Protipožární ochrana vzduchotechnických potrubních prostupů

Upozorňuje na určitou nejednoznačnost požadavků normy ČSN 73 0872. Upozorňuje, že požární klapky jsou dle vyhlášky č. 246/2001 Sb. vyhrazeným druhem požárně bezpečnostních zařízení, a proto je nutno jejich projektování, montáži, ale i provozu a údržbě věnovat požadovanou pozornost. Článek je určen projektantům, dodavatelským a montážním organizacím a provozovatelům vzduchotechnických zařízení.

Řešení prostupů vzduchotechnických potrubních rozvodů požárně dělicími konstrukcemi není vždy jednoduché. Hlavním důvodem jsou výrazně vyšší průřezy vzduchovodů oproti ostatním potrubním rozvodům TZB a také vlastnosti samotné průtočné látky (vzduchu), která neklade šíření požáru žádný odpor, naopak jej velmi snadno umožňuje. Vzduchotechnická zařízení, potrubí a jejich prostupy požárními předěly musí být zásadně navrženy tak, aby se jimi nebo po nich nemohl šířit požár nebo jeho zplodiny do jiných požárních úseků.

1. LEGISLATIVNÍ A NORMATIVNÍ POŽADAVKY

Vzduchovody se při požáru stavby stávají nebezpečnými požárními "cestami", a proto již desítky let existuje česká technická norma [2] - ČSN 73 0872, která se zabývá ochranou staveb proti šíření požáru vzduchotechnickým zařízením (poslední úprava normy je z roku 1996). Všichni projektanti vzduchotechniky tuto normu znají a používají ji. Čtenářskou obec však tvoří i montážní a dodavatelské firmy, provozovatelé, servisní a správcovské organizace, a proto nebude od věci připomenout si hlavní zásady a principy protipožární ochrany stavby z hlediska vzduchotechniky a její další souvislosti s legislativními požadavky, které jsou již méně známé.

Způsob protipožární ochrany vzduchotechnických zařízení navrhuje projektant vzduchotechniky v projektové dokumentaci na základě požárně bezpečnostního řešení stavby. Ochranná protipožární opatření na vzduchotechnickém potrubí a zařízení spadají, podle vyhlášky o požární prevenci [3] - č. 246/2001 Sb. - mezi "zařízení pro omezení šíření požáru", tedy do kategorie "požárně bezpečnostních zařízení", na která se vztahují příslušné právní požadavky (projektování, montáž, provoz, kontroly, údržba, opravy). Vyhláška jasně hovoří o tom, že při projektování požárně bezpečnostních zařízení se postupuje podle normativních požadavků. Tímto konstatováním povyšuje obecně nezávazné normy na právně závazné a není tedy možné polemizovat o povinnosti dodržování ČSN. Vyhláška rovněž určuje, že projektování vyhrazených požárně bezpečnostních zařízení (např. požární klapky, zařízení pro odvod kouře a tepla, ...) se zabezpečuje autorizovanou osobou.

Méně známou a zažitou povinností od července 2001 - dle vyhlášky [3] - je přímá osobní odpovědnost za projektování, montáž a kontrolu provozuschopnosti vyhrazených požárně bezpečnostních zařízení. Osoba, která provedla příslušnou činnost (projekci, montáž, kontrolu), odpovídá za kvalitu provedené činnosti a písemně potvrzuje, že při tom splnila podmínky stanovené právními předpisy, normativními požadavky a průvodní dokumentací výrobce konkrétního typu požárně bezpečnostního zařízení.

Kromě výše uvedených předpisů nesmíme zapomenout na nezbytnost dodržování dalších dvou základních "požárních" technických norem vztahujících se k nevýrobním [4] a výrobním [5] objektům - ČSN 73 0802 a ČSN 73 0804. Zde je požadována logická zásada, že ochráněné prostupy rozvodů a instalací (tedy jejich těsnicí konstrukce) musí vykazovat stejnou požární odolnost jako má stavební konstrukce (maximálně však 60 minut - čl. 8.6.1 normy ČSN 73 0802 a čl. 12.2.1 normy ČSN 73 0804), kterou rozvody prostupují. U těsnicí konstrukce musí být dodržena kritéria EI (t), kde E (t) znamená celistvost konstrukce po celou dobu požární odolnosti t, a I (t) představuje limitní teplotu na neohřívané straně, jíž nesmí být dosaženo za dobu požární odolnosti t (neboli izolační schopnost konstrukce).

