Problematika požární ochrany nosných i nenosných ocelových konstrukcí ve stavebnictví

Publikováno dne 4. 11. 2009

Autor: Eduard Vašátko

Abstracts:

Článek hodnotí současný stav materiálové a technologické báze v oblasti požární ochrany ocelových nosných konstrukcí ve stavebnictví, současně se však zabývá i požární ochranou nenosných ocelových prvků – stěn a střech z trapézových plechů. Protože je autor soudním znalcem z oboru, jsou v článku diskutovány i nejčastější chyby a omyly, které se objevují v projektové dokumentaci nebo přímo při aplikaci na stavbách.

Platné projektové normy ČSN 73 0802 a ČSN 73 0804 definují požární odolnost stavebních konstrukcí jako dobu, po kterou je konstrukce schopna odolávat účinkům požáru, aniž by došlo k porušení její funkce, specifikované mezními stavy požární odolnosti. Tyto mezní stavy stanoví platná ČSN 73 0851 jako

      R – ztrátu stability a únosnosti
      E – porušení celistvosti
      I – překročení mezních teplot na neohřívaném povrchu

Pro ocelové tyčové nosné prvky je rozhodující především parametr (R); tedy ztráta únosnosti a stability, protože ostatní dva parametry u těchto aplikací nelze hodnotit. Hodnocení mezního stavu R je naopak poměrně jednoduché, protože ke ztrátě únosnosti a stability dochází v okamžiku, kdy již není nosná konstrukce schopna přenášet dané zatížení, resp. kdy se tato konstrukce zřítí.

Tento stav lze pro uvedené prvky určit pomocí času, kdy dojde k dosažení kritické teploty oceli ve ^oC, což lze definovat pro staticky určité konstrukce rovnicí:T_{s krit} = 723,5 . (1 – ?_s / ?₀₂)^0,4608

kde
– ?_s  je vypočtené skutečné (nebo předpokládané) napětí v posuzovaném průřezu (Pa);
– ?₀₂  mez kluzu oceli v tahu (Pa)

Pro požární bezpečnost plošných nosných i nenosných dílů ve stavbě jsou rozhodující i oba zbývající mezní stavy E a I:

Ke ztrátě, resp. porušení celistvosti (E) dojde v okamžiku, kdy v konstrukci vzniknou průchozí trhliny nebo otvory, jimiž trvale pronikají produkty hoření nebo plamen.

K překročení mezních teplot na neohřívaném povrchu plošné konstrukce dochází v okamžiku, kdy se průměrná teplota na tomto povrchu zvýší oproti počáteční teplotě o více než 160^oC, nebo kdy vzroste teplota kteréhokoliv měřeného místa oproti počáteční teplotě o 190^oC nebo dosáhne hodnoty 220^oC.

Pro hodnocení mezních stavů E a I je ovšem rozhodující typ konstrukce, protože parametry hodnocení se v daném případě mohou od ČSN 73 0851 lišit podle toho, zda se jedná o konstrukce namáhané z vnitřní nebo z vnější strany a jsou posuzovány podle odlišné normy (ČSN 73 0855).

K tomu je třeba dodat, že veškeré výše uvedené hodnocení vychází z přesně definovaného tepelného namáhání za daného přetlaku, statického zatížení a podepření zkušebních konstrukcí, přičemž teplotní pole v peci je určeno teplotou Tn ve 0C a to v čase t v minutách od začátku zkoušky (vzniku požáru) a to rovnicí:T_n = T₀ + 345 log (8t + 1 ),

kde T₀ je počáteční teplota v peci ve ^oC.
Poznámka: Podrobné diagramy průběhu teplot za různých teplotních režimů jsou uvedeny v ČSN 73 0851)

Z výše uvedeného vyplývá, že požární odolnost samotných nechráněných ocelových konstrukcí je poměrně velmi nízká a je přímo závislá na dimenzích jednotlivých užitých nosných profilů, resp. na poměru jejich povrchu, který by byl v případě požáru zasažen plamenem a průřezu. Tento poměr se označuje v ČR buď jako poměr O/F nebo podle německého označení jako O/A . m^-1. Hodnoty tohoto poměru O/F jsou obvykle uváděny v dimenzačních tabulkách, vymezujících rozsah použitelnosti jednotlivých materiálů pro konkrétní aplikace. Obecně lze konstatovat, že podle ČSN 73 0810 naprostá většina ocelových tyčových prvků dosahuje bez dodatečné ochrany ve smyslu ČSN 73 0851 klasifikace nejvýše R 15. Ve všech případech, kdy je požadována požární odolnost vyšší, je nutno počítat s dodatečnou požární ochranou.

