Ako chrániť nosné konštrukcie? Úvod do požiarnej ochrany konštrukcií budov

V prípade vypuknutia požiaru je mimoriadne dôležité, aby mali osoby prítomné v budove dostatočný čas na evakuáciu na bezpečné miesto a aby bol umožnený prístup hasičských zložiek k haseniu požiaru. Preto musíme zabrániť tomu, aby sa budova alebo jej časť počas požiaru zrútila.

Pokiaľ dokážeme zabrániť (čiastočnému) zrúteniu budovy, dokážeme znížiť škody na budove a majetku, ktorý sa v nej nachádza. Vo väčšine prípadov majú veci nachádzajúce sa v budove špeciálnu a nenahraditeľnú hodnotu. Vezmite si napríklad také predmety historického alebo emocionálneho významu, ktoré nájdete v múzeu alebo knižnici. Alebo zdravotnícke prístroje na záchranu života, ktoré sa používajú v nemocniciach. V takýchto prípadoch sú škody výrazne za hranicou finančných strát.

Promat ponúka celý rad produktov, ako sú protipožiarne dosky, striekané omietky a intumescentné nátery, ktoré poskytujú flexibilné riešenia vyhovujúce rôznym požiadavkám inštalácie a požiarnej ochrany všetkých bežných stavebných materiálov. Všetky produkty a systémy Promat boli skúšané v akreditovaných laboratóriách na celom svete podľa rôznych noriem, ako napríklad EN 13381 a EN 1365, BS 476: Časť 21, UL 263 a ASTM E119.

Požiarna ochrana oceľových konštrukcií

Ak pri požiari dôjde k zahriatiu ocele na teplotu v rozsahu medzi 350 °C a 750 °C, konštrukcia postupne stráca svoju únosnosť. V závislosti od pôsobenia zaťaženia a v prípade, že oceľ dosiahne teplotu medzi 500 a 600 °C, sa konštrukcia obvykle zrúti. V záujme zachovania stability oceľovej konštrukcie pri požiari je preto potrebné zabezpečiť jej ochranu. Promat ponúka širokú škálu produktov, ako sú dosky, striekané omietky a nátery, ktoré vyhovujú rôznym požiadavkám akéhokoľvek projektu.

Požadovaná hrúbka každého produktu závisí od nasledujúcich kritérií:

• požadovaná požiarna odolnosť (zvyčajne 60, 90 alebo 120 minút, niekedy až 180 alebo 240 minút, v súlade s vnútroštátnymi právnymi predpismi a prevažne v závislosti od účelu a výšky budovy, ako aj činností vykonávaných v jej vnútri);

• kritická teplota ocele (zvyčajne 500 až 600 °C, uvedená v národných predpisoch alebo definovaná projektantmi stavieb) – predstavuje maximálnu teplotu, pri ktorej má oceľ ešte dostatočnú pevnosť, aby nedošlo k zrúteniu alebo veľkým deformáciám konštrukcie;

• geometria a orientácia oceľovej konštrukcie – hrubšie oceľové prvky sa zahrievajú pomalšie, tenšie prvky sa zahrievajú rýchlejšie. Je vyjadrená ako „faktor prierezu“, ktorý má v prípade hrubých ťažkých profilov zvyčajne hodnotu 50 až 100 m^-1 a v prípade tenkých odľahčených profilov hodnotu 200 až 300 m^-1. Na faktor prierezu má tiež vplyv pôsobenie požiaru, napr. pôsobenie požiaru z troch strán v prípade nosníka, pôsobenie požiaru zo štyroch strán v prípade stĺpu.

Po skúšaní nezávislými inštitútmi vždy nasleduje hodnotenie, ktorého výstupom sú tabuľky uvádzajúce požadovanú hrúbku pre daný produkt v závislosti od požiarnej odolnosti, kritickej teploty ocele, typu prvku, orientácie a typu prierezu.

Požiarna ochrana betónových konštrukcií

Ak pri požiari dôjde k zahriatiu betónu, v určitom momente sa zahreje aj oceľová výstuž. Krycia betónová vrstva odďaľuje ohrev oceľovej výstuže, pretože prestup tepla betónom je pomerne pomalý. Samotný betón navyše pri teplotách v rozmedzí približne od 200 do 800 °C stráca svoju únosnosť z dôvodu vnútorných mikrotrhlín a chemickej premeny (dehydratácie) cementovej fázy. Normy navrhovania zvyčajne túto postupnú stratu pevnosti zjednodušujú uvažovaním medznej teploty betónu 500 °C.