Stejný požadavek EI je proto třeba uplatnit i na prostupy vzduchotechnických potrubních rozvodů.

2. TECHNICKÉ ŘEŠENÍ

Obr. 1 - Prostup vzduchotechnického potrubí bez požární klapky

Odpověď na otázku "Které vzduchotechnické potrubní prostupy musí být protipožárně chráněny?" je velmi jednoduchá. Jde o všechny prostupy požárně dělicími konstrukcemi (stěnami, stropy, podlahami), tedy stavebními konstrukcemi, které ohraničují požární úseky od ostatních částí stavby, případně od sousedních objektů, přičemž průřez prostupujícího vzduchotechnického potrubí má plochu větší než 40 000 mm² (tj. např. 200 x 200 mm). Detaily nacházíme v technických normách [2, 4, 5]. Protipožární ochrana takového prostupu spočívá v instalaci požární klapky podle pravidel uvedených v normě [2] - ČSN 73 0872 - a v návodu výrobce. Pokud má potrubní prostup plochu menší než 40 000 mm², spočívá jeho ochrana v opatření, které je uvedeno níže (obr. 1 a komentáře v textu).

Kromě základního kritéria plochy 40 000 mm² jsme vázáni ještě dalšími doplňujícími podmínkami. Pokud požárně dělicí konstrukcí prostupuje více vzduchovodů s průřezem menším než 40 tisíc mm², nemusí být tyto prostupy opatřeny požárními klapkami, pokud ve svém souhrnu nemají plochu větší než 1/100 plochy požárně dělicí konstrukce, kterou prostupují. Zároveň vzdálenost těchto prostupů mezi sebou musí být větší než 500 mm.

Průřez vzduchovodu při prostupu požárně dělicí konstrukcí může být zvětšen až na 90 000 mm² (tj. např. 300 x 300 mm), aniž by bylo nutno instalovat požární klapku, ale pouze tehdy, jestliže je jiným technickým opatřením nebo zařízením zajištěno, že nemůže dojít k šíření plamenů, tepla a zplodin hoření vzduchotechnickým potrubím. V normě ČSN 73 0872 je uváděno: například odvodem tepla a zplodin hoření vně objektu (pravděpodobně je tím míněno zařízením pro odvod kouře a tepla známé pod zkratkou ZOTK). Můžeme také nepřímo odvodit, že obdobnou funkci by také zajistilo stabilní hasicí zařízení (doporučuji však konzultovat s místně příslušným orgánem hasičského záchranného sboru)!! I v tomto případě však stále platí druhá limitující podmínka, že souhrnná plocha všech prostupujících vzduchovodů nesmí být větší než 1/100 plochy požárně dělicí konstrukce, kterou prostupují.

Vzduchotechnické potrubí nemusí být při prostupech požárně dělicími konstrukcemi zabezpečeno požárními klapkami, pokud je v posuzovaném požárním úseku v celé délce chráněné včetně místa prostupu. Chráněné vzduchotechnické potrubí musí mít požární odolnost (15, 30, 45, 60, 90 minut) v závislosti na stupni požární bezpečnosti příslušného požárního úseku (stupeň I. až VII.), musí být z nehořlavých nebo nesnadno hořlavých hmot (nelze užít organických pěnových hmot, i když jsou zařazeny mezi nesnadno hořlavé hmoty) a nejsou na něm osazeny vyústky. Požární odolnost chráněného vzduchotechnického potrubí se stanoví zkouškou podle nové zkušební normy [6], platné od 1.7.2000. Předchozí zkušební norma ČSN 73 0857 - Stanovení požární odolnosti vzduchotechnického potrubí z roku 1991 byla zrušena. Často se zapomíná na to, že chráněné vzduchotechnické potrubí musí být připevněno závěsy nebo jinou nosnou konstrukcí se stejnou nebo větší požární odolností. Požární odolnost se stanovuje buď současně se zkoušeným potrubím, nebo se stanoví výpočtem za předpokladu, že teplota ocelových závěsů nepřesáhne 600 °C (někteří výrobci uvádějí požadavek, aby vypočtené napětí nepřekročilo 6 N/mm²). V každém případě jsou protipožární vlastnosti odzkoušených závěsů prokazatelnější než vlastnosti závěsů navržených na základě jakýchkoli (teoretických) výpočtů. Na tomto místě je třeba opět upozornit na to, že i projektový návrh chráněného vzduchotechnického potrubí musí použít pouze atestovanou konstrukci vzduchovodu. Montážní firma musí být výrobcem proškolena a musí vybavit realizovaný systém příslušnou písemnou dokumentací.