Pro dodatečnou požární izolaci ocelových prvků se nabízí celá řada různých izolačních hmot a systémů. V rámci tohoto referátu budou diskutovány pouze jednotlivé ochranné systémy obecně, případně bude uveden na příkladu typický představitel určité hmoty jako standard. Zájemce o jednotlivé konkrétní materiály a jejich parametry odkazuji na stránky firmy J.Seidl a spol.,s.r.o. na internetu na adrese www.seidl.cz, kde je uveden katalog v ČR certifikovaných nejužívanějších systémů, včetně tabulek, určujících jejich rozsah použitelnosti.

Základní rozdělení ochranných systémů pro ocelové konstrukce ukazuje diagram na obr. 1:

1. Protipožární nátěry

Nejrozšířenějším typem protipožárních nátěrů ve stavebnictví jsou v posledních letech nátěry intumescentní neboli zpěňující. Podstatou působení těchto nátěrů, až donedávna vesměs na organické bázi, je chemická reakce, iniciovaná vyššími teplotami při požáru, v jejímž průběhu se dehydratací obvykle polyalkoholů v přítomnosti Lewisových kyselin vytváří na povrchu chráněného předmětu objemný uhlíkatý zbytek, ze kterého se vlivem přítomného nadouvadla vytváří izolační vrstva nehořlavé pěny. Struktura, výška vypěnění a velikost jednotlivých buněk této pěny limituje účinnost konkrétního nátěrového systému a proto je formulace jednotlivých nátěrů velmi nákladná a obtížná.

Nejznámější a dosud nejpoužívanějsí kyselinou je kyselina fosforečná, přidávaná do těchto systémů obvykle v podobě amoniumpolyfosfátů, protože dříve užívané fosforečné soli byly značně hygroskopické, což podstatně omezovalo použitelnost výsledné formulace. Jako nadouvadel se používá většinou látek s vyšším obsahem dusíku – nejčastěji melaminu, dikyandiamidu, glycinu nebo močoviny, mezi často užívané polyalkoholy patří pentaerytritol, rezorcin, škroby, karboxymetylceluloza, vzácněji arabinoza, glukoza či maltoza atd. Ke zpevnění pěny a zlepšení jejich vlastností se užívá rovněž řada aditiv – protože je však tento článek zaměřen spíše na aplikace ve stavebnictví, nemá význam se těmito otázkami blíže zabývat. Podstatné je, že v současné době je formulací těchto nátěrů známa celá řada a tomu odpovídá i poměrně velké množství značek a typů těchto nátěrů, dostupných na trhu.

Intumescentní nátěry mají široké použití především pro protipožární ochranu ocelových nosných konstrukcí. Ve všech případech se jedná o ucelený systém, sestávající téměř vždy ze základního nátěru, funkční vrstvy a krycího nátěru, který bývá povinnou součástí systému. Jak je zřejmé z výše uvedeného chemického působení jednotlivých složek, jde o kombinaci složek, které musí při požáru vzájemně reagovat v přesně vymezeném okamžiku a v určitém teplotním intervalu. Z toho důvodu musí být základní nátěr dobře zakotven na podkladu a musí být dostatečně stálý až do okamžiku, kdy dojde k vypěnění funkční vrstvy, přičemž rozkládající se složky této vrstvy nesmí ani při zvýšené teplotě, kdy jsou obvykle plastifikovány, po základu sjíždět nebo odpadnout. To se například běžně stává u polymerátových nebo podobných nátěrů. Naopak krycí vrstva nátěru zajišťuje jednak jeho barevnost, protože funkční nátěry jsou obvykle vyráběny pouze v několika základních barvách, mimo to však zvyšuje jeho odolnost proti vlhkosti a agresivním vlivům a prodlužuje tak celkovou životnost systému. Krycí nátěry ovšem musí odhořet dříve, než dojde k vypěnění funkční vrstvy, resp. nesmí bránit vznikající pěně v její funkci, v opačném případě by mohlo dojít ke snížení celkového funkčního efektu systému.

