Požární bezpečnost kabelových rozvodů

Ing. Karel Hořovský

Protože se okolo kabelových rozvodů a vůbec elektroinstalací  již poměrně dlouho mlčí a po zcela nesmyslném zrušení ČSN 382156 „Kabelové kanály, šachty, mosty a prostory“ dnes v podstatě nemáme žádnou normu, která by řešila komplexně výše uvedenou problematiku, požádal jsem ing. Hořovského, aby  se pokusil zpracovat alespoň jakýsi přehled - souhrn současného stavu.
Následně pak k níže uvedenému textu doplnili ze svého hlediska diskutovanou problematiku ještě ing. P. Vaniš, CSc. (AO 212) a ing. J. Buchtová (AO 216). Domnívám se, že tyto články alespoň trochu připomenou, že na novou projektovou normu, podobnou té zrušené, stále ještě čekáme:

Požární bezpečnosti kabelových rozvodů se v technické praxi věnuje významná pozornost již několik desítek let a požadavky a kriteria jsou součástí řady předpisů. Za posledních třicet let se i podstatně zvýšila úroveň technických prostředků využívaných ke zvýšení požární bezpečnost i zkušební metody, kterými se hodnotí jejich účinnost.

Výchozí požadavky na zajištění požární bezpečnosti jsou stanoveny v právních předpisech zejména v zákoně č.133/1985 Sb. o požární ochraně ve znění pozdějších předpisů, stavební zákoně č. zákon č. 183/2006 Sb. a vyhlášce č.246/2001 Sb. o požární prevenci i vyhlášek vydaných na základě nového stavebního zákona např. vyhláška 499/2006 Sb. o dokumentaci staveb. Požadavky na požární bezpečnost kabelových rozvodů v normách požární bezpečnosti staveb jsou zejména v ČSN 73 0802, ČSN 73 0804, ČSN 73 0810. Některé upřesňující požadavky jsou v ČSN 73 0831, ČSN 73 0834 i v elektrotechnických předpisech, především v ČSN 33 3201 Elektrické instalace nad 1kV AC.

Požadavky na požární odolnost konstrukcí
Požadavky na požární odolnost konstrukcí ohraničujících prostory kabelového rozvodu jsou stanoveny v ČSN 73 0802 a ČSN 73 0804. Podle ČSN 73 0802 se šachty, kanály a kabelové prostory posuzují podle 8.12.2c) jako rozvody hořlavých látek; při výšce objektu do 22,5 m se zařazují do II. stupně požární bezpečnosti, při výšce nad 22,5 m do III. stupně požární bezpečnosti. Tomu odpovídá podle tabulky 12 položka 10 požární odolnost konstrukcí alespoň 30 DP2, respektive 30 DP1. V ČSN 73 0804 se kabelové prostory posuzují podle 12.4 ve IV. stupni požární bezpečnosti, musí mít konstrukce DP1 a nevyžaduje se pro ně požární odolnost vyšší než 60 minut a požární uzávěry 30 minut. Kabelové kanály delší než 100 m se předělují nejvýše po 50 m přepážkou s požární odolností EI 60 DP1. Jsou-li prostory kabelového rozvodu v blízkosti shromažďovacích prostorů a mohou-li zplodiny a kouř ohrožovat osoby ve shromažďovacím prostoru, musí být požárně odvětrány.
Podle ČSN 73 0804 musí prostupy požárně dělícími konstrukcemi být utěsněny hmotami stupně hořlavosti A nebo B (respektive třídy reakce na oheň A1,A2 nebo B) v konstrukčních částech druhu DP1 a hmotami stupně hořlavosti C1 (respektive třídy reakce na oheň C) v ostatních případech. Utěsněný prostup musí vykazovat požární odolnost shodnou s požární odolností konstrukce, kterou prostupuje, ale u provozů skupin 1 až 5 se nepožaduje vyšší požární odolnost než 60 minut.

Podle ČSN 73 0810 musí stěnové a stropní přepážky uvnitř požárních úseků šachet a kanálů, včetně uzávěrů otvoru v těchto přepážkách vykazovat třídu požární odolnosti E, popřípadě E-C. Pokud slouží šachty a kanály k uložení silových kabelů, musí přepážky vykazovat požární odolnost EI a uzávěry otvorů třídy EW, popřípadě EW-C. Prostupy kabelových a jiných elektrických rozvodů požárně dělícími konstrukcemi musí být utěsněny tak, aby se zamezilo šíření požáru těmito rozvody. Utěsnění se hodnotí podle 7.5.8 ČSN EN 13501-2:2004 v případech kabelových a jiných elektrických rozvodů tvořených svazkem vodičů; pokud tyto rozvody prostupují jedním otvorem, mají izolace (povrchové úpravy) šířící požár a jejich hmotnost je větší než 1,0 kg.m-1(ČSN 73 0810, čl.6.2.). Požadavek se netýká vodičů a kabelů pokud vyhovují normám řady ČSN EN 50266 a řady ČSN IEC 60 331.

