Obr. 1. Půdorys požárního výkresu
jak je uvedeno v příloze ČSN 01 3495 Výkresy požární bezpečnosti staveb (obr. 1). Chybí zde potřebné požární grafické značky.
Součástí požárně bezpečnostního řešení má být i neúplná situace. Provádí se jen na základě katastrální mapy a nejsou z ní patrné vazby na požárně nebezpečný prostor sousedních objektů, inženýrské sítě, přístupové komunikace atd. Také není známo výškové zaměření ani vrstevnice. Rovněž se osvědčilo vypracování samostatných výkresů s označením prostupů, což je výhodné nejen z hlediska správného provedení, ale i kvůli spoluzodpovědnosti projektanta.
d) Chyby ve výpočtech
Např. numerické chyby, přehlédnutí přebíraných hodnot z tabulek, nesprávná interpolace mezilehlých hodnot atd.
e) Použití zastaralých, v současné době již neplatných technických listů a parametrů výrobců
– vztahuje se k hotovým výrobkům (např. požární uzávěry) nebo k ochranným prostředkům (obklady, nástřiky, nátěry) atd.
f) Termín odevzdání požárně bezpečnostního řešení
– velmi často se požární projektová dokumentace zpracovává jako jedna z posledních profesí a jelikož investor spěchá na provedení stavby, zbývá jen málo času na řádné zpracování požární projektové dokumentace.
g) Nedostatečné odborné znalosti,
zejména v:
- chování materiálů,
- použití typů ochran – např. intumescentní nátěry nesmí být uzavřeny, výplň ocelových trub betonem musí mít pod stropem vyvrtán otvor, odolnost obkladových materiálů do vlhkého nebo atmosférického prostředí, atd.,
- technologii provádění – např. v požárních pásech z minerálně-vláknitých desek jsou místo plastových hmoždinek s kovovým trnem použity pouze celoplastové talířové hmoždinky, které při požáru rychle měknou a neudrží větší hmotnost minerálně-vláknitých desek ve srovnání s pěnovým polystyrenem.
h) Snaha co nejvíce ušetřit finanční prostředky,
které již byly v předchozí fázi z větší části vyčerpány – požárně bezpečnostní řešení se obvykle zpracovává po vyhotovení stěžejních částí projektové dokumentace (část stavební, statická a TZB) a investor má zájem požární opatření redukovat na minimum.
i) Odevzdání požárně bezpečnostního řešení bez předchozí kontroly
U stavební dokumentace jsou na rozpiskách uvedeny samostatně osoby, které projekt vypracovaly a kontrolovaly. Požárně bezpečnostní řešení zejména většího rozsahu by si rovněž zasloužilo kontrolu další zodpovědnou osobou.

3. Použití materiálů bez řádně předloženého certifikátu

Podle stavebního zákona (§ 156) pro stavbu mohou být navrženy a použity jen takové výrobky a konstrukce, jejichž vlastnosti zaručují, že stavba při správném provedení a běžné údržbě po dobu předpokládané existence splňuje požadavky na mechanickou pevnost a stabilitu, požární bezpečnost, hygienu, ochranu zdraví a životního prostředí, bezpečnost atd. Vlastnosti výrobků pro stavby mající rozhodující význam pro výslednou kvalitu stavby musí být ověřeny podle zvláštních předpisů např. podle zákona o technických požadavcích na výrobky (zákon č. 22/1997 Sb.).

Chybějící certifikát se projevuje jak u hotových dílů, např. dodaných požárních uzávěrů, tak u doplňkových výrobků (např. obklady, nátěry, omítkoviny, nástřiky atd.). U ochranných prostředků je nutno respektovat zásadu, že použitý výrobek musí být obdobně jako např. u sanačních omítek proveden v celém systému podle daného předpisu. Ukázkou může být intumescentní nátěr sestávající ze:

základního nátěru,
vlastního zpěnitelného nátěru,
ochranného nátěru.

Musí být rovněž uvedeny podmínky použití – do suchého či vlhkého prostředí.