Jednotlivé systémy tedy představují provázaný a ucelený soubor materiálů, kde hraje podstatnou roli i technologie nanášení a tlouštka jednotlivých aplikovaných vrstev v systému. Příliš silné základové a krycí nátěry mohou snížit, případně úplně negovat smysl celé aplikace a z toho důvodu již řadu let upozorňujeme odbornou veřejnost, že je třeba použití protipožárních nátěrových systémů velmi pečlivě zvažovat (a to i s přihlédnutím k jejich dosud neprokázané dlouhodobé životnosti) a pokud jsou ve stavbě použity, měla by jejich aplikaci provádět výhradně odborně způsobilá firma, která má k disposici potřebná měřící zařízení a účinný kontrolní systém jakosti a kvality. V opačném případě jde o zbytečné plýtvání penězi investora.

Závěrem je třeba rovněž upozornit, že s ohledem na poměrně značné aplikované funkční tlouštky (v některých případech až 1000 – 3000 mikrometrů) mají tyto systémy mírně zhoršenou kvalitu povrchu a nelze je proto srovnávat s běžnými typy antikorozních hmot.

Protipožárních nátěrů na OK je v ČR nabízena celá řada typů. Při jejich výběru je nutno vždy vyžadovat v prvé řadě Prohlášení o shodě a platný certifikát k výrobku podle zákona 22/97 Sb., protože všechny protipožární ochranné systémy patří na základě Vl. nařízení 178/97 Sb. v platném znění mezi výrobky „stanovené“ a tedy povinně certifikované. Jejich konkrétní vlastnosti jsou potom uvedeny obvykle v „klasifikačním osvědčení“, vystaveném akreditovanou zkušebnou a většinou i ve formě dimenzační tabulky. Rozdíly v použití jednotlivých nátěrových systémů mohou být po funkční, ale zejména po ekonomické stránce dosti značné a doporučuji proto zejména projektantům, aby se s celou problematikou seznámili – např. z katalogových listů na již zmíněných internetových stránkách.

Příkladné provedení dimenzační tabulky k protipožárnímu nátěru je zřejmé z následující tabulky (1):

Požární odolnost (min)	Tlouštka vrstvy nátěru (µm)	Vyhovuje profil s O/F.m-1 menší než
		pro ?s/?02 = 0,6	pro ?s/?02 = 0,5	pro ?s/?02 = 0,4
		Ts krit. = 474oC	Ts krit. = 527oC	Ts krit. = 572oC
15	200	299	386	455
	300	363	433	482
30	300	19	123	199
	500	194	262	307
	600	251	301	334
	700	290	327	351
45	600	67	146	198
	700	147	206	244
	800	204	248	277

(Poznámka: Tabulku záměrně neuvádím adresně, protože účelem článku není reklama.)

Z tabulky je zřejmé, že všechny prvky, mající poměr obvodu k průřezu v přepočtu na 1 bm menší nebo rovný hodnotě např. 290, uvedené v prvním sloupci tj. pod kritickou teplotou T_s = 474^oC, dosáhnou při tloušťce vrstvy tohoto nátěru 600 mikrometrů požární odolnosti 30 minut. Pokud jsou méně staticky zatížené než vyplývá z údajů, uvedených v záhlaví tabulky a deformují se proto při vyšší teplotě, může být nátěr slabší.

Pro informaci lze uvést, že např. poměru O/F.m^-1= 299 odpovídají např. profily IPE 180, jsou-li aplikovány jako sloup a tedy zahřívány ze 4 stran, případně IPE 140, pokud jsou jako nosník ohřívány ze 3 stran. Do výpočtu se počítá vždy pouze ohřívaná plocha. Zde je třeba upozornit, že pro uzavřené profily je tento výpočet v některých zemích sporný a např. v SRN se pro uzavřené profily vyžaduje v intervalu O/F 100 až 200 podstatně vyšší tloušťka nátěru, než pro profily otevřené. V ČR i SR však zatím nejsou nátěry na uzavřených profilech podle mých informací zpochybňovány.