Požadavky norem požární bezpečnosti na vlastní kabelové rozvody
Výchozí požadavky na řešení vlastních kabelových rozvodů zajišťujících napájení a ovládání požárně bezpečnostních zařízení a požadavky na posuzování elektrických zařízení nesloužících protipožárnímu zabezpečení objektu jsou uvedeny v 12.9.2 ČSN 73 0802:2000 a 13.10.2 ČSN 73 0804:2002, kde se pro vodiče a kabely zajišťující funkci a ovládání zařízení sloužících k protipožárnímu zabezpečení je stanoveno, že :
Vodiče a kabely zajišťující funkci a ovládání zařízení sloužících k protipožárnímu zabezpečení stavebních objektů:

1. mohou být vedeny volně prostorami a požárními úseky bez požárního rizika, včetně chráněných únikových cest, pokud vodiče a kabely vyhovují ČSN EN 50265-1, ČSN EN 50265-2-1¸ ČSN EN 50265-2-2 a ČSN IEC 332-3,

2. mohou být volně vedeny prostory a požárními úseky s požárním rizikem, pokud vyhovují ČSN IEC 60331-11, ČSN IEC 60331-21, ČSN IEC 60331-23, ČSN IEC 60331-25 a normám uvedeným v předchozím odstavci a),

3. musí být uloženy a chráněny tak, aby nedošlo k porušení jejich funkčnosti, ochrany vodičů a kabelů mají vykazovat požární odolnost EI 30 DP1, pokud se v konkrétních podmínkách nepožaduje jiná odolnost; provedení ochran může být provedeno např.:

4. • vedením pod omítkou s krytím alespoň 10 mm (hodnota se týká nejmenší tloušťky krytí omítkou),

   • chráněné protipožárním nástřikem,

   • v uzavřených truhlících určených pouze pro elektrické vodiče a kabely

Poznámky:

1. V odstavci a) jsou uvedeny zkušební normy hodnotící schopnost zabránit šíření požáru po kabelovém plášti a izolaci. Normy řady ČSN EN 50265-x hodnotí pouze jednotlivý kabel (provedení kabelu nezaručuje velkou odolnost proti šíření plamene);
   ČSN IEC 332-3 byla nahrazena souborem norem ČSN EN 50266-x. Kabely vyhovující těmto zkouškám šíří plamen jen omezeně, je-li přerušeno tepelné namáhání kabel přestává hořet; na druhou stranu zkoušky nevypovídají o zajištění přenosu elektrické energie v případě požáru. Podle mého názoru z hlediska cíle, kterým je zajistit spolehlivě dodávku elektrické energie, jsou optimální řešení podle odstavce a) pouze v případech, kdy jsou kabely této kvality vedeny prostory bez požárního rizika.

2. V odstavci b) jsou uvedeny kabely s funkční schopností, které po určitou dobu byly schopny přenášet elektrickou energii i když byly vystaveny působení teploty cca 750OC. Obecně lze takové řešení považovat za optimální v případě, kdy konstrukce, podpírající tyto kabelové rozvody budou schopné odolat reálnému tepelnému namáhání v případě konkrétního požárního úseku. Za vyhovující nelze považovat možnost, využít pro dodávku elektrické energie požárními úseky zejména s vyšším požárním rizikem (např. pv >40 kp.m-2)  kabely podle odstavce a) a očekávat, že bude zajištěna funkce zařízení zabezpečujících požární bezpečnost staveb i v případě požáru.

3. V odstavci c) je třeba upozornit na požadavek požární odolnosti EI 30 DP1, pokud se pro konkrétní podmínky nepožaduje jiná požární odolnost; tzn. že při návrhu mají být zhodnoceny konkrétní podmínky požáru a možná rizika porušení kabelů působením tepla.
   
   Ustanovení o protipožárních nástřicích na kabely se pravděpodobně netýká žádného běžně používaného protipožárního nástřiku na kabely, neboť jejich aplikací se nesplní požadavek na kvalifikaci požární odolnosti EI 30 DP1.

