Rizika spojená s použitím plastických hmot v instalačních šachtách z požárního hlediska

Ing. Marek Pokorný

Klíčová slova

Průběžná a horizontálně členěná instalační šachta, požárně dělící konstrukce (PDK), požární úsek (PÚ), prostup, požární most, těsnění instalací

Abstrakt

Instalační šachty pro rozvody technického zařízení v budovách představují zejména z hlediska vertikálního šíření požáru značné riziko, a to zejména v případě šachet procházejících více požárními úseky bez patřičného technického zajištění. V příspěvku je rozebrána především problematika opláštění průběžných šachet s revizními otvory často bez požární odolnosti, častá náhrada původně nehořlavých instalačních rozvodů (litina, ocel) za rozvody z plastů a chybné či žádné protipožární dotěsnění těchto instalací. Příspěvek by měl upozornit na velice častý a neuspokojivý technický stav šachet ve stávajících, ale i nově realizovaných objektech.

Úvod

Instalační šachty, tj. vertikální prostory pro rozvody instalací, mohou být řešeny z hlediska reálného požárního zabezpečení ve dvou konstrukčních variantách. První variantou je průběžná instalační šachta – „komín“ (obr. 1), který vytváří po své výšce samostatný PÚ oddělený od navazujících prostor PDK a požárními uzávěry (dvířky) v rámci revizního přístupu k instalacím. Druhou variantou je horizontálně členěná instalační šachta (obr. 2), která spočívá v provedení požární přepážky v instalačním prostoru v úrovních stropů. V této variantě se instalační prostor stává součástí PÚ, kterým prochází na rozdíl od první varianty, kdy instalační prostor a sousední pros-tor (např.byt) jsou vzájemně požárně odděleny.

V problematice instalačních šachet hraje podstatnou roli těsnění prostupů instalací na hranici PÚ. V místě, kde instalace obecně prochází PDK (požárním stropem, stěnou apod.), dochází v každém případě k lokálnímu narušení této konstrukce. Z hlediska mezních stavů požární odolnosti konstrukce je narušena celistvost (mezní stav E) a izolační schopnost (mezní stav I). Kvalitní a hlavně funkční zajištění těchto „slabých“ míst je nezbytně nutné pro eliminaci rizika vzniku jevu, který můžeme nazvat „požární most“, zcela obdobně jako je tomu v tepelné technice u mostů tepelných nebo v akustice u mostů akustických.

Normové požadavky na těsnění instalací v požárně dělících konstrukcích

Dle normy [2] musí utěsněný prostup (ucpávka) vykazovat požární odolnost shodnou s požární odolností konstrukce, ve které se ucpávka nachází, a to včetně mezních stavů. V nosné požárně dělící konstrukci s mezními stavy REI (případně nenosné konstrukci EI) musí mít ucpávka taktéž parametry EI. Nachází-li se ucpávka v konstrukci typu REW (EW), tj. v konstrukci s nižšími požárními požadavky, postačí ucpávka s parametrem E. Co se týká vlastní doby, nepožaduje se však vyšší požární odolnost než 60 minut.

Požárně dělící konstrukce REI (EI) › těsnění na hranici PÚ musí vykazovat též parametr EI a hodnotí (požaduje) se v těchto případech:

a) potrubí kanalizace (třída reakce na oheň B až F – tj. potrubí z plastických hmot) světlého průřezu > 8.000mm² (světlý o>100mm),
b) potrubí s trvalou náplní vody či jiné nehořlavé látky (B až F) světlého průřezu > 15.000mm² (světlý o>138mm), c) potrubí pro rozvod stlačeného či nestlačeného vzduchu či jiných nehořlavých plynů včetně VZT rozvodů (B až F) světlého průřezu > 12.000mm² (světlý o>123mm),
d) kabelových či jiných elektrických rozvodůtvořených svazkem vodičů, pokud tyto rozvody prostupují jedním otvorem, mají izolace (povrchové úpravy) šířící požár a jejich hmotnost je vetší než 1kg.m^-1.