Určitým přechodem mezi nátěry a nástřiky jsou nátěry sublimující. Tyto systémy jsou podle mého názoru pro některé specifické aplikace perspektivní a to především do nepřístupných míst na venkovní konstrukce, kde nelze použít běžné úpravy a kde je třeba vyloučit riziko selhání, případně pro ochranu plošných technologických prvků a zařízení – například zásobníky na hořlavé plyny, vysoce hořlavé kapaliny atd, které nelze chránit jinými způsoby. Podstatou je poměrně silná vrstva snadno se teplem rozkládajících a sublimujících aditiv v polymerním, obvykle epoxidovém pojivu, která se při vyšších teplotách začíná odpařovat, resp. sublimovat. Odcházející plyny strhují plamen a ochlazují povrch na kterém jsou naneseny. Tyto systémy jsou známy již řadu let (jedná se údajně o produkt vývoje NASA), cca před deseti lety byly úspěšně odzkoušeny i v Evropě. Podle mých dosavadních informací dosud nenašly širšího využití, protože jsou značně nákladné. Na druhé straně jsou velmi stále, odolné povětrnostním vlivům a mechanickému namáhání – domnívám se, že časem své uplatnění naleznou.

2. Protipožární nástřiky

Podle svého složení existují v současné době 3 základní skupiny těchto materiálů. Za nejlepší a z hlediska funkce nejúčinnější a nejstabilnější lze považovat tepelně izolační omítky na bázi vermikulitu. Tyto nástřiky lze aplikovat v poměrně tenkých vrstvách, nástřiky bývají soudržné a dají se povrchově upravovat podobně, jako běžné druhy vápeno-cementových omítek. Mohou (ale nemusí) obsahovat i ztužující minerální vlákna a většinou odolávají i povětrnostním vlivům. Bohužel – tyto nástřiky se na našem trhu zatím nevyskytují, i když během sedmdesátých a osmdesátých let byly u nás nabízeny hned dva – tepelně izolační omítka Thermax, dovážený od rakouské firmy Isovolta a přípravek PYROKanglické firmy PYROK Ltd. Jejich dovoz byl však především z devizových důvodů koncem 80. let zastaven a s ohledem na vyšší cenu až dosud u nás nabízeny nejsou, protože vermikulit se do ČR dováží a jeho cena podstatně snižuje konkureceschopnost těchto nástřiků v porovnání s levnějšími typy na bázi experlitu. Podle dostupných informací je však připravován nový typ vermikulitového nástřiku ve VÚSH Brno.

Nejrozšířenějším typem tepelně izolačních omítkovin na našem trhu jsou v současné době nástřiky na bázi expandovaného perlitu. Vedle vápna a cementu obsahují tyto nástřiky jako hlavní složku experlit, event. další plniva, přídavek disperze a jako armující složku i minerální nebo skleněná vlákna. Z trhu již před delším časem zmizely nástřiky UNIPRON, SIBATERM, TERMIZOL a některé další, řada z nich i proto, že obsahovaly krátkovláknitý azbest. V posledních deseti letech však český trh zcela ovládly modernější systémy, nabízené pod obchodními názvy PORFIX, TERFIX a v modifikované formě i THERMO. Modernější a jednodušší je především zpracování hmoty na stavbě. V současné době je vyrábějí 3 výrobci v Čechách a na Moravě a až donedávna se jednalo o nejlevnější a v některých případech i jediný možný způsob požární ochrany zejména tyčových prvků.

Dalším a poněkud ojedinělým typem v ČR užívaných nástřiků je tepelně izolační nástřik opět na bázi experlitu, kde je však jako pojiva užito síranu vápenatého. To umožňuje mírné zlepšení požárních vlastností systému, protože sádra při požáru m.j. ztráci vodu a ochlazuje tak plamen, přičemž s ohledem na armující složky si nástřik dlouhodobě zachovává svoji tepelně izolační funkci. Jediným představitelem tohoto nástřiku na našem trhu je slovenský systém PYROTHERM.