Rozhodujícími faktory řešení
Rozhodujícími faktory ovlivňujícími řešení požární bezpečnosti kabelových rozvodů jsou:

1. účel, funkce kabelového rozvodu

2. • pro zařízení nesloužící protipožárnímu zabezpečení objektu;

   • určeného pro provoz, ovládání a případně i monitorování zařízení, která slouží k protipožárnímu zabezpečení objektu a / nebo pro technologické celky, které musí zůstat v provozu po stanovenou dobu i pří požáru, aby se omezil rozsah přímých a následných škod (ekonomických, ekologických apod.);
     pracovně lze tato zařízení označit jako „elektrická zařízení důležitá pro požární bezpečnost“ a kabelové rozvody, které zabezpečují jejich provoz za „důležitá požárně bezpečnostní kabelová zařízení“.

3. umístění a vedení kabelového rozvodu

4. • v prostorech oddělených od ostatních částí objektu (budovy) stavební konstrukcí učených (nebo v převážné míře) pouze pro kabelové rozvody např. v kabelových kanálech, šachtách, mostech, nebo v dutinách stavebních konstrukcí (případně v zakrytých drážkách); nebo

   • volně uvnitř stavebního objektu v prostorech určených k jinému účelu;

Kabelové rozvody jsou častým zdrojem požáru, ale i v případech, kdy vznikl požár z jiných příčin, mohou významně přispět k rozvoji kouře a toxických zplodin hoření.

Postup pro řešení požární bezpečnosti kabelového rozvodu
V následujících bodech je uveden přehled činností, které je vhodné provést při řešení požární bezpečnost kabelových rozvodů. Nejedná se o návod zajišťující postupným splněním vhodné požárně bezpečnostní řešení. Jednotlivé body je třeba chápat jako vodítko pro postupné iterativní kroky, při kterých lze za spolupráce a koordinace jednotlivých zpracovatelů dílčích řešení nalézt optimální variantu
z hlediska technického, ekonomického i požárně bezpečnostního.

1. Na základě konceptu řešení požární bezpečnost objektu (stavby) stanovit pro jednotlivé „návrhové požáry“ alternativy vzniku a šíření požáru i z toho vyplývající rizika pro bezpečnost osob (unikajících i zajišťujících protipožární zásah), stavebně technické řešení, ekonomické ztráty a ekologické důsledky.

2. Vypracovat přehled elektrických zařízení a jejich relativní důležitost pro požární bezpečnost stavby při jednotlivých „návrhových požárech“.

3. Stanovit činnosti, které musí při jednotlivých variantách „návrhového požáru“ vykonat jednotlivá „elektrická zařízení důležitá pro požární bezpečnost“ a z toho vyplývající rozsah těchto zařízení.

4. Umístit jednotlivá „elektrická zařízení důležitá pro požární bezpečnost“ v objektu a stanovit trasy „důležitých požárně bezpečnostních zařízení“ mezi zdroji elektrické energie a jednotlivými spotřebiči. Určit jejich hlavní trasy i trasy „polní kabeláže“ (tzn. kabelů, které opustily hlavní kabelovou trasu a vedou k jednotlivým spotřebičům).

5. Záložní (vzájemně se rezervující) kabelové rozvody mají být řešeny tak, aby jeden nezávislý požár nezpůsobil vyřazení z provozu více než jedné redundance Navržené řešení se posuzuje z pohledu činností, které mají být zajištěny a doby po jakou se dané činnosti mají zajišťovat.

6. Úroveň ochrany před vlivem požáru daného souboru kabelů má být stanovena podle nejdelší požadované doby činnosti zařízení, jehož kabel je součástí tohoto souboru. Je proto vhodné sdružovat kabely nejen podle hledisek vyplývajících z požadavků elektrotechnických předpisů, ale i podle požadované doby činnosti při požáru.

Předpokládaná doba činnosti „elektrických zařízení důležitých pro požární bezpečnost“
Požadovanou dobu činnosti „elektrických zařízení důležitých pro požární bezpečnost“ je možné rozdělit do několika kategorií (skupin), např.:

• zařízení s krátkodobou činností
  zajišťují činností prováděné bezprostředně po vzniku požáru, které není nutné v průběhu požáru opakovat nebo kontrolovat (monitorovat), jedná se např. o zjištění a ohlášení místa požáru, jednorázové uzavření / otevření požárně bezpečnostního zařízení; činnosti budou provedeny bezprostředně po zjištění požáru např. do 3 - 5 minut po jeho zjištění;

• zařízení se střednědobou činností
  zajišťují činností prováděné v prvém období požáru, které zpravidla souvisejí s evakuací osob z požárního úseku, ve kterém vznikl požár, případně se zajišťuje provoz chráněných únikových cest typu A, resp. v menších objektech; činnosti budou provedeny v intervalu např. 5 až 15, popř. do 30 minut od zjištění požáru;

• zařízení s dlouhodobou činností
  zajišťují činnosti např. s provedením účinného protipožárního zásahu, zabezpečením únikových cest ze shromažďovacích prostorů, rozsáhlejších objektů, objektů kde se provádí evakuace osob s omezenou schopností pohybu, případně neschopných samostatného pohybu; vnitřních zásahových cest apod. Činnosti mohou probíhat po delší dobu než 30 minut, např. 60 minut i více.