Požárně dělící konstrukce REW (EW) › těsnění na hranici PÚ musí vykazovat též alespoň parametr E a kritéria (odrážky a) až d)) jsou shodná jako v předchozím odstavci.

Dost často se při projektování a vlastní realizaci zapomíná na situaci vzájemně blízko umístěných prostupů (obr. 3). Norma [2] tuto problematiku ošetřuje v článku 6.2. a záludnost tkví ve faktu, že v tomto případě je nutné i instalace popsané v odrážkách a) a b), tj. instalace z plastických hmot, těsnit bez ohledu na světlou průřezovou plochu (tj. např. i vodovodní plastové potrubí DN20), pokud mezi prostupy je menší vzdálenost než deset průměrů potrubí.

Na obr. 3 je patrná velice častá sestava instalací a návaznost šachta – bytové jádro. Pokud budeme uvažovat průběžnou instalační šachtu, pak plášť vytváří PDK a musíme se zabývat otázkou řešení požárních mostů. Předpokládejme vodo-vodní potrubí studené a teplé užitkové vody DN 20, připojovací potrubí kanalizace z vany DN50 a připojení záchodu DN100. Kdybychom se řídili pouze dle odrážek a) a b), vešli bychom se do omezení průřezové plochy u všech instalací a žádný prostup by nebylo nutné systémově těsnit. Avšak prostupy umístěné v těsné blízkosti vedle sebe vytváří značné riziko požárního mostu a vzdálenost mezi prostupy v šachtě bude zcela jistě menší než 10 průměrů, tj. 10 x 100mm = 1000mm. V tomto případě to znamená skutečnost, že veškeré zmíněné prostupy, zvláště pak, jedná-li se o plastová potrubí, se musí požárně systémově zajistit.

Protipožární ucpávky

Jak z vlastního názvu vyplývá, cílem ucpávek je uzavřít (ucpat) otvory v PDK potřebných pro průchod kabelových a trubních instalací při požáru. Podle toho, jaký otvor a jaké prvky jsou těsněny, lze ucpávky v zásadě rozdělit do dvou základních skupin: 1) pevné › měkké (viz. další kapitoly), › tvrdé (protipožární malta, protipožární cihličky apod.),
2) rozebiratelné (protipožární manžety, zátky, elastické cihličky, sáčky).

Často se lze setkat s názorem, proč prostupující instalace složitě a nákladně těsnit, když by stačilo tyto prostupující prvky jednoduše a nepoměrně levně zazdít či zabetonovat? V dalších odrážkách jsou základní principy, které sebou přináší systémová protipožární řešení a jejichž nedodržení by dříve či později vedlo ke vzniku požárního mostu.

• Schopnost uzavření prostupu v případě kdy požárně dělící konstrukcí prochází jakákoliv instalace z hořlavých hmot a vzniklým požárem tak dojde k jejich vyhoření. Uzavřením prostupu se zamezí dalšímu šíření požáru (ohně, kouře, toxických zplodin) do sousedního PÚ.
• Možnost dilatačních pohybů prvků, které v ucpávce požárně dělící konstrukcí prostupují.
• Možnost výměny prvků(kabelů či instalací) během životnosti objektu díky tomu, že ucpávky jsou navrhovány tak, aby je bylo možné v případě potřeby jednoduchým způsobem rozebrat, případně do nich vyříznout otvor pro přidání nebo výměnu příslušného prvku a opět je uzavřít, aniž by bylo nutné bourat celou ucpávku.

Protipožární ucpávky a těsnění prostupu musí být aplikovány specializovanou firmou, tj. firmou proškolenou výrobcem systému, a prostup musí identifikovatelný, tj. označený identifikačním štítkem a zaevidován v dokumentaci skutečného provedení stavby zejména pro možnost následných kontrol.

Rozvody VZT jsou samostatnou, neméně důležitou kapitolou, která s požárními mosty úzce souvisí, ale není přímo předmětem tohoto článku. VZT rozvody musí být provedeny tak, aby se jimi nebo po nich nemohl šířit požár nebo jeho zplodin do jiných PÚ. Jedná se zejména instalaci požárních klapek v potrubí, které se v případě požáru samočinně uzavírají, popř. vytvoření potrubí s požární odolností.