4. Provedení montáže

Na základě Vyhlášky 246/2001 Sb. O stanovení podmínek požární bezpečnost a výkonu státního požárního dozoru § 6 Montáž požárně bezpečnostních zařízení při montáži požárně bezpečnostních zařízení musejí být dodrženy podmínky vyplývající z ověřené projektové dokumentace, popřípadě podrobnější dokumentace, a postupy stanovené v průvodní dokumentaci výrobce. Osoba, která provedla montáž požárně bezpečnostního zařízení, potvrzuje splnění předepsaných požadavků písemně. Při provádění prostupů, nátěrů, nástřiků a lepených obkladů často nejsou dodrženy podmínky montáže, a proto dochází k závadám.

4.1 Podmínky pro provádění těsnění prostupů

Při montáži požárního těsnění prostupů se mohou vyskytovat následující závady:

a) Chybné stanovení typu požárního utěsnění vzhledem k utěsňovanému prostupu:
Prakticky pro každý typ prostupující konstrukce (kabely, ocelové a plastové potrubí, potrubí s tepelnou izolací) je schváleno použití jiného typu požárního utěsnění a není možno je zaměňovat.
b) Překročení povolených rozměrů utěsňovaného otvoru:
Některé typy ucpávek mají stanoveny maximální rozměry a při jejich překročení je nutno instalovat pomocné zámečnické konstrukce, tak aby byla zachována jejich stabilita a funkčnost).
c) Použití pro nevhodné prostředí, popř. aplikace v nevhodných klimatických podmínkách:
- působení vysoké vlhkosti nebo agresivních par a roztoků má významný vliv na celkovou dobu funkčnosti a životnosti protipožárních ucpávek;
- pro každý typ prostředí je nutno zvolit příslušný typ ucpávky.
d) Špatný způsob provedení – technologická nekázeň:
- používání minerálních desek o jiné než požadované měrné hmotnosti – obvykle je požadováno 120–140 kg.m⁻³,
- tloušťka použitých minerálních desek je menší než požaduje projekt,
- nedodržení požadované tloušťky vrstvy požárních tmelů,
- celistvost je narušena nedotmelením v těžko přístupných místech – např. mezi kabely,
- požární odolnost je degradována použitím jiných než kovových kotvicích prvků.
e) Nevhodná nebo žádná stavební připravenost otvorů prostupů

Obr. 2. Nadměrně vyříznutý otvor pro prostup kabelů ocelovými stropními plechy
– zejména otvory pro prostupy ve stropech s ocelovými plechy (obr. 2) nebo v sádrokartonových stěnách. U sádrokartonu je nutno otvor z vnitřního prostoru stěny olemovat alespoň profily, jinak utěsnění ztrácí funkčnost, poněvadž zpěňující materiály nemají v případě požáru žádnou oporu a propadají do sádrokartonového meziprostoru.
f) Nedostatečná nebo žádná dokumentace skutečného provedení:
Podle Vyhlášky 246/2001 Sb. jsou protipožární ucpávky a přepážky požárně bezpečnostním zařízením a jako takové podléhají pravidelné kontrole minimálně jednou ročně. Proto je nutno každou ucpávku označit identifikačním štítkem s příslušným pořadovým číslem pro daný objekt a zaznamenat její umístění do výkresové dokumentace tak, aby mohla být prováděna pravidelná kontrola funkčnosti a vedeny záznamy o případných opravách. V opačném případě vznikají majiteli objektu další náklady spojené se zjištěním a zdokumentováním skutečného stavu požárně bezpečnostních zařízení.

4.2. Podmínky pro provádění nátěrů

U nátěrů je nutno dodržet požadavky uvedené v čl. 5.4.4 ČSN 73 0804 čl. 5.4.4 s tímto zněním:

„Požadovaná požární odolnost konstrukcí musí být zajištěna po celou předpokládanou životnost stavebního či technologického objektu. Zpěňující nátěry či jiné ochrany konstrukcí, které nemají ověřenou a zaručenou dostatečnou životnost a musejí se obnovovat, lze užít jen:
a) na těch částech konstrukcí, které i po zabudování jsou přístupné k obnovení ochran, jakož i ke kontrole stavu těchto ochran;
b) v případech, kde se požaduje požární odolnost v závislosti na stupni požární bezpečnosti:
1) nejvýše 30 minut, jedná-li se o objekty s požární výškou h ≤ 9 m, nejvýše však pro objekty o čtyřech nadzemních podlažích, v nichž se nevyskytují požární úseky navrhované podle požárních norem ČSN 73 0831 Shromažďovací prostory, ČSN 73 0833 Budovy pro bydlení a ubytování, ČSN 73 0835 Budovy zdravotnických zařízení, nebo
2) nejvýše 45 minut, jedná-li se o jednopodlažní výrobní, popř. skladové objekty s výškou h = 0.
Těchto ochran nelze užít u konstrukcí v podzemních podlažích.“

Podle evropských kritérií pro životnost stavebních konstrukcí se zpěňující nátěry zařazují do I. kategorie s životností 6 let.

