Legislativa

Velkorozměrová požární zkouška zateplení stěn dle ISO 13785-2 a její návaznost na aktuální požadavky ČSN 73 0810

Revidovaná ČSN 73 0810, která zpřesňuje a doplňuje další kmenové a navazující požární normy řady 73 08.., platí již od dubna 2009, respektive její změna Z1 od května 2012. Zejména v oblasti vnějších tepelněizolačních kompozitních systémů (ETICS – External Thermal Insulation Composite Systems) došlo oproti předchozímu stavu k řadě změn a zpřesnění. Z hlediska zvýšené ochrany těchto systémů proti šíření požáru zavádí pro objekty s požární výškou nad 12 m několik způsobů řešení. Bez ověření požární zkouškou je možno používat nad okny a jinými otvory u systémů s pěnovým polystyrenem pás minerální izolace výšky 500 mm, další možností je navrhnout jiné řešení, které bylo z hlediska šíření požáru ověřeno zkouškou dle ISO 13785-1 nebo 13785-2.

Požární dělení pruhem nehořlavé minerální tepelné izolace výšky 500 mm
V ČR se v současnosti jedná o nejrozšířenější řešení. Pruh musí být dle současné ČSN 730810 umístěn maximálně 150 mm nad nadpraží otvoru a to přináší řadu komplikací, protože pokud se zateplení založí v oblasti soklu deskami EPS se šířkou 500 mm, většinou tyto řady nenavazují na požadovaný pás MW a desky se pak musí složitě dořezávat. V německém předpisu je výška této bariéry stanovena na 200 mm a je ji možno umísťovat maximálně 500 mm nad okenní nadpraží, a tak není problém tuto výšku nad otvory přizpůsobit navazujícím řadám EPS.

Požární dělení zateplení řešením ověřeným zkouškou dle ISO 13785-1
Způsoby zajištění zateplení proti šíření požáru ověřené zkouškou dle ISO 13785-1 byly prezentovány například v Materiálech pro stavbu 6/2014, a proto nejsou předmětem tohoto příspěvku. Jednalo se především o řešení požární bariérou šíře 200 mm a jiné detaily okolo okenních otvorů, které spolehlivě zamezily šíření požáru. Uvedené zkoušky byly ve formě požárních klasifikací zařazeny do většiny významných zateplovacích systémů a jsou na řadě staveb používány. V případě zájmu je možno tyto odzkoušené detaily nalézt na [1]. 

Požární zkouška dle ISO 13785-2
Současná ČSN 730810, Změna Z1 uvádí v článku 3.1.3.2 také možnost ověření detailu zajištění zateplení proti šíření požáru velkorozměrovou zkouškou dle ISO 13785-2. Předchozí ISO 13785-1 se zkouší nejčastěji s výkonem hořáku 100 kW a délkou zkoušky 30 minut, ISO 13785-2 je ale zkouška zcela jiného rozsahu. Pokud podělíme energetický obsah paliva ve zkušební komoře předpokládaným časem vyhoření, dojdeme k přibližnému výkonu 3 MW, což je třicetinásobek předchozí zkoušky. Zároveň se jedná o zkoušku mimořádně finančně náročnou, protože zkušební vzorek má výšku cca 6 m a šířku cca 3 m. 

Obr. 1–3: Schémata požární bariéry u zateplení dle předpisů v Německu (a, b) a ČR (c)Obr. 1–3: Schémata požární bariéry u zateplení dle předpisů v Německu (a, b) a ČR (c)

Obr. 1–3: Schémata požární bariéry u zateplení dle předpisů v Německu (a, b) a ČR (c)

V zahraničí se vyskytuje několik metodik zkoušek ve velkém měřítku, požívají se zpravidla k experimentálním záležitostem a vzhledem k velké finanční náročnosti zatím žádná nebyla zařazena jako standardní součást zkoušení zateplovacích systémů ETICS. V ČR byla do roku 2014 provedena prozatím jediná zkouška tohoto rozsahu s kombinovaným izolantem EPS + MW.

Na základě výše uvedeného bylo na Sdružení EPS ČR v roce 2014 rozhodnuto o přípravě a realizaci zkoušky dle ISO 13785-2, tentokrát na běžném zateplovacím systému s EPS, aby bylo možno porovnat vliv tepelné izolace zejména na teplotní pole na úrovni okna navazujícího podlaží a zároveň byla ověřena samonosná funkce omítkového souvrství v extrémním požáru a výkonem okolo 3 MW. Dalším cílem bylo posoudit smysluplnost takové zkoušky pro standardní hodnocení ETICS.

