Spomaľovače horenia a ochrana nosných drevených konštrukcií a trámov

Ako horí drevo?

Pri horení sa na dreve vytvára ochranná vonkajšia vrstva, ktorá má schopnosť chrániť podklad. Táto zuhoľnatená vrstva obmedzuje prístup kyslíka a vďaka svojej extrémne nízkej vodivosti zabraňuje zvyšovaniu teploty vnútorných vrstiev, čím spomaľuje proces horenia jadra drevených prvkov (v priemere 1 mm/min.). Vďaka tejto vlastnosti dokáže konštrukčný prvok z dreva odolávať ohňu dlhý čas, spravidla oveľa dlhšie ako oceľ alebo dokonca betón rovnakých rozmerov.

Ako fungujú moderné spomaľovače horenia?

Spomaľovače horenia môžu významne prispieť k zníženiu rizika vzniku a šírenia požiaru a k obmedzeniu jeho šírenia na iné prvky. Moderné protipožiarne systémy môžu značne zmierniť parametre požiaru týmito spôsobmi:

• znižujú náchylnosť na požiar,
• odďaľujú čas vznietenia,
• spomaľujú šírenie ohňa a horenie materiálu,
• znižujú objem a rýchlosť uvoľňovania tepla počas požiaru.

Inými slovami, tieto systémy prispievajú k zabráneniu rozvoja požiarov a predlžujú čas dostupný na evakuáciu.

Spomaľovače horenia určené pre drevo a drevnú hmotu

Podľa spôsobu použitia sa protipožiarne látky a systémy rozdeľujú do dvoch kategórií:

• impregnačné látky, ktoré prenikajú do dreva, zvyčajne vo forme vodných roztokov alebo v kombinácii s inými rozpúšťadlami (napr. kvapalný NH₃),
• povrchovo aktívne nátery, ktoré na povrchu dreva vytvárajú ochrannú vrstvu vo forme lakov, náterov (často expandujúcich), filmov, vlákien alebo tenkých protipožiarnych bariér.

Ak sa prostriedky na penetráciu dreva nanášajú natieraním alebo striekaním, majú zvyčajne nižšiu účinnosť než náterové spomaľovače horenia.

Niektoré z ochranných materiálov môžu zvýšiť triedu reakcie dreva na oheň na triedu B - s1, d0, ktorá je najvyššou triedou pre drevo podľa Euroclass.

Čo znamená požiarna odolnosť dreva?

V zásade to, že ak môže dôjsť k zrúteniu nosného prvku, mal by byť účinne chránený pred požiarom, a to bez ohľadu na použitý systém detekcie a hasenia požiaru. Drevo je špecifickým prípadom, pretože vždy je potrebné znížiť reakciu na oheň, oddialiť začiatok horenia, zvýšiť odolnosť voči požiaru a zvýšiť únosnosť počas vystavenia požiaru.

Presnejšie povedané, trieda požiarnej odolnosti vyjadruje čas, v rámci ktorého si konštrukčný alebo deliaci prvok zachováva svoje vlastnosti (izolácia, celistvosť a únosnosť, v závislosti od funkcie prvku). Nosné prvky z dreva, ako sú nosníky a stĺpy, musia odolávať požiaru potrebný čas, pokým nedosiahnu hraničné stavy, pri ktorých už nespĺňajú funkciu podľa návrhu. Tento čas sa vyjadruje v minútach ako R15, R30, R60 atď., kde R znamená zachovanie únosnosti počas stanoveného času uvádzaného v minútach.

Ako predĺžiť únosnosť dreva?

V prípade dreveného konštrukčného prvku je hlavným dôvodom straty nosnosti pri požiari zmenšenie jeho prierezu v dôsledku horenia dreva. Na trhu je niekoľko systémov, ktoré poskytujú určitú izoláciu a/alebo odďaľujú začiatok uhoľnatenia:

• obklad drevenej konštrukcie (napr. protipožiarne dosky),
• nereaktívna izolácia (napr. minerálna vlna),
• striekaná omietka alebo malta (nanášanie na povrch),
• protipožiarny náter na drevo (tepelnoizolačný náter a/alebo intumescentný náter).