Je zřejmé, že použije-li se obecně na veškeré prostupy betonová zálivka nebo obyčejná malta pro dotěsnění (zalití) prostupujících prvků, jakožto řešení velmi jednoduché, pohodlné a levné, problém se tím vůbec neřeší, protože jednoznačně zde nejsou splněny tak zásadní požadavky, které byly popsány v předchozích bodech. Jak je vidět z předchozích požadavků normy, problematické jsou především hořlavé instalační rozvody na bázi plastů. Na obr. 4 je patrný vznik požárního mostu v místě prostupu plastového potrubí (např. kanalizačního potrubí) požárně dělící konstrukcí (např. pláštěm instalační šachty nebo stropní konstrukcí). Z obrázků je zřejmé, že bude-li hořlavé potrubí dotěsněno vůči zdivu, byť např. protipožární maltou, nezabrání to v žádném případě vzniku požárního mostu. Již během několika minut dojde k roztavení potrubí a v konstrukci vznikne požárně otevřený otvor, kterým se dále může šířit jak oheň, tak kouř a toxické zplodiny hoření. V systémových řešeních těsnění instalací na bázi plastů se proto využívají různé hmoty využívající principu intumescence, tj. zvětšení svého objemu jsou-li vystaveny účinku tepelného namáhání (intumescentní tmely, stěrky, pěny, grafity apod.).

Těsněný prostup musí být řešen jako ucpávka, která v případě požáru a odhoření instalace zajistí uzavření (ucpání) otvoru. V případě plastového potrubí se od průřezu DN50 používají navlékací manžety se zpěňující výplní, která v případě změknutí trubky při požáru otvor zcela uzavře. U potrubí menších průměrů než dle bodů a) až d)[1], pokud se ovšem nejedná o „blízké prostupy“, či pokud jde o potrubí s třídou reakce na oheň A1 a A2 (kovové potrubí) postačí dotěsnění prostoru mezi požárně dělící konstrukcí a instalací hmotou se stupněm hořlavosti nejvýše C1 (např. maltou, protipožární PUR pěnou či tmelem). Zcela nepřípustné je na stavbách časté řešení vypěněním prostupu montážní (hořlavou) PUR pěnou. V této oblasti jsou často používané také tzv. „měkké ucpávky“ (obr. 5) , které budou detailněji popsány v další kapitole týkající se horizontálně členěných instalačních šachet.

Průběžná instalační šachta – „komín“ (jako samostatný požární úsek)

Jak již bylo řečeno v úvodu, tento typ šachty vytváří samostatný PÚ, plášť šachty požárně dělící konstrukci, revizní dvířka musí být řešena jako protipožární (požární uzávěr) a instalace musí být, jak opět bylo řečeno v minulých kapitolách, protipožárně dotěsněny (obr. 1).

Ve stávajících objektech, ale i v novostavbách se v šachtách často setkáváme s betonovými předěly v úrovni stropů bez dotěsněných prostupů a následně se považuje takováto šachta za „požárně vyřešenou“ s tím, že požár se nemůže dostat do vyšších podlaží. Prostupy instalací skrze plášť šachty se tudíž neřeší a revizní dvířka jsou často pouze ta nejobyčejnější bez požární odolnosti. To je ovšem hrubá chyba. V betonovém předělu v úrovni stropu v případě požáru, který se dostane do šachty či bytového jádra, vznikne díky často velice husté skladbě instalačních potrubí rozsáhlý požární most. Předěl může do jisté míry omezit komínový efekt vznikajícího požáru, může částečně bránit šíření kouře a toxických zplodin, částečně v šachtě vytváří předěl i akustickou bariéru mezi byty. Není-li však předěl protipožárně zajištěn, nemá smysl jakkoliv ho spojovat s požárním zabezpečením šachty.