Od vermikulitových nástřiků se experlitové omítky liší nižší tepelně izolační schopností, což vyžaduje při požadavcích na vyšší požární odolnost aplikaci silnějších vrstev a tedy v řadě případů kotvení do pletiva, to je však vynahrazováno podstatně nižší cenou. Značným handicapem je však u těchto nástřiků velmi obtížná povrchová úprava, hmota se s ohledem na experlit a vlákna nedá dobře uhlazovat a proto se tyto omítky používají většinou do průmyslových prostor, skladů a výrobních hal, tedy tam, kde se neklade příliš velký důraz na estetickou úpravu konstrukce, případně tam, kde je nástřik skrytý pod podhledem.

Experlitové tepelně izolační omítky jednoznačně vítězí i v porovnání výkon/cena a proto jsou také dosud nejrozšířenějšími nástřiky na našem trhu. Z čistě technického hlediska jsou pro aplikaci vhodnější nástřiky na vápenocementové bázi, protože tyto nástřiky nejsou příliš citlivé na zpracování a mohou se aplikovat delší dobu. Naopak sádroperlitový systém musí být aplikován velmi pečlivě, poměrně rychle a při aplikaci musí být přesně dodržován stechiometrický poměr míchání směsí s vodou. V opačném případě, zejména při aplikaci na uzavřené profily se mohou vlivem exotermních teplot a vyšších objemových kontrakcí při rychlejším vytvrzování hmoty zanést do systému mikrotrhlinky, které mohou zkrátit celkovou dobu životnosti stříkané vrstvy.

Při aplikaci protipožárních nástřiků je nutno upozornit, že každá hmota má vlastní dimenzační tabulku, vypočtenou na základě vlastních průkazných zkoušek a jejich vlastnosti nejsou vzájemně zaměnitelné. Nástřiky PORFIX, TERFIX i THERMO byly průkazně odzkoušeny jako protipožární ochrana ocelových konstrukcí podle ČSN 73 0851 až do požární odolnosti R(EI) 180 minut a to v závislosti na poměru O/F. Všechny tři materiály byly řádně certifikovány podle zákona 22/97 Sb. a Vl. nař. 178/97 Sb v platném znění.

Nástřik PYROTHERM byl rovněž testován na ocelové konstrukce do R 180, platný český certifikát podle zákona 22/97Sb se nám však dosud nepodařilo zjistit ani z technických podkladů výrobce nebo distributora, v technických podkladech je uváděn odkaz pouze na certifikáty TZUS z let 84 a 96. Tím nechci tvrdit, že nemusí existovat novější dokument, přes veškerá ujišťování nám ho však český distributor nebyl schopen ani zaslat ani předložit. Proto doporučuji před případnou aplikací platnost certifikace prověřit.

3. Protipožární obklady

Z hlediska materiálu a způsobu aplikace lze obklady rozdělit na obklady deskové, jejichž základem jsou tvrdé, mechanicky upevňované desky – podle typu buď přímo na chráněnou konstrukci, případně na tzv. podkonstrukci, tj. na pomocný kovový rošt. Vedle toho v poslední době nacházejí stále větší uplatnění obklady lepené, tj. obklady z materiálů, které se na konstrukci nalepují přímo.Tyto obklady nepotřebují pro aplikaci žádné pomocné konstrukce a jsou výrazně lehčí.

3.1. Deskové pevné obklady

Funkci deskového protipožárního obkladu ovlivňuje několik základních faktorů. Je to jednak tepelně izolační schopnost desky, ze které je obklad zhotoven a způsob upevnění desek na konstrukci, dále pak ustálená vlhkost a kolísáním této vlhkosti v desce a její homogenita. Je zřejmé, že se změnami těchto parametrů se mění i funkceschopnost celého systému, protože způsob montáže a vnitřní vlhkost limituje celkové chování obkladu při požáru. Z toho důvodu výrobci všech deskových materiálů přesně vymezují ve svých technologických návodech způsob aplikace, a to až do nejmenších detailů. Při porušení kteréhokoliv z nich mohou být výsledné obklady zcela nefunkční.

