České vysoké učení technické v Praze

F A K U L T A S T A V E B N Í

Katedra konstrukcí pozemních staveb

Kontaktní zateplení budov z požárního hlediska

Kontaktní zateplení z požárního

hlediska

Doc.Ing.Václav Kupilík, CSc.

„KZS“ … Kontaktní Zateplovací Systém

„ETICS“ … External Thermally Insulating Composite Systems

Provětrávané fasády nepředstavují problém, pokud obsahují

nehořlavý tepelný izolant a nehořlavý vnější obklad

Značně protichůdné názory na použití tepelného izolantu v KZS:

expandovaný polystyren (EPS) = hořlavý, difúzně uzavřený … X

… „nehoří v systémovém řešení“, levnější, lehčí, jednodušší

realizace, ozdobné prvky apod.

minerální vlna (MV) = nehořlavý, difúzně „otevřený“ … X … 2 ÷ 3x

dražší, 4 ÷ 5x těžší

ÚvodÚvod

1. Požární zkouška pro fasády

2. Související požární terminologie

3. KZS z pohledu požárních norem

4. Příklady skutečných požárů

Obsah prezentace

ČSN ISO 13785-1 (únor 2010) – Zkoušky reakce na oheň pro fasády

Zkouška středního rozměru, tj. nejde o laboratorní test ani test v reálném měřítku.

Modelová zkouška z hlediska šíření požáru pro problematické detaily

nadpraží oken – bytový požár … hořák 100kW

zakládací lišta nad terénem – vnější požár (např. hořící porost) … hořák 50kW

je-li pod zakládací lištou otvor (okno ze suterénu), detail založení je nutné zkoušet

jako nadpraží (hořák 100kW), nikoliv jako zakládací lištu!

Délka zkušebního požáru

novostavby … 30min.

stávající objekty … 15min.

Sledované parametry:

teploty uvnitř KZS a na povrchu (omítka) … max. 350°C

šíření plamene po vnějším povrchu

vyhoření tepelné izolace (EPS-f) … vznik dutiny pod omítkou (velikost není omezena)

ČSN ISO 13785-1 (únor 2010) – Zkoušky reakce na oheň pro fasády

ČSN ISO 13785-1 (únor 2010) – Zkoušky reakce na oheň pro fasády

Propanový hořák (50 nebo 100kW)

Termoelektrický

články (350°C)

ČSN ISO 13785-1 ( 2010) Zkoušky reakce na oheň pro fasády

ČSN ISO 13785-1 (únor 2010) – Zkoušky reakce na oheň pro fasády

Vyhoření EPS a vznik dutiny

Změna zbarvení MV

1. Požární zkouška pro fasády

2. Související požární terminologie

3. KZS z pohledu požárních norem

4. Příklady skutečných požárů

Obsah prezentace

Požární výška objektu X výšková poloha požární úseku (PÚ)

A1 – např. deska z MVNehořlavé výrobky

A2 – např. SDK deska, CETRIS

B

Hořlavé výrobkyC

D – např. OSB deska

E – např. fasádní EPS

F – běžný EPS

Hořlavost – třídy reakce výrobků na oheň

Výrobky a materiály (např. SDK deska) nemají žádnou požární odolnost (v minutách).

Požární odolnost mohou vykazovat až nosné či požárně dělící KONSTRUKCE do

které jsou výrobky zabudovány.

Druhy konstrukcí (DP1, DP2, DP3)

a) konstrukce druhu DP1 = zděné, železobetonové, ocelové k-ce apod.

b) konstrukce druhu DP2 = některé dřevostavby, dřevěné trámové stropy se záklopem

a podhledem s omítkou, „necertifikovaný“ KZS nehořlavých obvodových stěn

novostaveb s EPS

c) konstrukce druhu DP3 = dřevostavby, krovy s viditelnými nosníky apod.