Technické prostředky pro zajištění „důležitých požárně bezpečnostních kabelových zařízení“
Pokud je to možné, mají být hlavní kabelové rozvody „důležitých požárně bezpečnostních zařízení“ vedeny v samostatných požárních úsecích (kabelových kanálech, kabelových šachtách), které mají požárně dělící konstrukce o dostatečné požární odolnosti (např. 60 nebo 90 minut) vytvořeným tradiční stavební konstrukcí nebo konstrukcí montovanou. Rovněž je vhodné využít prostory bez požárního rizika.
V případech, kdy není možné oddělit „důležitá požárně bezpečnostní kabelová zařízení“ požárně dělící konstrukcí, mají být tyto kabelové rozvody zabezpečeny tak, aby splnily svou funkci i při požáru. Nepostačuje, aby pouze vlastní kabel odolával působení vyšších teplot, ale odolat požáru musí po požadovanou dobu i konstrukce, na které je kabel uložen a současně i stavební konstrukce do které je kabelová konstrukce kotvena.
Jedním ze způsobů jak tyto požadavky prokázat jsou tzv. „integrovaná kabelová zařízení“ vyhovující zkušebnímu předpisu „ZP 27/2006. Podle tohoto předpisu se zkouší pod napětím kabelové rozvody včetně nosných kabelových konstrukcí. Oblast použití je omezena na kabely s jmenovitým napětím do 1 kV. Funkčnost kabelových zařízení je splněna v případě, kdy při zkoušce nevznikne v kabelových zařízeních žádné krátké spojení a žádné přerušení toku proudu ve zkoušených elektrických kabelových prvcích. Třída funkčnosti kabelového zařízení je doba v minutách, po kterou si kabelové zařízení zachovává svou funkčnost. Označení třídy je P (pro zkoušku probíhající podle normové teplotní křivky - např. P30), respektive Pr (pro zkoušku konstantní teplotou - např. P600 30 - konstantní teplota 600OC po dobu 30 minut).
V případech, kdy může být ohroženo větší množství osob (např. ve shromažďovacích prostorech) nebo kdy je pravděpodobné, že evakuace může probíhat po delší dobu (např. osob s omezenou schopností pohybu, případně osob neschopných samostatného pohybu), případně, kde se vyskytuje nákladná elektronika je vhodné, aby navrhované kabely měly alespoň omezenou tvorbu dýmu a korozívních zplodin hoření tzn., aby odpovídaly souborům norem ČSN EN 50267 a ČSN EN 50268.

Závěrečná poznámka

1. Při změnách norem požární bezpečnosti by bylo vhodné zabývat se i některými nedořešenými otázkami souvisejícími s kabelovými rozvody

2. • Věcnou úpravou a doplněním ustanovení, která se týkají kabelových rozvodů zajišťujících požární bezpečnost staveb v 12.9.2 ČSN 73 0802:2000 a 13.10.2 ČSN 73 0804:2002.

   • Hodnocením mezních délek únikových cest v průlezných kabelových kanálech a v kabelových prostorech, kde průchozí výška se snižuje na průleznou.

   • Kabelovými rozvody při změnách staveb, kde by měly být stanoveny požadavky a kriteria (úlevy a omezení) pro dodatečně instalovaní kabely, které slouží/neslouží pro požární bezpečnost stavby u stávajících/nových prostorů
     kabelových-rozvodů.

3. V připravované vyhlášce ministerstva vnitra o technických podmínkách požární ochrany staveb mají být obsaženy i požadavky na kabely z hlediska požární bezpečnosti.

4. Rozhodnutím komise ES z 27. října 2006, kterým se mění a doplňuje rozhodnutí 2000/147/ES, kterým se vykonává směrnice Rady 89/106/EHS, která se týká klasifikace reakce na oheň stavebných výrobků. Podle tohoto dokumentu by měla být zjišťována reakce na oheň i pro kabelové pláště a izolace. Tím by došlo i ke změnám ve zkušebních metodikách platných pro kabely.