Tieto ochranné riešenia nemenia chemické vlastnosti dreveného nosného prvku, ale poskytujú len akýsi ochranný obal, ktorý môže znížiť prestup tepla do chráneného prvku. Tým bráni tepelnej degradácii prvku a zároveň odďaľuje vznietenie a spomaľuje proces horenia.

Rôzne mechanizmy požiarnej odolnosti a ich vplyv na drevo

Mechanizmy požiarnej odolnosti možno klasifikovať podľa ich vplyvu na drevo, ako je to v nasledujúcich príkladoch:

• spomalenie nárastu teploty dreva,
• vytvorenie plynných ochranných náterov,
• vytvorenie nehorľavého uhlíkového povlaku alebo silikátovej vrstvy,
• odrážanie tepelného žiarenia (tienenie),
• vytvorenie fyzickej bariéry brániacej prístupu kyslíka k vrstve dreva.

Obklad drevenej konštrukcie protipožiarnymi doskami

Veľmi obľúbenou a účinnou metódou protipožiarnej ochrany s prijateľnými estetickými vlastnosťami je obklad zo špeciálnych protipožiarnych dosiek. Patria sem dosky z kremičitanu vápenatého, sadrové, cemento-vápenaté alebo cementové dosky vystužené sklenými vláknami a rôznymi plnivami. Takéto obklady možno vyrobiť aj z dosiek z minerálnej vlny.

Montáž obkladu takýchto konštrukcií je však pomerne časovo náročná. Pri montáži obkladov sa zvyčajne vyžadujú špeciálne podporné konštrukcie, mechanické spojovacie prvky (kolíky, skrutky alebo svorky) a špeciálne malty a plnivá odolné voči teplote (na utesnenie spojov dosiek).

Nanášanie striekanej omietky alebo malty

Striekané omietky alebo malty sa nanášajú na konštrukcie, v prípade ktorých nie je podstatná estetická stránka povrchovej úpravy.

Striekaná omietka a malta sa môžu nanášať dvoma metódami. Prvá, takzvaná „suchá metóda“, spočíva v kombinácii a zmiešaní hotovej suchej hmoty s vodou alebo tekutou spojivovou prísadou v dýze striekacej pištole. Pri použití tejto metódy nedochádza k stratám striekaného materiálu. Pri druhej, takzvanej „mokrej metóde“, spočívajúcej v zmiešaní suchej látky s vodou, sa zmes nanáša pomocou striekacieho zariadenia s čerpadlom. Hrúbka nástreku sa môže pohybovať v rozsahu od 10 do 100 mm, pričom sa nanáša v niekoľkých vrstvách. Medzi hlavné nevýhody tejto technológie patria:

• drsná povrchová textúra,
• možné znečistenie okolitých prvkov počas nanášania,
• nedostatočná odolnosť voči poveternostným podmienkam.

Intumescentné (reaktívne) nátery

Ohňovzdorné alebo protipožiarne nátery sú nátery, laky alebo impregnačné prostriedky, ktoré môžu znížiť požiarnu reakciu a zvýšiť požiarnu odolnosť. Považujú sa za veľmi účinnú metódu protipožiarnej ochrany drevených konštrukcií.

V minulosti sa horľavosť dreva znižovala ponorením drevených prvkov do morskej vody (impregnácia chloridom sodným) a následným natieraním špeciálnymi nátermi s prísadami vápna alebo kriedy, ktoré majú schopnosť zabrániť vznieteniu. V súčasnosti sa ako protipožiarne nátery na drevo najčastejšie používajú modernejšie systémy, ako napríklad tepelnoizolačné nátery a predovšetkým intumescentné nátery (známe aj ako reaktívne či napeňujúce nátery). Sú to špeciálne nátery, ktoré pri teplotách okolo 200 °C expandujú a vytvárajú viacbunkovú izolačnú vrstvu schopnú chrániť drevo pod nimi.

