Kde nás najdete? Zakázkové oddělení: 499 320 459, technická kancelář: 608 075 005, 281 017 369
Kde chybí prevence,
hasiči nepomohou!
31
LET

Protipožární nástřiky a obklady stavebních konstrukcí (1.)

Publikováno dne 4. 11. 2009

Autor: Eduard Vašátko

Článek uvádí přehled různých typů protipožárních nástřiků a obkladů stavebních konstrukcí a jejich výhody a nevýhody při aplikaci ve stavbě a to jak z hlediska funkce, tak i z hlediska celkové pracnosti, vzhledu a některých požárně-technických parametrů. Podrobněji jsou popsány lepené obklady stavebních konstrukcí, protože jde o nový, dosud méně známý protipožární systém. Součástí referátu je i ekonomické hodnocení.

Požární odolnost stavebních nosných konstrukcí ve smyslu platné ČSN 73 0810 je dána 3 základními mezními stavy: stabilitou (R); celistvostí (E); a limitní teplotou na neohřívaném povrchu (E). Dodržení těchto mezních hodnot je pro potřeby projektování vyjádřeno časem, tedy dobou, po kterou bude daná konstrukce svoji funkci při požáru plnit.

I když existuje řada konstrukcí a stavebních materiálů, které splňují požadované požární limity pro konkrétní aplikaci samy o sobě, většina stavebních konstrukcí se obvykle musí proti požáru chránit dodatečnými úpravami a to – podle charakteru konstrukce – pomocí protipožárních nátěrů (ocel, dřevo), nástřiků – tepelně izolačních omítek a pomocí dodatečných obkladů (ocel, dřevo, železobeton). Způsoby užití jednotlivých typů těchto ochran jsou závislé na požadovaném stupni požární odolnosti, druhu a statickém zatížení chráněné konstrukce, požadavcích na vzhled, odolnosti proti povětrnostním nebo agresivním vlivům a řadě dalších parametrů. Z toho důvodu je volba vhodných protipožárních systémů pro každou konstrukci značně specifická. Zvýšenou měrou to pak platí i pro rekonstrukce a změny užívání staveb, kdy je nutno dodatečně upravovat požární odolnost již existujících konstrukcí.

I když v posledních deseti letech zaznamenaly v této oblasti v ČR bouřlivý rozvoj protipožární intumescentní nátěry (které s ohledem na dosud neprokázanou limitní funkční životnost a některé další aplikační problémy osobně považuji spíše za nepříliš spolehlivý doplněk sortimentu protipožárních přípravků), skutečně dlouhodobé požární odolnosti stavebních konstrukcí lze dosáhnout především pomocí protipožárních tepelně izolačních nástřiků a obkladů. Tyto materiály, vesměs formulované na bázi anorganických hmot stárnou jen velmi pomalu, nepodléhají příliš vlivům prostředí a jsou obvykle i mechanicky dostatečně odolné proti zásahům zvnějšku. Proto se s nimi také můžeme setkávat i na velmi starých stavbách, realizovaných před desítkami let prakticky v nezměněném stavu.

Protože tlak konkurence při současném růstu cen energií a materiálových vstupů nutí výrobce stavebních konstrukcí k používání stále subtilnějších stavebních prvků, často s minimální statickou rezervou a protože na druhé straně neustále rostou požadavky na požární bezpečnost staveb je zřejmé, že na uspokojivé řešení protipožární ochrany bude kladen stále větší důraz. Tím mám na mysli takové řešení, které zabezpečí nejenom maxi-mum požadavků na požární bezpečnost, ale současně bude pokud možno víceúčelové a levné. Podívejme se proto zblízka na možnosti, které se nám v této oblasti nabízejí:

Protipožární nástřiky

V podstatě existují – podle složení – čtyři 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. Během sedmdesátých a osmdesátých let byly u nás nabízeny hned dva nástřiky na této bázi – tepelně izolační omítka Thermax, dovážený od rakouské firmy Isovolta a přípravek PYROK anglické firmy PYROK Ltd., na jehož výrobu byla v r. 1968 zakoupena družstvem SIAL Liberec dokonce výrobní licence. V současné době již však tento druh omítek u nás nabízen není, protože vermikulit se do ČR dováží a jeho cena podstatně snižuje konkurenceschopnost těchto nástřiků v porovnání s levnějšími typy na bázi experlitu. Podle dostupných informací je však připravován nový typ vermikulitového nástřiku na jednom brněnském výzkumném pracovišti.

Dalším typem protipožárních nástřiků byly vláknité systémy na bázi azbestu, případně jejich obdoba na bázi speciálně upravovaného skla. Nástřiky obch. značky LIMPET, dovážené k nám anglickou firmou J. W. Roberts Ltd., případně jeho obdoba AZBESTOSPRAY, obsahovaly až 75 obj. % azbestových vláken, pojených zvláště upraveným, zmíněnou firmou patentovaným pojivem, a na konstrukce se nanášely speciálním stříkacím zařízením. Po funkční stránce byl tento systém velmi účinný a již při tloušťkách okolo 15 – 20 mm dosahovala požární odolnost ocelových nosníků podle tehdejších požárních předpisů a poměru O/F.m-1až 180 minut. Tímto nástřikem bylo v 80. letech v ČR opatřeny nosné konstrukce řady budov, patřících zejména tehdejším podnikům zahraničního obchodu. S ohledem na dnes již plně prokázané karcinogenní účinky krátkovláknitého azbestu se stává v současné době jeho odstraňování nebo pasivace pro šťastné majitele těchto objektů značnou ekonomickou zátěží.