Poznámka: u k-cí druhu DP1 je použití

materiálů A2 omezené (h ≤ 22,5m, u vyšších

objektů nebo v 2.PP a dalším PP pouze v

případě SHZ)

Konstrukční systémy budov (KS)

a) KS nehořlavý … bez výškového omezení objektu

b) KS smíšený … h ≤ 22,5m

c) KS hořlavý … h ≤ 12m

Poznámka: „necertifikovaný“

KZS nehořlavých stěn

novostaveb s EPS = k-ce

druhu DP2 = hořlavý KS

Požární pásy na fasádě900m

m (

min

.)

A

B

C

A+B+C = 1200mm (min.)900mm (min.)

Příklad vodorovných požárních pásů na fasádě (mezi požárními úseky)

Svislé a vodorovné pásy jsou „pruhy“ určité šířky na fasádě oddělující jednotlivé požární

úseky, tj. část obvodové stěny ve styku s požární stěnou nebo stropem. Musí být

provedeny z konstrukcí druhu DP1, musí vykazovat příslušnou požární odolnost apod.

Požární pásy není nutné řešit:

pro „nízké objekty“ s požární výškou h < 12m (požární pás mezi objekty ano)

pokud alespoň na jedné straně je požární úsek nebo prostor bez požárního rizika

požární pásy nad CHÚC

pokud jsou požární úseky vybavené SHZ - sprinklery (výhoda pro prosklené fasády)

Požární pásy na fasádě

Nevyhovující výška požárního pásu

vyřešena vložením pruhu protipožárního

skla do spodní části prosklené stěny,

kterou bylo nutné dodatečně požárně

odzkoušet.

Zdroj: PROMAT Praha s.r.o.

Svislý požární pás na fasádě … „ by byl vhodný! “

Zdroj: PROMAT Praha, s.r.o.

1. Požární zkouška pro fasády

2. Související požární terminologie

3. KZS z pohledu požárních norem

4. Příklady skutečných požárů

Obsah prezentace

ČSN 73 0802 (2000) Požární bezpečnost staveb – Nevýrobní objekty

ČSN 73 0804 (2002) Požární bezpečnost staveb – Výrobní objekty

ČSN 73 0810 (2005) Požární bezpečnost staveb – Společná ustanovení

… přísné požadavky pro zateplení novostaveb s použitím EPS

ČSN 73 0802 (2009) Požární bezpečnost staveb – Nevýrobní objekty

ČSN 73 0804 (2010) Požární bezpečnost staveb – Výrobní objekty

ČSN 73 0810 (2009) Požární bezpečnost staveb – Společná ustanovení

V praxi je stále možné se setkat se zateplováním objektů podle více norem, jejichž

požadavky se značně liší. Řada projektů čeká na realizaci nebo je rozestavěno.

Základní normy řešící zateplení

DODATEČNÉ ZATEPLENÍ

Změna stávající již zkolaudované stavby, zejména pak

dříve realizovaných panelových bytových objektů. Nejedná

se tedy o právě dokončené objekty nebo objekty

kolaudované po roce 2000.

Požární požadavky přináší jisté úlevy pro dodatečné

zateplení v porovnání s požadavky pro zateplení

novostaveb.

Požadavky jsou kladeny jen na KZS bez ohledu na

zateplovanou stěnu.

ZATEPLENÍ NOVOSTAVEB

KZS a zateplovaná stěna vytváří jednu požárně dělící

konstrukci.

Např. i zateplení 8 let starého rodinného domu se bude řídit

požadavky pro zateplení nových objektů.

Kontaktní zateplovací systémy

B … třída reakce na oheň pro KZS

jako ucelený výrobek (systém)

Tepelný izolant musí vykazovat

alespoň třídu reakce na oheň E

(fasádní EPS) a musí být kontaktně

spojen se zateplovanou stěnou

(max. 0,01m2 / bm = mezera 1cm)

12m < hp ≤ 22,5m

např. F

např. A2

např. A1

Povrchová vrstva musí vykazovat index šíření plamene is = 0mm/min.

Úpravy KZS v úrovni založení (je-li nad terénem) a v místě otvorů (okna, dveře)!