To znamená, že:

• Funkce deskového obkladů je přímo závislá na kolísání trvalé rel. vlhkosti vzduchu a teploty prostředí. Jedná se především o dilatace materiálu a vnitřní vlhkost desky, protože při zvýšené vlhkosti může dojít k rychlému porušení celistvosti obkladu při požáru (deska praskne). Totéž platí o objemových dilatacích, které navíc zanášejí do systému pnutí. Jinými slovy – čím vyšší vlhkost prostředí, tím pečlivěji je nutno vybírat materiál obkladu a tím vyšší jsou nároky na správné upevnění obkladu na podklad.
• Požární odolnost obkladu vzrůstá s počtem jednotlivých desek, vrstvených na sebe. Jinými slovy – dvě desky o tloušťce 12,5 mm jsou při stejné požární odolnosti vždy (funkčně) vhodnější než 1 deska o tloušťce 25 mm. Prodlužuje se totiž interval od okamžiku, kdy dojde k trhlině v první desce, do okamžiku, kdy přestane být celý obklad funkční. Obklad je ovšem také dražší,protože pracnější.
• Pod obkladem se velmi rychle vytváří stabilní mikroklima, které může mít negativní vliv na korozní odolnost ocelových prvků, zvláště ve vlhkém či agresívním prostředí. Před aplikací deskových obkladů na OK je proto nutno předem pečlivě zvážit způsob antikorozní ochrany chráněné konstrukce.
• V průmyslových atmosférách a v korozním prostředí je nutno věnovat zvláštní pozornost i spojovacímu materiálu obkladů. Zvláště běžně užívané drátěné spony mohou rychle zkorodovat a obklad ztratí již po několika letech funkci, protože se mezi deskami otevřou spáry , případně se zcela rozpadne.
• Životnost velké většiny deskových obkladů, s ohledem na jejich anorganickou bázi, může být za vhodných podmínek a při správném technickém provedení prakticky neomezená. Potíže však mohou vznikat u některých méně soudržných desek, např. na bázi vermiculitu, jsou-li exponovány v prostředí s trvale vyšší nebo kolísající r.v.v., protože tyto desky vlivem vlhkosti měknou a ztrácejí pevnost. Dojde-li v takovém případě i k mechanickému namáhání (např. dilatačními pohyby konstrukce, vibrací), případně pokud je při montáži vlivem upevnění zaneseno do systému vnitřní pnutí, mohou obklady popraskat. Proto je třeba dbát nejenom na předpokládané budoucí provozní namáhání jednotlivých aplikací, ale uvažovat i možná rizika, která se mohou vyskytnout v průběhu stavebních prací a která mohou trvale znehodnotit téměř všechny protipožární úpravy konstrukcí.

V současné době je na našem trhu velká řada nejrůznějších deskových materiálů, které jsou průkazně odzkoušeny zejména pro protipožární obklady ocelových ale i dřevěných nosných konstrukcí. Sem patří např. všechny typy u nás prodávaných sádrokartonů, dále většina sádrovláknitých desek a to bez ohledu na jejich vnitřní strukturu ( namátkou např. FIREBOARD, RIDURIT, FERMACEL) třískocementové desky CETRIS, třísko- vermikulitové desky GRENAMAT B, desky na bázi čistého vermikulitu THERMAX (nezaměňovat s nástřikem stejného jména) a PROMACLAD a v neposlední řadě i vápenosilikátové desky PROMATECT – vesměs s ověřenou požární odolností až do R 180. Rozdíly jsou pouze v ceně a počtu desek, přičemž je třeba vždy uvažovat nejenom s cenou desek samotných, ale i s celkovou pracností obkladu. Často může být pro obklad výhodnější i dražší materiál, pokud vyžaduje pro shodnou požární odolnost nižsí počet desek. Cenové rozdíly se mohou projevit i v technologii upevňování obkladu – např. možnost spojování desek do hran místo na podkonstrukci.

Výhodou prakticky všech deskových obkladů je především jejich dlouhodobě prokázaná funkce, ve většině případů dobré fyzikálně mechanické vlastnosti, estetický vzhled a možnost dalších povrchových úprav. Jejich nevýhodou je poměrně značná pracnost – tady bych rád upozornil na skutečnost, že protipožární konstrukce vyžadují většinou odlišné montážní technologie proti běžným nepožárním aplikacím a nelze je tedy s nimi cenově porovnávat – ve většině případů nemožnost dlouhodobé aplikace v exterieru a u některých typů desek velké tvarové dilatace a vysoká objemová hmotnost, což znamená i vyšší statické zatížení chráněné konstrukce. Zejména tyto dvě poslední vlastnosti představují pro některé deskové materiály značné omezení.

