Reklama

Minulost, současnost a budoucnost požárních požadavků na ETICS

Ing. Pavel Zemene, Ph.D., Sdružení EPS ČR

Recenzovaný

Požadavky na požární bezpečnost vnějších tepelněizolačních kompozitních systemů (ETICS) se za posledních 8 let několikrát zpřísnily. V září 2016 vstoupila v platnost novela požární normy ČSN 73 0810 [8], která kromě jiného upravuje požadavky na zateplovací systémy. V této souvislosti byla provedena celá řada středněrozměrových zkoušek ETICS s pěnovým polystyrenem (EPS) za účelem odzkoušení ekvivalentních řešení detailů napraží a založení ETICS. Díky využití těchto odzkoušených ekvivalentních konstrukčních řešení je možné i nadále využívat všech výhod EPS počínaje izolačními vlastnostmi za vlhkosti, mechanickými vlastnostmi, dlouhou životností a stálostí paramentrů a konče cenou. Přiměřeností požárních požadavků na ETICS se zabývá tento příspěvek.

Reklama

1. Vývoj požárních požadavků na zateplovací systémy v ČR

V dubnu 2009 vstoupila v platnost revidovaná ČSN 73 0810. Tato norma poprvé zavedla v ČR požární bariéry šířky 500 mm ve vnějších tepelněizolačních kompozitních systémech, tzv. ETICS. V květnu 2012 tyto požadavky ještě zpřísnila změna normy Z1. Záhy následovaly další dvě změny Z2 a Z3.

V srpnu 2016 začala platit další revize normy ČSN 73 0810, která ještě zpřísnila požární požadavky na ETICS rozšířením požární bariéry na 900 mm a zavedením řady dalších opatření v oblasti vzrduchotechnických vyústění na fasádě apod.

2. Hlavní změny revidované požární normy ČSN 73 0810 v oblasti zateplovacích systémů

Jedním z hlavních přínosů nové normy ČSN 73 0810 [8] je sjednocení požadavků na nové i rekonstruované objekty. Dále je to jisté zjednodušení a zpřehlednění požadavků. Co je však potřeba přehodnotit je dramatický nárůst šířky požární bariéry z 500 mm na 900 mm a množství podle mého názoru až nadbytečných opatření kolem rozvaděčů, vzduchotechnických vyústění a pod. Jednou z největších komplikací jsou svislé požární bariéry, které v praxi znemožňují kombinaci různých tepelně izolačních materiálů.

Co je nejvíce zarážející, že sousední státy považují za dostatečnou šířku vodorovné požární bariéry v oblasti zateplovacího systému 200 mm a v ČR je vyžadována šířka 900 mm. Tento požadavek osobně považuji za diskriminační a neodůvodnitelný – bude jej třeba přehodnotit.

Zjednodušené rozdělení do 3 základních skupin budov podle požárních požadavků na zateplovací systém je uvedeno na obr. 1. Čtvrtou skupinou jsou budovy s požární výškou nad 22,5 m, kde se dle stávající normy může použit je ETICS s třídou reakce na oheň A1 nebo A2. Proč zde není umožněna kombinace systémů, tedy do 22,5 m B a nad 22,5 m A1 nebo A2, není zcela jasné. Na obr. 2 je znázorněno rozdělení do 3 skupin, tentokrát s využitím ekvivalentních řešení.

Zde je třeba upozornit na to, že obrázky, které jsou přílohou normy, neodpovídají skutečným počtům poschodí.

U první skupiny se ve skutečnosti jedná o RD a samostatně stojící domy o maximálně 1 podzemním podlaží a 3 nadzemními podlažími. Zde se žádné požární požadavky na ETICS neuplatňují.

V případě druhé skupiny je požární výška 12 m, což odpovídá budově o 5 nadzemních podlažích.

Ve třetí skupině budov lze odzkoušené řešení použít na budovy s až 9 nadzemními podlažími.

Vedle 900mm požárních bariér je možné použít odzkoušená ekvivalentní řešení podle ISO 13 785-1, která jsou levnější, trvanlivější a jednodušší na provádění.

Obr. 1 – Porovnání požadavků na vodorovné požární pásy se zahraničím (zdroj: IVH, GPS, Združenie EPS SR [15])

Na obrázku 1 jsou vidět rozdílné požadavky v ČR, SR, Německu a Rakousku.

Čtenáři tohoto článku mi jistě dají za pravdu, že požár bytu v Německu, Rakousku nebo na Slovensku se nijak zásadně neliší od požáru bytu v České republice.