Ochrana vzduchotechnického potrubí v místě prostupu spočívá v tom, že:

• v místě prostupu požárně dělicí konstrukcí musí být potrubí vždy z nehořlavých hmot bez ohledu na to, zda prostup je nebo není opatřen požární klapkou;
• pokud je vzduchovod, který nevyžaduje v místě prostupu instalaci požární klapky (tj. má průřez pod 40 tis. mm²), opatřen izolací (například tepelnou nebo akustickou), musí být tato izolace alespoň z nesnadno hořlavých hmot a to do vzdálenosti L rovnající se druhé odmocnině plochy průřezu, nejméně však 500 mm, měřeno od vnějšího líce požárně dělicí konstrukce (obr. 1);
• pokud je vzduchovod opatřen požární klapkou zabudovanou v požárně dělicí konstrukci, musí být potrubí na obou stranách požárně dělicí konstrukce z nehořlavých hmot a to do vzdálenosti L, měřeno od líce požární klapky (obr. 2);
  

  
  Obr. 2 - Prostup vzduchotechnického potrubí s požární klapkou
  osazenou v požárně dělicí konstrukci

• pokud je vzduchovod opatřen požární klapkou zabudovanou mimo požárně dělicí konstrukci, musí být potrubí mezi listem požární klapky (tj. úrovní vyznačenou na klapce) a požárně dělicí konstrukcí ošetřeno tak, aby vzniklo chráněné potrubí (viz výše), na obou stranách požárně dělicí konstrukce pak musí být potrubí z nehořlavých hmot a to do vzdálenosti L, měřeno od líce požární klapky (na jedné straně požárně dělicí konstrukce) a od vnějšího líce požárně dělicí konstrukce (na druhé straně této konstrukce) (obr. 3);
  

  
  Obr. 3 - Prostup vzduchotechnického potrubí s požární klapkou
  osazenou mimo požárně dělicí konstrukci

• do vzdálenosti L nesmí být na vzduchovodu osazeny vyústky;
• každé místo prostupu vzduchovodu požárně dělicí konstrukcí musí být utěsněno hmotou alespoň stejného stupně hořlavosti jako je požárně dělicí konstrukce, nejvýše však hmotou stupně hořlavosti C1 (těžce hořlavé), těsnění (těsnicí konstrukce) musí mít požární odolnost shodnou s požární odolností konstrukce, kterou prostupuje (tj. s vlastnostmi EI), nejméně však 60 minut. K tomu je možno použít příslušné protipožární odzkoušené systémy, protipožární hmoty, tmely, pěny, desky atd. jak bylo uvedeno v článku [1].

Nemohu se nezmínit o jednom "slabém" místě normy ČSN 73 0872, které se vztahuje k prostupům vzduchotechnického potrubí. Oním slabým místem je podle mého názoru připuštění výjimky, že ve vzduchovodech s průřezem pod 40 000 mm², které procházejí požárně dělicí konstrukcí, nemusí být požární klapky, byť je tato výjimka korigována dalšími třemi požadavky (1. jednotlivé prostupy nemají ve svém souhrnu plochu větší než 1/100 plochy požárně dělicí konstrukce, kterou prostupují; 2. vzájemná vzdálenost prostupů musí být nejméně 500 mm; 3. do vzdálenosti 500 mm od vnějšího líce požárně dělicí konstrukce nesmí být na potrubí osazeny vyústky). Tvůrci normy byli jistě vedeni nějakým racionálním důvodem, proč tuto výjimku připustili. Pak by bylo jistě seriózní výjimku v normě ještě odůvodnit. Jinak totiž uživatel normy stojí před neřešitelným úkolem. Musí splnit základní všeobecný požadavek uvedený v článku 3, neboli navrhnout vzduchotechnické zařízení tak, aby se jím nemohl šířit požár a jeho zplodiny. Myslím si, že prostupem (či prostupy 500 mm od sebe vzdálenými) o rozměrech 199x199 mm (tj. 39601 mm²) a menším (menšími) se požár i zplodiny šířit mohou. Potom se mi navíc jeví jako paradoxní současný požadavek na utěsnění míst prostupů požárně dělicí konstrukcí způsobem, který musí mít požární vlastnosti EI, když na druhé straně připustíme prostup takto veliký a v podstatě nechráněný.