V průběžných chybně řešených šachtách může požár jednoho bytu zapříčinit požár často v bytě o několik podlaží výše nebo se požár může dostat i na střešní konstrukci. Při zásahu hasičské jednotky se často pak ani neví, kde je ohnisko požáru. Hasiči jsou například přivolání do bytu, kde se z šachty valí dým, šachta je následně prolévána vodou, avšak příčina požáru může být úplně v jiném bytě. V tuto chvíli se hasí následek, nikoliv příčina požáru.

Instalační šachty v bytové výstavbě spadají nejčastěji do stupně požární bezpečnosti (SPB) II či III (dle sousedních PÚ). Dle normy [1] pro šachty do výšky 45m pak vychází požadavek na požární odolnost 30min. pro plášť a 15min. pro požární uzávěr (revizní dvířka). Vyzdívané pláště z keramiky či pórobetonu nebo pláště montované (většinou nosná kostra z tenkostěnných plechů a deskové opláštění), ani dvířka nemají s požární odolností problém a požadavek je poměrně snadno a levně dostupný. Zásadní problém jsou prostupy instalací, které jsou pro stavbu „práce a náklady navíc“ a často se hledá cesta, jak problém neřešit. Místa prostupů jsou pro pracovníky provádějící těsnění často velice špatně dostupná a někdy i nedostupná. Šachty sebou nesou další problém. Ucpávky jakožto vyhrazené požárně bezpečnostní zařízení podléhá pravidelné jednoroční kontrole a přihlédneme-li k faktu, že šachty jsou přístupné většinou z prostor soukromého vlastnictví (bytů apod.), bývá tato pravidelná kontrola takřka jen přáním vyhlášky [3]. Pokud se tato problematiky neošetří ve fázi realizace, pak už jen velice obtížně. Problém bývá i kontrola utěsněných prostupů během kolaudace právě kvůli nedostupnosti. Prostupy jsou zakryty obklady, podhledy, zařizovacími předměty apod. V takových to případech je vhodné pořizovat velice kvalitní dokumentaci (nejlépe včetně fotodokumentace) skutečného provedení – „pasportizace“, která bude předložena ke kontrole. V případě zvláště složitých situací je doporučená i součinnost „hasiče“, který bude provádět kontrolu při kolaudaci a který stavbu navštíví během realizace požárního zabezpečení.

Jak již bylo řečeno, systémově těsněné prostupy obecně by měly být označeny štítkem, což je opět v případě šachet problém. Těžko by se vysvětlovala novému vlastníku bytu barevná nálepka na mozaikovém obkladu. V tomto případě je opět nutné klást velký důraz na kvalitní specifikaci všech těsněných prostupů v pasportizaci systému s odkazy na konkrétní skupinu prostupů. Stejně tak by se těžko vysvětlovala např. viditelná manžeta na PVC odpadním potrubí ze záchodové mísy. Manžety se na potrubí osazují v případě stěn oboustranně. Na trhu jsou však nabízeny i manžety s větší hloubkou, které jsou určeny pro zabudování do zděné šachtové stěny [4]. Manžeta plní tak svou funkci, není z interiéru viditelná a osazuje se na potrubí pouze jeden kus.

Horizontálně členěná instalační šachta (šachta je součástí přilehlého PÚ)

Druhý typ možného řešení instalačních šachet je horizontálně členěná šachta. Šachta je členěna v úrovni požárních stropů , jak již bylo zmíněno v průběžných šachtách, ale tentokráte již správně (obr. 2). Pokud je vytvořen betonový předěl v šachtě, musí být potrubí těsněno stejně jako by se jednalo např. o železobetonovou požární stěnu či strop.

V tomto případě se prostor s instalacemi stává součástí PÚ (bytu) a odpadají tak požární požadavky na svislý plášť šachty a prostupy instalací v tomto plášti a též na revizní dvířka. Tato varianta má však nevýhodu spočívající ve skutečnosti, že veškeré instalace z velké části na bázi plastických hmot nejsou požárně odděleny od bytu a v případě vzniku požáru mohou instalace vytvářet palivo s nebezpečnými produkty hoření (kouř, toxické zplodiny), které díky předělu v úrovni stropu nemohou odcházet komínovým efektem do nejvyšších partií šachty, kde by jinak mohlo být provedeno odvětrání mimo objekt.