3. Skutečný vývoj počtu požárů v Evropě a u nás

Z analýzy dostupných statistik vyplývá, že počet požárů celkem a požárů bytových domů dlouhodobě klesá a nelze prokázat významný rozdíl při podílu na šíření požáru do vyšších pater mezi ETICS s třídou reakce na oheň A1/A2 a ETICS s třídou reakce na oheň B (s izolantem EPS).

Lze jednoznačně prokázat, že:

Celkový počet požárů v 16 zemích EU se v letech 2006 až 2010 snížil o 19 %.
Počet úmrtí při požárech v 19 zemích EU poklesl v letech 2006 až 2010 o 17 %.
Přímé a nepřímé škody způsobené požárem v 16 zemích EU v období 2006 až 2010 se pohybovaly od 0,080 do 0,229 % HDP. ČR na tom byla nejlépe.
Rostoucí spotřeba plastů ve stavebnictví nemá přímou souvislost s počtem úmrtí při požárech bytových domů, ba naopak. Při rostoucí spotřebě plastů klesá počet úmrtí při požárech.
V ČR se v letech 2010 až 2014 snížil počet úmrtí při požárech budov pro bydlení o 33 % (obr. 2). Počet utonulých bylo ve stejném období 3× více.
Požáry budov jsou příčinou 0,0008 % z celkového počtu úmrtí v ČR za jeden rok.

Obr. 2 – Úmrtí podle místa původu (Zdroj: Statistická ročenka 2014, HZS ČR [5])

4. Požární riziko různých systémů ETICS

Experti finského technického a výzkumného centra (VTT) provedli analýzu požárů bytů v bytových domech a porovnali riziko rozšíření požárů do vyšších pater pro dva různé systémy ETICS (A2-s1,d0 a B-s1,d0) [16].

Do studie byly zahrnuty simulace 200 náhodných požárů (s několika parametry majícími statistická rozdělení) počínajících od bytů a šířících se na fasádu přes rozbité okno. Výsledky ze srovnání pravděpodobností šíření požáru byly následující:

Okno v druhém podlaží prasklo v 31 ± 5 % případů (vztaženo na požáry, které se rozšířily oknem z místnosti na fasádu) u systémů s třídou reakce na oheň A1/A2 a v 36 ± 5 % případů v případě systémů s třídou reakce na oheň B (tedy s EPS). Do přibližně 25 minut od začátku požáru je pravděpodobnost prasknutí okna pro oba typy fasád velmi blízko u sebe.
Ve třetím podlaží byly konečné pravděpodobnosti stejné (5 ± 1 %), i když u systémů s EPS izolací má prasknutí okna tendenci nastat o něco málo dříve.

Podle statistik požárních událostí jen 0,7 % z požárů bytů má potenciál rozšířit se oknem do bytů umístěných výše. Ostatní se buď mimo byt vůbec nerozšíří, nebo se rozšíří jinými cestami než oknem.

Obrázek č. 5 – F-N křivka rizika úmrtí při požárech budov (zdroj: studie VTT [16])

Obrázek č. 2b; F-N křivka rizika úmrtí při požárech budov (zdroj: studie VTT [16])

Pravděpodobnost prasknutí okna
ve 2. a 3. podlaží nad hořící místností je:

u ETICS A2-s1,d0 (např. s MW) 1,9 %
u ETICS B-s1, d0 (např. s EPS) 2,3 %.

Tato analýza ukazuje, že bezpečnostní rizika pro ohrožení života u ETICS s EPS splňují kritéria pro třídu reakce na oheň B, jsou tedy omezená, a spadají do stejné úrovně bezpečnosti, jako fasádní systémy využívající pouze nehořlavé materiály A1/A2.

Velmi jasnou představu o možném riziku úmrtí osob vlivem rozšíření požáru do vyššího podlaží dává tzv. F-N křivka úmrtí při požárech budov. Dle VTT [16] patří systém ETICS A2-s1, d0 do stejné rizikové skupiny jako systém ETICS B-s1, d0. Porovnání je patrno z obr. 2b.

5. Vliv ETICS na šíření požáru do vyšších podlaží

V posledních 15 letech byla provedena řada simulací reálných požárů bytů v bytových domech. Jedna z takových simulací proběhla za účasti požárních expertů na panelových domech v bývalé NDR před jejich demolicí. Fotografie z této simulace jsou na obr. 3

Obr. 3 – Šíření požáru nezateplených budov přeskočením z okna do okna (zdroj: I. Kotthoff [17])

Pokud požár v místnosti dosáhne náhlého vzplanutí (flash over) dojde téměř jistě k prasknutí výplně okna v podlaží N+1 a v některých případech i okna podlaží N+2 bez ohledu na to, zda je nebo není na stěně aplikován zateplovací systém ETICS.