A1 nebo A2 (minerální vata)hp > 22,5m

Dodatečné zateplení – „certifikované“ řešení pro objekty h > 12m

Úpravy KZS v úrovni založení (je-li nad terénem) a v místě otvorů (okna, dveře), aby

nedošlo k šíření požáru po vnějším povrchu nebo po tepelné izolaci. Za vyhovující se

považuje:

a)

Dodatečné zateplení – úpravy v místě založení a v místě otvorů

okno

nadpraží: tepelný izolant s třídou reakce na oheň A1 nebo A2 min. 0,5m

max. 0,15m

min. 1500mmoknoPOZOR: neplést tuto

úpravu s klasickými

požárními pásy!

b) stejnou úpravu lze použít i v místě založení

Poznámka: je-li KZS založen pod terénem a

nedochází-li nad terénem k zvětšení tloušťky

tepelného izolantu, požadavek na úpravu

odpadá (řešení není běžné).

okno

min. 0,5m … A1 nebo A2 (MV)

max. 0,15m … EPS-f

Ob

vo

do

vá

stě

na

EPS-f

EPS-f

Dodatečné zateplení – úpravy v místě otvorů a založení

Takové úpravy KZS v úrovni založení (je-li nad terénem) a v místě otvorů (okna, dveře),

aby dle ISO 13785-1 nedošlo k šíření požáru po vnějším povrchu nebo po tepelné izolaci,

a to po dobu 15min. přes úroveň 0,5m od spodní hrany zkušebního vzorku:

c) nehořlavá zakládací lišta (A1 nebo A2 – např. kovové lišty min. tl. 0,8mm) + ISO

zkouška 50kW hořák … perforované zakládací lišty + EPS-f nepřichází v úvahu

d) úpravy kolem nadpraží a ostění; ISO zkouška 100kW hořák; je-li pod zakládací lištou

otvor (okno ze suterénu), detail založení je nutné hodnotit jako nadpraží (hořák 100kW),

nikoliv jako založení (hořák 50kW)!

Úpravy nutné splnit u otvorů alespoň nad úrovní hp ≥ 12m (není nutné u oken CHÚC)

Ob

vo

do

vá

stě

na

Konstrukční úprava (zesílená omítka,

vložena nehořlavá deska apod.)

EPS-f

Poznámka: problém při ISO zkoušce = deformace

hliníkové lišty + vytékání taveniny EPS-f

ČSN ISO 13785-1 (únor 2010) – Zkoušky reakce na oheň pro fasády

Funkce MV v nadpraží okna – eliminace teplot a vytavení EPS; ISO zkouška 15min., 100kW

Dodatečné zateplení budov

hp ≤ 12m

KZS zcela bez požárních požadavků! Doporučeno

navrhovat „certifikované“ KZS (tj. splňující požadavek

na třídu reakce na oheň pro celek „B“, tepelný izolant

„E“ a index šíření plamene is = 0mm/min.)!

Tepelný izolant z EPS může být použit do úrovně

stropní konstrukce nad podlahou, ke které je vztažena

požární výška, tj. na tomto obrázku např. do výšky 12

+ 3 = 15m (na atiku či římsu se nebere zřetel a mohou

být rovněž zatepleny EPS).

„Certifikované“ zateplení s EPS je možné použít pro:

stěny v požárně nebezpečném prostoru

požární pásy

únikové cesty (schodiště)

Dodatečné zateplení budov

„Certifikovaný“ KZS s EPS-f

Úpravy nadpraží pro otvory (okna) s hp ≥ 12m

Úprava nadpraží pro otvory s hp < 12m není

nutná. V případě oken z únikových cest (CHÚC)

úprava také není nutná, jelikož se

nepředpokládá prošlehnutí plamenů okny a

výtok horkých plynů.