Projektant vzduchotechniky má dvě správné možnosti řešení, bohužel však rozporuplné, jak už to v případě výjimek bývá:

• navrhne požární klapku i do prostupu, který má menší plochu než 40 tisíc mm², tím splní dokonale povinnost chránit objekt před šířením požáru a jeho zplodin. Riskuje však, že bude napaden investorem, že mu prodražuje stavbu, a provozovatelem, že mu komplikuje život a vytahuje peníze z kapsy (povinnost periodických prohlídek požárních klapek);
• nenavrhne požární klapku do prostupu, který má menší plochu než 40 tisíc mm², tím splní normu (s využitím výjimky v ní obsažené). Riskuje však, že může být po požáru, který způsobí škody dotčeného požárního úseku, žalován vlastníkem stavby, že nenavrhl takové řešení, aby se požár a jeho zplodiny nemohly šířit vzduchotechnickým zařízením.

Je na každém projektantovi, zda zvolí levnější technické řešení, nebo zda dokáže přesvědčit stavebníka (investora, vlastníka,...) o tom, že je účelné, v případě protipožárních opatření, chránit stavbu důkladněji.

Obr. 4 - Nesprávně instalovaná větrací mřížka v požárně dělicí konstrukci

Obr. 5 - Sestava větracích tvarovek ze zpěňujícího materiálu

Zvláštní pozornost si zaslouží také nepotrubní prostupy požárně dělicími konstrukcemi. Jde o různé otvory většinou opatřené mřížkami či žaluziemi, které slouží k výměně vzduchu mezi sousedními prostory (obr. 4). Takový otvor, bez ohledu na velikost průtočné plochy, musí být rovněž zabezpečen proti šíření požáru nebo jeho zplodin požárním uzávěrem. Je několik způsobů jak toho docílit. Jednou z možností je instalace požární klapky nebo požárního ventilu (obvyklé spouštěcí teploty jsou 70 až 75 °C). Další možností jsou požární stěnové uzávěry (spouštění od teploty 72 °C nebo kouřovým čidlem). Dále lze také použít vyústkových větracích tvarovek (obr. 5, 6), jež jsou vyrobeny ze zpěňujícího materiálu, který při aktivační teplotě (např. 160 °C) několikanásobně zvětší svůj objem, a tím uzavřou větrací otvor. Nevýhodou "zpěňujících uzávěrů" je, že do aktivační teploty 160 °C nedokáží zabránit šíření kouře (studený kouř je již od teploty 40 °C), a proto je nelze bez dalších opatření osazovat do konstrukcí, které oddělují například chráněnou únikovou cestu (CHÚC). Na základě posouzení možnosti proniku zplodin hoření do CHÚC je možno tyto prvky použít do takových CHÚC, které jsou vybaveny přetlakovým větráním. Při návrhu proto vždy musíme posuzovat charakter sousedících prostorů (požárních úseků).

Požární klapky jsou nejznámějšími vzduchotechnickými požárními uzávěry, kterými se ošetřují potrubní prostupy v požárně dělicích konstrukcích. V České republice jsou instalovány stovky tisíc kusů těchto klapek minimálně od šesti různých výrobců. Požární klapky (obr. 7) jsou požární uzávěry ve vzduchotechnickém potrubí, které na základě samočinného spouštěcího impulsu (teplotního, mechanického, elektrického) uzavřou toto potrubí a tím brání šíření požáru a zplodin hoření po dobu požadované požární odolnosti z požárního úseku zasaženého požárem do dalších požárních úseků objektu. Požární klapky se vyrábějí pro stupeň požární odolnosti 30, 60, 90 a podle požadavku až 120 minut. Na českém trhu jsou vesměs klapky s požární odolností 90 minut, čímž splňují nepřísnější normativní kritéria [2]. Obecně pak platí, že jejich požární odolnost určuje ten požární úsek, který má vyšší stupeň požární bezpečnosti.