V případě, že je na stěně správně aplikován ETICS s EPS, dojde při požáru k jeho lokální sublimaci, přičemž nedojde k poškození povrchové vrstvy.

V žádném ze sledovaných případů nedošlo k rozšíření ohně do strany po vnějším plášti budovy.

Pokud byly použity v rámci ETICS s EPS požární bariéry A1/A2 byly široké max. 200 mm – viz obr. 4.

Rozhodujícím faktorem pro rozšíření požáru do vyššího podlaží je vždy dojezdový čas jednotky HZS (15–20 min.), tedy zahájení hasebních prací.

Obr. 4 – Šíření požáru do vyššího podlaží (zdroj: Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt) [18])

Obr. 5 – Vyloučení rizika šíření požáru zazděním oken (zdroj: [19])

ČSN 73 0810 Požární bezpečnost staveb – Společná ustanovení [8] má celkem 63 stran, přičemž zateplovacím systémům věnuje 11 stran (včetně 4 stran obrázkové přílohy). Tedy téměř jednu pětinu. S ohledem na skutečnost, že nejslabším článkem obvodového pláště z hlediska požární bezpečnosti jsou otvorové výplně, očekával bych mnohem větší pozornost věnovanou těmto konstrukčním prvkům. Nebo naopak, pokud jsme ochotni akceptovat, že otvorové výplně představují přiměřené požární riziko, měli bychom stejně přistupovat i k zateplovacím systémům a nesnažit se eliminovat požární riziko jen případě ETICS na nulu za každou cenu. V opačném případě nám nezbývá než zavést přísná požárně bezpečnostní opatření, která mohou vyústit v konstrukční řešení znázorněné na obr. 5.

6. Šíření požáru po obvodové konstrukci v horizontálním směru a svislé požární bariéry

Analýzou dostupných publikovaných požárů (příklady jsou na obr. 6) jsem došel k závěru, že pravděpodobnost rozšíření požáru z bytu po obvodové konstrukci do sousedního bytu v horizontálním směru, je ve srovnání s vertikálním rozšířením téměř zanedbatelná. Proto by měla být dostatečnou náhradou vertikálních požárních bariér ekvivalentní řešení odzkoušená středněrozměrovou požární zkouškou ISO 13 875-1 [11] stejně jako tomu je u horizontálních požárních bariér.

Obr. 6 – Příklady dostupných publikovaných požárů (zdroj: www.pozary.cz [9])

Obr. 6 – Příklady dostupných publikovaných požárů (zdroj: www.pozary.cz [9])

7. Ekvivalentní řešení nadpraží a založení ETICS

Norma ČSN 73 0810 [8] nabízí dvě zcela rovnocenná řešení požárních požadavků. Jedním jsou opatření popsaná v normě a druhým jsou jiná ekvivalentní řešení odzkoušená dle ISO 13 785-2 za podmínek 100 kW a 30 minut.

V roce 2016 byla odzkoušena celá řada ekvivalentních řešení na tzv. kritickém reprezentantu, což znamená, že pokud dodavatel ETICS prokáže, že jeho systém nevykazuje horší požární parametry než ten odzkoušený, nemusí dělat novou zkoušku a s pomocí protokolu již odzkoušeného kritického reprezentanta a doložení spalných tepel komponent jeho systému může požádat o požárně klasifikační osvědčení (PKO) např. u PAVUS nebo CSI. Výhodou těchto řešení je menší pravděpodobnost poruchy systému, vyšší životnost, nižší cena a hlavně zajištění požadovaných vlastností po celou dobu životnosti ETICS, což je minimálně 25 až 50 let. Příklady ekvivalentních řešení jsou na obr. 7.

Obr. 7 – Příklady ekvivalentních řešení vodorovných požárních pásů (zdroj: fotoarchiv autora článku [19])

Obr. 7 – Příklady ekvivalentních řešení vodorovných požárních pásů (zdroj: fotoarchiv autora článku [19])

8. Závěr

Změna ČSN 73 0810 [8] přinesla:

Sjednocení požadavků na novostavby a rekonstrukce
Rozšíření požárních bariér A1/A2 z 500 na 900 mm (4,5× více než v Německu, Rakousku a na Slovensku)
Řadu doplňkových požadavků (čl. 3.1.3.5)
Svislé požární bariéry

Požární bezpečnosti je třeba věnovat patřičnou pozornost, ale ta by měla být vyvážená a úměrná skutečnému riziku (nejslabší článek jsou otvorové výplně, ale na ty nejsou kladeny zdaleka takové požadavky jako na ETICS).