Obr. 4, 5: Příklad úspěšné zkoušky požární bariéry výšky 200 mm dle ISO 13785-1Obr. 4, 5: Příklad úspěšné zkoušky požární bariéry výšky 200 mm dle ISO 13785-1

Obr. 6: Schéma požární zkoušky dle ISO 13785-1 Sdružení EPS ČR s polystyrenovým izolantem tloušťky 200 mm a požární bariérou z minerální izolace šíře 200 mm, připravované a odzkoušené v roce 2014

Kalibrační zkouška bez zateplení versus zkouška se zateplením
Velkou výhodou pro hodnocení vlivu zateplení s pěnovým polystyrenem na teploty, vývin kouře apod. je možnost porovnání reálné zkoušky se zateplovacím systémem s kalibrační zkouškou bez zateplení. Obě zkoušky jsou provedeny se shodným výkonem a na shodném zařízení, a tak je možno poměrně přesně „odečíst“ vliv zateplovacího systému na vlastní požár (obr. 7–10).

Obr. 7, 8: Porovnání teplotních polí kalibrační zkoušky bez zateplení se zkouškou se zateplením bylo uvedeno také ve zkušebním protokolu. Na obrázku je dobře vidět například rozsah vývoje kouře u zateplené a nezateplené stěny.Obr. 7, 8: Porovnání teplotních polí kalibrační zkoušky bez zateplení se zkouškou se zateplením bylo uvedeno také ve zkušebním protokolu. Na obrázku je dobře vidět například rozsah vývoje kouře u zateplené a nezateplené stěny.

Obr. 9, 10: Výška plamene při testu s výkonem 3 MW dosahuje přímo do úrovně oken následujícího podlaží. V případě použití běžných dřevěných nebo plastových oken velmi pravděpodobně při tomto výkonu požáru dojde k jejich poškození a rozšíření požáru „z okna do okna“.Obr. 9, 10: Výška plamene při testu s výkonem 3 MW dosahuje přímo do úrovně oken následujícího podlaží. V případě použití běžných dřevěných nebo plastových oken velmi pravděpodobně při tomto výkonu požáru dojde k jejich poškození a rozšíření požáru „z okna do okna“.

Obr. 10 ukazuje stav vzorku po ukončení zkoušky. Omítkové souvrství neodpadlo, ani se neroztrhlo, uvnitř vzorku je souvislá dutina.

Pravděpodobným důvodem je 98% obsah vzduchu u EPS izolantu, tj. požární přidané zatížení není ani u tloušťky izolace 200 mm vysoké, konkrétně při objemové hmotnosti izolantu 14 kg/m³ a výhřevnosti 39 MJ/kg můžeme spočítat 0,2 x 14 x 39 = 109 MJ/m². 

Obr. 11, 12: Porovnáním teplot zkoušky se zateplením a kalibrační zkoušky bez zateplení můžeme odečíst účinek vlastního zateplení. Rozdíl teplot je překvapivě poměrně malý, necelých 100 °C na 900 °C.

Obr. 11, 12: Porovnáním teplot zkoušky se zateplením a kalibrační zkoušky bez zateplení můžeme odečíst účinek vlastního zateplení. Rozdíl teplot je překvapivě poměrně malý, necelých 100 °C na 900 °C.

Závěr
Provedená požární zkouška zateplovacího systému ETICS dle ISO 13785-2 s výkonem zdroje okolo 3 MW v porovnání se shodnou zkouškou bez zateplení ukázala poměrně malý vliv zateplení na teplotní pole, vývin kouře a vlastní výšku plamene. Zkouška se zateplením zároveň prokázala velkou odolnost omítkového souvrství, kdy ani při extrémním výkonu nedošlo k jeho roztržení. Výška plamene u obou vzorků, tj. bez zateplení a se zateplením dosahovala přímo do úrovně oken následujícího podlaží a velmi pravděpodobně by došlo k jejich poškození s možností šíření požáru z okna do okna. Z tohoto důvodu považujeme metodiku dle ISO 13785-2 vhodnou například k experimentálnímu zkoumání a ne pro základní posuzování zateplovacích systémů, protože při uvedeném výkonu již šíření požáru nelimituje zateplení, ale odolnost okna. Zároveň je nezbytné u ISO 13785-2 stanovit klasifikační kritéria, která dnes chybějí.

PAVEL RYDLO
foto archiv autora a Sdružení EPS ČR

Literatura:
1) http://www.epscr.cz/zasady-reseni-zatepleni-vybrane-detaily-etics-dle-pozadavku-csn-73-0810-vczmeny-z1.html?id=831

Ing. Pavel Rydlo (*1967)
je vedoucím pracovní skupiny Požární bezpečnost při Sdružení EPS ČR. Pracuje jako manažer technické podpory firmy Saint-Gobain Construction Products CZ, a. s., divize Isover. Vystudoval Fakultu stavební ČVUT v Praze, je autorizovaným inženýrem v oboru pozemní stavby, od roku 1996 se aktivně zabývá vývojem a aplikacemi tepelných izolací pro stavebnictví.