Obr. 6 - Větrací tvarovka před a po požáru

Obr. 7 - Požární klapka čtyřhranná

Popis funkce, druhy klapek, jejich vlastnosti a možnosti zapojení, způsoby zkoušení, ověřování, montáže, kontrol, údržby a oprav by pochopitelně vydal na rozsáhlý samostatný článek. Zde se omezím pouze na stručné a heslovité informace. Všechny požární klapky musí být provedeny a atestovány podle zkušební normy [7] - ČSN EN 1366-2 - a vybaveny certifikátem vydaným autorizovanou osobou. V požárně dělicí konstrukci musí být osazeny podle požadavků normy [2] a průvodní dokumentace výrobce tak, aby byla možná jejich obsluha, kontrola a údržba. Ve smyslu vyhlášky [3] se jedná o vyhrazený druh požárně bezpečnostních zařízení a musí jim proto být věnována příslušná pozornost od výroby, přes projektový návrh, montáž, provozování, kontrolu, údržbu a opravy. Musí být splněny podmínky stanovené právními předpisy, normativními požadavky a průvodní dokumentací výrobce. Po osazení požárních klapek do vzduchotechnického potrubí musí být vždy zajištěno jejich uvedení do provozu včetně funkčních zkoušek, jejich pravidelná kontrola a údržba v rozsahu a časovém intervalu stanoveném výrobcem.

Provozovatel vede knihu požárních klapek, ve které se všechny úkony na klapkách zapisují. V knize by měla být průvodní dokumentace výrobců všech instalovaných požárních klapek s návodem k montáži, obsluze, požadavky na kontroly, údržbu a opravy a s prohlášením o shodě. Dále by tam měla být také výkresová dokumentace, z níž bude patrné rozmístění a identifikace požárních klapek v budově a přístup k nim. Tato provozní dokumentace je předkládána mj. při výkonu státního požárního dozoru, při pravidelných kontrolách dodržování předpisů o požární ochraně atd. Výsledky kontrol, údržby a oprav požárních klapek se zaznamenávají dle vyhlášky [3] do požární knihy objektu.

3. ZÁVĚR

Pokusil jsem se shrnout základní požadavky na protipožární ochranu prostupů vzduchotechnických potrubních rozvodů požárně dělícími konstrukcemi tak, aby byly v přehledné formě k dispozici každému, kdo o tuto problematiku má zájem. Měli by to být nejen projektanti a dodavatelé, ale také vlastníci a provozovatelé vzduchotechnických zařízení.

Závěrem bych doporučil všem, kteří navrhují, realizují a provozují prvky protipožární ochrany, aby přijali zásadu, že v případě ochrany proti požáru vždy "více znamená lépe". Pokud si nejsme jisti svým technickým řešením nebo se nám zdá, že ustanovení legislativy, normy nebo předpisu výrobce není jednoznačné, navrhněme raději bezpečnější způsob a konzultujme problém s požárními specialisty a hasičským záchranným sborem, případně s odbornými firmami, které se touto problematikou profesně zabývají.

Dále je třeba zdůraznit pravidlo, že při aplikacích je nutné dodržovat pokyny výrobců a distributorů těchto požárně bezpečnostních zařízení.

Použité zdroje:
[1] TOMAN, S.: Protipožární ochrana potrubních prostupů, VVI 5/2003
[2] ČSN 73 0872 - Požární bezpečnost staveb - Ochrana staveb proti šíření požáru vzduchotechnickým zařízením (leden 1996)
[3] Vyhláška č. 246/2001 Sb., o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru (vyhláška o požární prevenci)
[4] ČSN 73 0802 - Požární bezpečnost staveb - Nevýrobní objekty (prosinec 2000)
[5] ČSN 73 0804 - Požární bezpečnost staveb - Výrobní objekty (říjen 2002) [6] ČSN EN 1366-1 (73 0857) - Zkoušení požární odolnosti provozních instalací - Část 1: Vzduchotechnická potrubí (vydání: únor 2000, účinnost 1.7.2000)
[7] ČSN EN 1366-2 (73 0857) - Zkoušení požární odolnosti provozních instalací - Část 2: Požární klapky (vydání: únor 2000, účinnost 1.7.2000)
[8] BĚLOHRADSKÝ, J: Ochrana staveb proti šíření požáru vzduchotechnickým zařízením. BESOPOK, Ministerstvo vnitra, Ředitelství hasičského záchranného sboru České republiky, 1998
[9] Katalog výrobků, Promat s.r.o.