Z dostupných analýz a statistik nevyplývá potřeba výrazného zvyšování požárních požadavků na ETICS.

Bylo doloženo, že u ETICS, kde je tepelným izolantem pěnový polystyren, se dosahuje prakticky stejná úroveň bezpečnosti života jako u ETICS, kde je tepelným izolantem minerální vata (viz analýza VTT).

Značné množství provedených středně a velkorozměrových požárních zkoušek ETICS s EPS potvrzují, že opatření přijatá v Německu, Rakousku a na Slovensku jsou naprosto dostačující (tj. horizontální požární bariéra A1/A2 šířky 200 mm vždy přes jedno patro, bez vertikálních požárních bariér).

Ze závěrů analýzy „Porovnání zkoušek BS8414-1 & 2, konceptu DIN 4102-20, ISO 13 785-1 & -2 a EN ISO 11 925-2“, zpracované britskou BRE Testing pro evropskou asociaci výrobců minerálních izolací (EURIMA) vyplývá, že:

Není možné určit, zda tloušťka tepelného izolantu má nějaký vliv na požární vlastnosti.
Bylo prokázáno, že použití požárního pruhu přímo nad otvor (zdroj požáru) může zvýšit požární vlastnosti ETICS.
Není možné určit, zda výška požárního pruhu má nějaký vliv na požární vlastnosti.

U sledovaných požárů bytů nedošlo k rozšíření požáru po fasádě v horizontálním směru.

Není ten správný čas znovu se nad požární normou ČSN 73 0810 společně zamyslet a upravit požární požadavky na ETICS v ČR na základě nových poznatků tak, aby při zachování přiměřené požární bezpečnosti nekomplikovaly provádění ETICS, nesnižovaly jejich kvalitu a životnost a nezvyšovaly neúměrně náklady na jejich aplikaci?

Literatura

Zemene, P.: Přednáška na požární konferenci „Červený kohout 2017“, České Budějovice, 28.–29. 3. 2017.
Zemene, P.: Přednáška na mezinárodní konferenci „Tepelná ochrana budov 2017“, Štrbské Pleso, 25.–26. 5. 2017.
CTIF World Fire Statistics, vydání č. 17 – tab. 7, 2012
CTIF World Fire Statistics, vydání č. 17 – tab. 18, 2012
Statistická ročenka 2014, HZS ČR
Mikkola, E. – Hakkarainen, T. – Matala, A: Fire Safety of EPS ETICS in Residential Multistorey Buildings, Research report VTT R-04632-13, June 2013
A comparison of BS 8414-1 & -2, EN 13823 and EN ISO 11925-2: BRE Global Ltd. 2012
ČSN 73 0810:2016 Požární bezpečnost staveb – Společná ustanovení
www.pozary.cz
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Grenfell_Tower_fire
ČSN ISO 13 875-1 Zkoušky reakce na oheň pro fasády, zkouška středního rozměru
ČSN ISO 13 875-2 Zkoušky reakce na oheň pro fasády, zkouška velkého rozměru
Macdonald, N. J: Porovnání zkoušek BS8414-1 & 2, konceptu DIN 4102-20, ISO 13 785-1 & -2 a EN ISO 11 925-2, BRE Testing pro evropskou asociaci výrobců minerálních izolací EURIMA, Watford, 2012
www.czb.cz, www.epscr.cz
www.ivh.de, www.gps.de, www.epssr.sk
Mikkola, E. – Hakarainen, T. – Matala, A.: Fire Safety of EPS ETICS, studie finského technického a výzkumného centra (VTT), 2013
Kotthoff, I.: Vnější kontaktní zateplovací systémy a požární bezpečnost, mezinárodní požární konference Červený kohout, 2016
Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt) www.dibt.de
Fotoarchiv autora článku, Lisabon 2017

English Synopsis

Past, Present, and Future of Fire Requirements on the ETICS

Requirements to fire safety of ETICS were changed several time during last 8 years to be more strict. Since September 2016, an amendment to fire standard ČSN 73 0810 [8] has entered into force, which, among other things, regulates the requirements for External thermal insulation composite systems (ETICS). In this context, a number of mid-scale and large-scale tests of EPS have been carried out to test equivalent solutions of overheads and foundations of ETICS. With the use of these approved design solutions, it is possible to continue to use advantage of all the benefits of EPS, ranging from insulation properties to moisture, mechanical properties, long service life and stability and end-to-end performance. This contribution deals with proportionality of the ETICS fire requirements.