Kovy

U nátěrů na kov je nutné pečlivě měřit nanesené vrstvy, neboť nátěr správně funguje pouze při dodržení předepsaných hodnot u všech vrstev. Předepsané hodnoty nátěrových vrstev jsou zde kontrolovatelné jednak měřicími přístroji na měření suchých vrstev, jednak mechanickým tloušťkoměrem (hřebenem) u mokrých vrstev. Nejrozšířenější intumescentní nátěry lze použít i pro hliník pouze na základě samostatného expertního posudku. Stejné podmínky platí i pro litinu.

Při aplikaci intumescentních nátěrů na ocelové konstrukce je možno uplatnit následující zásady:

a) Intumescentní nátěrové systémy se používají k zajištění požární odolnosti ocelových prvků nosných konstrukcí v rozsahu od 15 do 60 minut. Možnost je omezena pouze pro interiéry a prostředí s působením relativní vzdušné vlhkosti do maximálních hodnot cca 75 až 85 %.
b) Protipožární nátěr lze aplikovat nátěrem, válečkováním či nástřikem, ale s ohledem na jeho skladbu nelze konečný vizuální vjem srovnávat s povrchy standardních antikorozních nátěrových systémů, poněvadž charakteristické je jeho jemné zvlnění povrchu – tzv. pomerančová kůra.
c) Lze použít výhradně schválené nátěrové systémy se současným dodržením jejich max. tloušťek suché vrstvy – základní nátěr do 50 m, vrchní uzavírací nátěr do 40 m.

Dřevo

Nátěr na dřevo se musí do podkladu vsáknout a z tohoto důvodu nelze měřit tloušťku nanesené vrstvy. Proto se kvalita nátěrů kontroluje poměrným množstvím spotřebované nátěrové hmoty na natírané ploše. Nátěry jsou obvykle aplikovány na vnitřní konstrukce některých částí krovů, a to vždy na snadno přístupných plochách sloupů a nosníků uvnitř půdních vestaveb. Tyto nátěry lze povrchově poměrně snadno odstranit broušením a omytím vodou.

Nejčastější závady intumescentních nátěrů

Obr. 3. Rozpad zpěňujícího nátěru na ocelové rouře vlivem kondenzující vysoké vzdušné vlhkosti při aplikaci

a) Chybné stanovení tloušťky vrstvy protipožárního nátěru z dimenzační tabulky.
b) Použití nevhodných a neschválených typů nátěrových hmot pro základní a vrchní nátěr: např. překročení max. limitní tloušťky vrchního nátěru z důvodu následné změny barevných dispozic znemožňuje rychlé odhoření této vrstvy a brání vzniku efektu „napěnění“.
c) Špatně volený způsob provedení: aplikace na plochách, které jsou pro případnou opravu protipožárního systému nedostupné (styčníkové plochy atd.) vytvářejí optimální prostředí pro vznik koroze.
d) Záměrné zaměňování originálních protipožárních nátěrů za obyčejné a nejčastěji disperzní nátěrové hmoty, které nemají žádné protipožární vlastnosti.
e) Destrukce nátěru vlivem nedostatečné adheze nebo kondenzující vysoké vzdušné vlhkosti při aplikaci (obr. 3).

4.3. Podmínky pro provádění nástřiků

Podmínky aplikovatelnosti nástřiků:

Obr. 4. Odpadlý nástřik na zkorodovaném podkladu

a) Jakékoliv podklady, na které se nástřiky aplikují, musejí být předem zbaveny rzi a mechanických nečistot, nesmí být hydrofobní a musejí být opatřeny primární adhezní vrstvou, kterou předepíše dodavatel (zejména u železobetonu). U ocelových konstrukcí je třeba vždy provést kompletní antikorozní nátěrový systém, jinak dochází k odpadnutí nástřiku (obr. 4).
b) Dalším důležitým faktorem je vlhkost podkladu a prostředí během stříkání a po něm. Čím silnější vrstva, tím déle trvá její zasychání a při takto provedeném nástřiku se podstatně zvyšuje riziko, že v důsledku pomalého tuhnutí dojde k porušení adheze na podklad.
c) Mají se provádět nástřiky min. ve 2, u silnějších nástřiků i více vrstvách (kromě případů, kdy celková tloušťka vrstvy nepřesahuje 10 mm) a to nejlépe tak, že se druhý den po aplikaci adhezní vrstvy provede základní postřik v tloušťce 5 až 10 mm.
d) Období, kdy vrstva nástřiku na podkladu zasychá, je zcela zásadní pro dobrou adhezi nátěru k podkladu, neboť vrstva je tomto smyslu ovlivňována nejen vnějšími vlivy, ale vlastní hmotností nástřiku.
e) Neodpařená voda stéká k dolnímu povrchu. Na spodní straně je tak nástřik těžší než v adhezním spoji a při delší době u silnějších vrstev může dojít až k odpadávání hmoty z podkladu.

4.4. Podmínky pro provádění lepených obkladů

Obr. 5. Lepené obklady

Lepené obklady (např. ORDEXAL) jsou určeny pro požární ochranu ocelových, betonových a dřevěných stavebních konstrukcí ve smyslu ČSN 73 0802 a ČSN 73 0804 v rozsahu od 30 do 180 minut požární odolnosti. Systém je tvořen na bázi desek z minerální vlny, kotvených k chráněné konstrukci trvale pružným, žáruvzdorným tmelem a kovovými spojovacími prvky. Desky pro lepené obklady se vyrábějí rozvlákňováním taveniny ze směsi čediče, vysokopecní strusky a diabasu (neobsahují azbestová vlákna). Desky jsou pak dále upravovány a opatřeny hydrofobizačními přípravky. Obklady dodatečně nezatěžují nosné prvky, nepraskají, dobře snášejí otřesy a dynamické rázy, omezují rovněž výskyt tepelných mostů a trvale tepelně izolují chráněnou konstrukci (obr. 5).

Obklady nesmí být vystaveny působení kapající či tekoucí vody, maximální přípustná trvalá relativní vlhkost vzduchu je 85 %. Nejsou vhodné pro použití v silně oxidačním prostředí.

5. Převzetí dokončených prací bez důsledné kontroly

Obr. 6. Požární stěna bez převýšení nad střechu:
1 – střešní plášť druhu DP1, 2 – střešní plášť druhu DP2 nebo DP 3

Mezi požárními úseky je možno místo přesahu požární stěny nad střechu (konstrukce typu DP2, DP3) provést pás z nehořlavých hmot v šířce alespoň 1,2 m (obr. 6). Velmi často u hotové stavby je pás zakryt krytinou a zespodu podhledem, takže nelze zkontrolovat, zda např. plechová krytina je uložena na bednění nebo na nehořlavých deskách (např. Cetrisu). Proto je vhodné během montáže pořídit digitální fotosnímky nebo videozáznam, aby při kontrole správného provedení nehořlavého pásu nemusel být demontován podhled.

6. Závěr

Uvedené nedostatky při projektování a realizaci stavebních konstrukcí s protipožární funkcí by měly varovat projektanty, montážníky i pracovníky ve státní správě provádějící kontrolu dokončených staveb před skrytými vadami a defekty snižujícími protipožární účinnost a životnost zabudovaných konstrukcí. Důsledkem jsou i nehospodárně vynaložené finanční náklady na požární zabezpečení staveb.

Literatura

[1] ČSN 01 3495 Výkresy požární bezpečnosti staveb
[2] ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb. Nevýrobní objekty
[3] ČSN 73 0804 Požární bezpečnost staveb. Výrobní objekty
[4] ČSN 73 0831 Požární bezpečnost staveb. Shromažďovací prostory
[5] ČSN 73 0833 Požární bezpečnost staveb. Budovy pro bydlení a ubytování
[6] ČSN 73 0835 Požární bezpečnost staveb. Budovy zdravotnických zařízení a sociální péče
[7] Kupilík, V.: Stavební konstrukce z požárního hlediska, Grada Publishing, a.s., Praha, 2006, ISBN 80-247-1329-2

English Synopsis

Fire substandard structures

The article deals with substandard structures structures. Assessment is complemented by practical examples and explanations of operational implications especially with regard to the durability of structures. These proposals should be applied as part of fire safety design of buildings.