Intumescentné nátery po vystavení ohňu postupne, počnúc vonkajšími vrstvami, uhoľnatejú. Vďaka modernej technológii dokáže expandujúca vrstva zväčšiť objem až na 50-násobok svojej pôvodnej hrúbky, čím sa výrazne zvyšuje účinnosť tohto riešenia.

Hlavnými výhodami tohto typu izolácie sú jednoduché nanášanie, minimálna hrúbka vrstvy a estetický vzhľad.

Aké sú najnovšie riešenia požiarnej ochrany dreva od spoločnosti Promat?

Promat ponúka vysokokvalitné produkty, ktoré sú určené pre systémy pasívnej požiarnej ochrany. Každý produkt má jedinečné špecifikácie poskytujúce vhodné riešenia pre rôzne projekty.

Promat je vlastníkom najnovšej technológie pre intumescentné protipožiarne nátery na drevo. Reaktívny protipožiarny náter na drevo PROMADUR^® vďaka svojej odolnosti voči požiaru a vysokej priehľadnosti prekonáva všetky podobné produkty.

Požiarna odolnosť drevených prvkov závisí od ich hrúbky, tvaru, materiálu (druhu dreva, t. j. drevo z ihličnatých alebo listnatých stromov, pevné, lepené, rezané alebo štiepané), hustoty dreva, prístupu kyslíka a množstva a kvality použitých protipožiarnych náterov. V závislosti od týchto faktorov zvyšuje PROMADUR^® triedu požiarnej odolnosti drevených prvkov na 120 minút (R120) alebo viac.

PROMADUR^® sa používa aj na zníženie stupňa horľavosti drevených povrchov na najnižšiu možnú triedu (B, s1 d0 podľa normy EN-13501), čo znamená, že poskytuje najvyššiu možnú triedu požiarnej ochrany definovanú pre reaktívne nátery.

Na zlepšenie mechanických vlastností náteru PROMADUR^® (napr. odolnosť proti oderu) a na zvýšenie odolnosti voči vlhkosti bez toho, aby sa znížila trieda požiarnej odolnosti chránených drevených prvkov, sa môže použiť jednozložkový krycí náter PROMADUR^® Topcoat.

Hlavnými výhodami náteru PROMADUR^® sú:

• vysoká úroveň požiarnej ochrany – trieda odolnosti až do R120 alebo viac, v závislosti od rozmerov dreveného prvku,
• reaktívny protipožiarny náter najnovšej generácie (tepelne aktivovaný expanzný náter), ktorý znižuje horľavosť drevených prvkov,
• zvýšená požiarna odolnosť drevených nosných prvkov (stĺpy, nosníky, stropy a steny) dokonca už pri jednej vrstve náteru PROMADUR^®,
• vysoká priehľadnosť (viditeľnosť štruktúry dreva po nanesení).

PROMADUR^® možno nanášať na povrch drevených prvkov štetcom alebo valčekom (s krátkym vlasom) alebo pomocou bezvzduchového striekacieho systému v prípade veľmi veľkých plôch. Vďaka nízkemu obsahu prchavých organických zlúčenín a formaldehydu je PROMADUR® šetrný k životnému prostrediu.

Pre jednoduchosť a ľahkosť nanášania a priehľadnosť je PROMADUR^® štandardom v systémoch pasívnej požiarnej ochrany.

Konštrukčné prvky z masívneho dreva, drevotriesky a preglejky (minimálna hrúbka 12 mm) chránené náterom PROMADUR^® v množstve len 300 g/m² spĺňajú triedu reakcie na oheň B-s1, d0.

Vrchný náter PROMADUR^® Topcoat (cca 80 – 100 g/m²) zvyšuje mechanickú odolnosť a odolnosť voči vlhkosti (vrátane odolnosti voči oderu).