Obecně lze shrnout, že ve srovnání s protipožárními nástřiky a dalšími způsoby protipožárních ochran jsou deskové obklady při stejné požární odolnosti téměř ve všech případech nákladnější. Je ovšem také skutečností, že je u řady stavebních aplikací nebylo až dosud možno nahradit.

3.2. Lepené obklady

Problematika lepených obkladů je u nás zcela nová. Na našem trhu se tyto systémy objevily teprve před několika lety a i v evropském měřítku je aplikuje pouze několik velkých výrobců, např. firma Rockwool (systém CONLIT). Hlavním důvodem je skutečnost, že tyto systémy vyžadují velmi kvalitní a dlouhodobě spolehlivé lepidlo, které musí být jednak žáruvzdorné, trvale pružné, musí se trvale snášet s chráněným podkladem, musí pod obkladem zesíťovat i za omezeného přístupu vzduchu a po zaschnutí musí dlouhodobě odolávat vlhkosti. Kvalitou a dobrou funkcí lepidla je mimo to značně ovlivněn i způsob montáže, protože je třeba zajistit, aby obklad dobře držel na konstrukci i v době, kdy lepidlo ještě zcela nezaschlo, což zejména u stropních obkladů není vždy jednoduché a samozřejmě také i po zaschnutí, po celou dobu životnosti stavby.

Podstata lepených obkladů spočívá v tom, že se na chráněný podklad lepí různě dimenzované desky speciálně upravené a poměrně tvrdé čedičové plsti se sníženým obsahem pojiva. Tyto desky se pak dále povrchově upravují podle požadavků zákazníka, buď pouze nátěrem pro sjednocení barevného tónu, případně pomocí běžných fasádních omítek, užívaných pro zateplovací systémy.

Výsledkem řešení je velmi lehký a trvale funkční protipožární obklad o obj. hmotnosti cca 200 kg.m³, pružný a flexibilní, schopný pokrýt často i značné nerovnosti chráněné plochy a s přijatelným vzhledem. Obklad velmi dobře drží na jakémkoliv antikorozním nátěru i na nerovných plochách, jako je např. trapézový plech. Dobře snáší kolísání vlhkosti až do 100 % r.v.v. a v podstatě znemožňuje rosení konstrukcí. Pokud je povrchově upraven, může být použit i pro venkovní aplikace. Dobře snáší i dynamické rázy, vibrace a podobné namáhání, obkladové desky nedilatují a jejich montáž je ve srovnání s deskovými obklady velmi jednoduchá a bezpečná, což umožňuje jejich efektivní využití i při rekonstrukcích a úpravách za provozu. S ohledem na použitý materiál řeší tento obklad i problémy s tepelnými mosty. Podle typu chráněné konstrukce jsou lepené obklady použitelné pro všechny stupně požární bezpečnosti až do (R)EI 180 a to jak pro tyčové prvky, tak i pro stěny, stropy nebo střechy.

Požární odolnost (min)	Největší možný poměr O/F.m-1 pro daný poměr napětí v profilu k mezi kluzu ?/?02 a tlouštku izolace (mm)
	?/?02 = 0,6 (T? krit. = 474 deg C)						?/?02 = 0,5 (T? krit. = 526 deg C)						?/?02 = 0,4 (T? krit. = 572 deg C)
Tlouštka obkladu mm	20	40	60	80	100	120	20	40	60	80	100	120	20	40	60	80	100	120
15	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487
30	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487	487
45	220	487	487	487	487	487	310	370	487	487	487	487	400	487	487	487	487	487
60	130	300	487	487	487	487	160	390	487	487	487	487	200	487	487	487	487	487
90	65	110	310	487	487	487	75	140	400	487	487	487	90	175	487	487	487	487
120	50	90	130	280	487	487	55	100	160	330	487	487	60	115	200	380	487	487
180	–	55	75	105	165	240	–	65	90	130	195	275	–	80	110	155	230	310

Ovšem ani tím výhody těchto obkladů nekončí. Je třeba si uvědomit, že použitá obkladová deska je prvotřídní tepelně izolační materiál, jehož různé modifikace jsou ve stavbách užívány již desítky let. Součinitel jeho tepelné vodivosti ? = 0.041 a faktor difuzního odporu µ = 1.5, což samo o sobě znamená, že lze tímto způsobem vedle protipožární ochrany zajistit z větší části i významné zateplení chráněného prvku. Zanedbatelné není zlepšení akustických vlastností, což je ovšem zajímavé spíše u železobetonových panelů a stěn. Každý, kdo bydlí nebo bydlel v panelovém domě ví, co tím chci říci.