Českou obdobou se skleněným vláknem byl ve stejné době i nástřik METIZOL-P, vyráběný kolínským závodem n.p. Stavební izolace Praha. Skleněné vlákno proto, protože i azbest byl naštěstí dovozní surovinou. Nástřik měl sice poněkud horší vlastnosti, požadavky tehdy platných norem však splňoval a jeho tehdejší aplikace v poměrně zachovalém stavu dodnes přežívají na řadě velkých staveb v ČR. V současnosti se však již žádný vláknitý nástřik v ČR nenabízí.

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 rovněž 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. ztrácí 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 směsi 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 a železobetonových konstrukcí podle ČSN 73 0851 až do požární odolnosti R(EI) 180 minut a to v závislosti na poměru O/F u oceli a na tloušťce panelu a krytí výztuže betonu. Stejně tak byla funkce nástřiků TERFIX a PORFIX podle stejné normy průkazně odzkoušena i pro dřevěné tyčové prvky a to v závislosti na průřezu tyčového prvku (nosníku/sloupu) a tloušťky vrstvy až do R 90. Všechny tři materiály byly řádně certifikovány podle zákona 22/97 Sb. a NV 178/97 Sb. v platném znění.

Naproti tomu nástřik PYROTHERM byl testován pouze na ocelové konstrukce do R 180, zkoušky na železobeton podle našich informací u tohoto systému provedeny nebyly. Nástřiky na železobetonových konstrukcích a jejich kombinace s ocelovými nosníky nejsou tedy podloženy žádnou průkaznou zkouškou a to ani z hlediska vzájemného působení při požáru. Platný český certifikát podle zákona 22/97 Sb. se nám 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 ještě novější dokument, přes veškerá ujišťování nám ho však český distributor nebyl schopen ani zaslat ani předložit. Proto doporučuji před případnou aplikací platnost certifikace prověřit.

Protipožární obklady

Až donedávna byl pod pojmem »protipožární obklad« chápan deskový obklad nosného tyčového prvku – ocelové nosné konstrukce, tedy zabezpečení stability konstrukce (R). Přímý protipožární obklad stěny nebo stropu byl tvrdými deskovými materiály s ohledem na nerovnosti ploch většinou neproveditelný. Pokud jej bylo třeba realizovat, jednalo se spíše o tzv. předsazenou stěnu, případně stropní podhled a to vždy na podkonstrukci tak, aby se do systému nezaneslo vnitřní pnutí. Teprve v posledních letech se začínají užívat pro tyto účely některé nové materiálové systémy, jejichž tvarová flexibilita a dobrá adheze na podklad skutečný obklad plošné konstrukce dovolí.

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.

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 (I), dále pak ustálená vlhkost a kolísáním této vlhkosti v desce a její homogenita (E). 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:

V současné době je na našem trhu velká řada nejrůznějších deskových materiálů, které jsou průkazně odzkoušeny zejména pro protipožární obklady ocelových a 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 v neposlední řadě i vápenosilikátové desky PROMATECT a PROMACLAD – 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 nižší počet desek. Cenové rozdíly se mohou projevit i v technologii upevňování obkladu – např. možnost spojování desek do hran nebo na podkonstrukci.

Pro přímou aplikaci na svislé železobetonové konstrukce, vazníky, trámy nebo stropy nenabízí kupodivu průkazně zkoušené deskové obklady žádný výrobce na našem trhu. To je dáno patrně tím, že u většiny deskových obkladů hraje značnou roli kromě samotné desky i vzduchová mezera mezi obkladem a chráněnou konstrukcí, která je u přímého obkladu plošného prvku velmi malá.

V nabídce několika firem jsou pouze přímé deskové obklady střech z trapézového plechu a v jednom případě i obklad železobetonové stropní desky s trapézovým plechem jako součástí nosné konstrukce. Zvýšení požární odolnosti cihlových nebo železobetonových stěn, které ovšem samy o sobě musí mít nejméně EI 30 D1 nebo D2, je možné přímým obkladem pouze u desek CETRIS, jehož výrobce tuto možnost ve svém katalogu přímo uvádí. Samozřejmě – stejného efektu je možno dosáhnout (při vyšší pracnosti) předsazenými stěnami, které nabízí celá řada výrobců. V tomto případě se však již nejedná o obklad v pravém slova smyslu.

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 – v některých případech nízká odolnost proti vodě a vlhkosti 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.

Protipožární nástřiky a obklady stavebních konstrukcí (2.)

Sdílejte článek

Další články v sekci Problematika požární ochrany