V prípade betónových konštrukcií v prostredí s nízkou mierou vlhkosti, ktoré sú vystavené štandardnej (celulózovej) požiarnej krivke, väčšina konštrukčných predpisov zanedbáva odlupovanie betónu. V prípade požiarnych kriviek s vyššou závažnosťou alebo pôsobením vlhkého prostredia by odlupovanie betónu mohlo viesť k strate krytia výstuže a následne ďalšiemu sprísneniu požiadaviek skôr z hľadiska teploty samotného betónového povrchu, než z hľadiska oceľovej výstuže umiestnenej vo vnútri betónu.

Požiarnu ochranu je potrebné zvážiť vtedy, ak nie je hrúbka krycej betónovej vrstvy postačujúca na udržanie dostatočne nízkej teploty oceľovej výstuže zabraňujúcej zrúteniu, a tiež vtedy, ak by mohlo dôjsť k odlupovaniu betónu, či v prípade celkového zhoršenia jeho stavu. Promat ponúka protipožiarne dosky, striekané omietky a intumescentné nátery, ktoré boli skúšané a posúdené v kontexte použitia na stĺpoch, nosníkoch, stenách a doskách. V prípade betónovej konštrukcie, u ktorej nedochádza k odlupovaniu, závisí požadovaná hrúbka produktu od množstva chýbajúcej krycej betónovej vrstvy na oceľovej výstuži.

Po skúšaní nezávislými inštitútmi vždy nasleduje hodnotenie, ktoré špecifikuje účinnosť produktu požiarnej ochrany z hľadiska „ekvivalentnej hrúbky“, priľnavosti a súdržnosti ochranného materiálu. Ekvivalentná hrúbka závisí od vystavenia prvku pôsobeniu požiaru (pôsobenie požiaru z jednej strany, napr. v prípade stien alebo dosiek, alebo pôsobenie požiaru z viacerých strán, napr. v prípade nosníkov alebo stĺpov) a od požadovanej požiarnej odolnosti.

Požiarna ochrana kompozitných dosiek

Ak v prípade kompozitných konštrukcií, ktoré obvykle pozostávajú z profilovanej oceľovej dosky s vrchnou betónovou vrstvou, dochádza k pôsobeniu požiaru zdola, oceľová doska stratí pevnosť a môže sa od betónu oddeliť. Tým sa výrazne zníži únosnosť kompozitnej dosky.

S cieľom zabrániť tejto situácii je potrebné zo spodnej strany dosky použiť prvok požiarnej ochrany s dostatočnou hrúbkou na zachovanie pevnosti a priľnavosti dosky k betónovej vrstve. Spravidla sa uvažuje s kritickou teplotou 350 °C.

Spoločnosť Promat ponúka protipožiarne dosky, striekané omietky a intumescentné nátery na ochranu kompozitných dosiek. Výber ochranného systému závisí od požadovanej požiarnej odolnosti, životnosti a podmienok prostredia.

Ochrana drevených konštrukcií

Ak pri požiari dôjde k zahriatiu dreva, materiál začne na povrchu horieť a vytvorí sa zuhoľnatená vrstva. S rozvíjajúcim sa požiarom sa hrúbka zuhoľnatenej vrstvy postupne zväčšuje. Zuhoľnatený materiál nemá žiadnu pevnosť a zóna pyrolýzy (medzi zuhoľnatenou vrstvou a ešte nespáleným drevom) má veľmi obmedzenú mechanickú odolnosť. Zostatkový prierez dreveného prvku sa postupne zmenšuje, až v určitom okamihu už nie je schopný niesť zaťaženie a dochádza k jeho zrúteniu.

Požiarnu odolnosť je možné zvýšiť použitím pasívnej požiarnej ochrany, ktorej účinnosť spočíva v tom, že:

• požiarna ochrana oddiali zahriatie dreva a tým aj začiatok procesu uhoľnatenia;

• ak už dochádza k uhoľnateniu prvku, požiarna ochrana spomalí rýchlosť uhoľnatenia

Spoločnosť Promat ponúka protipožiarne dosky, striekané omietky a intumescentné nátery, ktoré boli odskúšané a hodnotené nezávislými inštitútmi. V hodnotiacej správe sa uvádza, na aký čas dokáže systém požiarnej ochrany oddialiť začiatok uhoľnatenia, ako aj údaj o spomalenej rýchlosti uhoľnatenia pri dlhodobejšom pôsobení požiaru. Na základe týchto údajov dokáže projektant vypočítať efektívny zostatkový prierez dreveného prvku po určitej dobe pôsobenia ohňa a skontrolovať jeho únosnosť.