V ČR je průkazně certifikován a odzkoušen dosud pouze jediný typ lepeného obkladu obchodní značky ORDEXAL, přičemž je třeba říci, že ve srovnání se zahraničím jsou jeho aplikační možnosti díky kvalitnímu lepidlu a jednoduchému technickému řešení v řadě aplikací dokonce ještě o kousek dál. Lepení obkladu na vodorovné stropní a střešní konstrukce dosud neprovádějí ani velcí zahraniční výrobci. Zde je nutno upozornit, že spolehlivá funkce lepidla při extrémních teplotách požáru, modelovaného podle mezinárodně platné ISO křivky – na které v podstatě použitelnost obkladu stojí – je velmi průkazně a dlouhodobě odzkoušena a to i za velmi nepříznivých podmínek, opakovaně, řadou velmi tvrdých zkoušek prováděných téměř každý druhý den po dobu dnes již více než 4 let. Životnost kotvící vrstvy v praxi, to znamená za různých klimatických i aplikačních podmínek se ověřuje dokonce již téměř dvacet let a nejenom v podmínkách ČR, ale i v zahraničí. Z tohoto hlediska jde o velmi bezpečnou aplikaci.

V této souvislosti bych rád upozornil ještě na jeden důležitý aspekt. Tepelné izolace na vláknité bázi se v posledních letech setkávají v některých státech s určitou averzí s ohledem na možné karcinogenní působení respirabilní složky případně uvolňovaného prachu. I v tomto ohledu však lepené obklady pro daný účel plně vyhovují, protože izolační desky pro tento typ obkladů je v ČR nyní vyráběn již výhradně z t.zv. biovláken, které vyhovují všem platným evropským standardům a které organizmus neohrožují a nemají vliv na ekologii stavby.

Závěrem je možno shrnout, že je v současné době v ČR již poměrně značně rozsáhlý výběr protipožárních nástřiků a obkladů, pokrývající všechny stupně požární bezpečnosti a v nejrůznějším materiálovém i estetickém provedení. Na jedné straně sice na našem trhu dosud chybí nástřiky na bázi vermikulitu, tato mezera je však bohatě zaplněna ostatními typy. V oblasti deskových obkladů jsou na našem trhu zastoupeny všechny materiálové skupiny a všichni evropští výrobci. Určitý předstih máme zatím v oblasti lepených obkladů, k jejichž rychlému rozvoji dochází teprve nyní.

Literatura:
[1] ČSN řady 73 08.. (73 0802; 73 0804; 730810; 73 0851; 730855 a další)
[2] Soubor zkušebních protokolů akredit. zkušebny PAVÚS – Veselí n.L.
[3] Soubor Aktual-Bulletinů Speciál
[4] Databáze firem J.SEIDL & spol.,s.r.o. a EVAPLAST Praha
[5] Prospektová literatura dovozců a výrobců protipožárních hmot
[6] Soubor znaleckých posudků autora z let 1992 – 2000
[7] Databáze zkušebny FIRES Batizovce

Sdílejte článek

Další články v sekci Problematika požární ochrany

• Protipožární nástřiky a omítky
• Vady a problémy aplikace protipožárních nástřiků
• Problematika desek a deskových konstrukcí v protipožární ochraně staveb
• Požární problematika dřevěných konstrukcí
• Kabelové rozvody a instalace v požárně dělících konstrukcích
• Skúška požiarnej odolnosti podľa uhľovodíkovej teplotnej krivky
• Některé chyby a omyly při projektování a aplikaci prostředků, zvyšujících požární odolnost stavebních konstrukcí
• Požární uzávěry a jejich hodnocení podle ČSN EN 1634-1
• Problematika požární ochrany nosných i nenosných ocelových konstrukcí ve stavebnictví
• Příspěvek k požární odolnosti dílců Spiroll