Společnost INTUMEX má ve svém sortimentu velice zajímavé požárně odzkoušené systémové řešení vhodné do těchto typů šachet. Jedná se o „sdružený prostup“ (obr. 6), který využívá konstrukce tzv. „měkké ucpávky“ a touto ucpávkou mohou prostupovat všechna potrubí běžně se v šachtách vyskytující (kovová, plastová). Měkké ucpávky se skládají z desek minerální vlny, které mohou být do prostupu vloženy v jedné nebo více vrstvách dle požadované požární odolnosti. Nedílnou a podstatnou systémovou součástí je intumescentní (zpěňující) nebo ablativní (žáru-vzdorný) povrchový nátěr nanesený jednak celoplošně na povrch desek s určitým přesahem na navazující (okolní) konstrukci a jednak na prostupující instalaci (ochranný „nos“) do určité vzdálenosti instalace na obě strany od ucpávky. V šachtách standardních profilů není nutné pro ucpávku vytvářet podpůrnou konstrukci, u šachet velkých průřezů je podpůrnou konstrukci samozřejmě vhodné konzultovat s výrobcem. Desky se dle skladby instalací v šachtě nařežou přesně na míru, vyskládají na konkrétní místo a povrchově nanesený intumescentní nátěr desky vzájemně sváže a zvýší tuhost celé ucpávky. V případě prostupu PVC instalací průměru nad DN50 je i v konstrukci měkké ucpávky nutné použít protipožární manžetu uzavírající vyhořelý otvor, který by ucpávka sama o sobě nebyla schopna zajistit. Manžeta se v případě umístění do vodorovné měkké ucpávky osazuje pouze ze spodní strany (obr. 6), tj. ze strany největšího tepelného namáhání, na rozdíl od svislých měkkých ucpávek, kde se manžety osazují oboustranně. PVC instalace do DN 50 je schopná ucpávka uzavřít díky kombinaci s intumescentním tmelem (aplikovaným kolem prostupující instalace do měkké ucpávky), který má možnost se v průběhu napěnění opřít o tuhé strany desek z minerální vlny.

ZÁVĚR

Instalační šachty sebou přináší skryté riziko v podobě chybně řešených detailů či celé koncepce šachty, které jsou v průběhu užívání objektu často nedostupné. Plastové Instalace jako mnoho jiných konstrukčních prvků na bázi plastických hmot ve stavebních objektech nacházejí stále větší uplatnění, což je dáno zejména jejich výhodnými fyzikálními, chemickými a mechanickými vlastnostmi, ale též jejich nižšími pořizovacími náklady. Použití těchto prvků však sebou přináší i některé zásadně negativní jevy. Zejména z požárního hlediska jsou velice nebezpečnými faktory vysoká hořlavost, odkapávání či odpadávání hořících částí, vývoj kouře a toxických zplodin (zejména chlorovodík). Zplodiny hoření mohou velice rychle ohrozit na životě mnoho osob a zvířat nacházejících se v prostorách navazujících na nedostatečně zajištěné šachty a vnitřní mikroklima, často i dosti vzdálené od ohniska požáru, se během krátké chvíle může stát neslučitelné se životem. Řada problémů vzniká následně i při rekonstrukcích stávajících objektů a výměně původního potrubí v šachtách, kdy dochází k poškození ucpávek a těsnění prakticky ve všech případech, poškozená místa však zůstanou neopravena, případně jsou dotěsňována polystyrenem či dokonce papírem nebo montážní PUR pěnou.

LITERATURA
[1]    ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb – Nevýrobní objekty. Praha, Český normalizační institut, 2005, 114 s.
[2]    ČSN 73 0810 Požární bezpečnost staveb – Společná ustanovení. Praha, Český normalizační institut, 2005, 38 s.
[3]    Vyhláška MV č. 246/2001 Sb.
[4]    Technické podklady společnosti INTUMEX s.r.o.,
[5]    Technické podklady společnosti PROMAT s.r.o.,