Úprava v místě založení KZS (je-li nad terénem)

hp > 22,5m

hp ≤ 22,5m

A1 nebo A2 – nehořlavý tepelný izolant v celé

ploše zateplované obvodové stěny

hp < 12m

XPS (extrudovaným polystyren), MV není vhodná

Zateplení novostaveb

KZS + obvodová stěna = jedna požárně dělící konstrukce

Nehořlavá stěna (A1, A2) + KZS s tepelným izolantem třídy reakce na oheň C až E

„necertifikované“ zateplení

…

konstrukce druhu DP2

…

hořlavý konstrukční systém

…

h ≤ 12m

Zateplení novostaveb – „certifikované“ řešení

Při určení druhu konstrukce obvodových stěn (DP1, DP2 nebo DP3) se nebere zřetel na KZS

a tudíž stěna zůstává stejného druhu jako bez KZS, pokud jsou splněny následující body:

a) požární výška objektu h ≤ 12m

b) třída reakce na oheň B pro KZS jako ucelený výrobek (systém), tepelný izolant musí

vykazovat alespoň třídu reakce na oheň E (fasádní EPS) a musí být kontaktně spojen se

zateplovanou stěnou

c) povrchová vrstva musí vykazovat index šíření plamene is = 0mm/min. (u hořlavých

konstrukčních systémů max. is = 100mm/min.)

d) třída reakce na oheň A1 nebo A2 pro KZS jako ucelený výrobek (systém) v případě

požárních pásů (např. svislý pás mezi objekty z minerální vlny)

Zateplení novostaveb

Příklad 1: zděná obvodová stěna (DP1) +

„certifikovaný“ KZS = konstrukce zůstává

druhu DP1 = nehořlavý konstrukční systém

budovy

Příklad 2: zděná obvodová stěna (DP1) +

„necertifikovaný“ KZS = konstrukce druhu

DP2 = hořlavý konstrukční systém budovy

Hořlavý konstrukční systém = vyšší stupeň

požární bezpečnosti pro požární úseky, vyšší

požadavky požární odolnost konstrukcí, větší

odstupové vzdálenosti atd.

Svislý požární pás

šířky min. 900mm

na rozhraní objektů

(A1, A2)

hp ≤ 12m

Požární úsek (např. byt)

Zateplení novostaveb

12m < hp ≤ 30m

Pro budovy s nehořlavým (smíšeným) konstrukční systém

budovy a požární výškou 12m < h ≤ 30m lze postupovat takto:

Obvodová stěna musí být druhu DP1 a

nehořlavý tepelný izolant A1 nebo A2

Může být použit postup dle bodů a) až d) dle

předchozího slajdu, tj. „certifikovaný“ KZS s EPS.

Bod d) = požární pásy (A1, A2) pokud jsou

vyžadovány normami a to pro objekty h > 12m

jednoznačně jsou! … problematické, diskuze!

hp ≤ 12m

Požární úsek (např. byt)

XPS (extrudovaným polystyren), MV není vhodná

Zateplení novostaveb – požární pásy

Novostavba komplexu bytových

domů – Praha Letňany (2007)

Správné řešení požárních pásů

zateplených minerální vlnou

Zateplení novostaveb

hp > 30m Obvodová stěna musí být druhu DP1 a nehořlavý

tepelný izolant A1 nebo A2 po celé výšce objektu.

Zateplení soklové nebo podzemní části obvodové

stěny pomocí XPS (extrudovaným polystyren),

MV není vhodná.

Polystyren a odstupové vzdálenosti (sálání tepla)

Množství uvolněného tepla: Q = M . H [MJ/m2]

M … plošná hmotnost [kg/m2] = objemová hmotnost [kg/m3] x tloušťka [m]

H … výhřevnost materiálu [MJ/kg] … HEPS = 39MJ/kg

Požárně uzavřené plochy (PUP) … Q ≤ 150MJ/m2 – odstupová vzdálenost se neurčuje!

Odstupová vzdálenost se určuje od požárně otevřených ploch (POP)!

Částečně POP … 150 < Q ≤ 350 MJ/m2 – pro výpočet odstupové vzdálenosti se uvažuje ne

celá plocha obvodové stěny, ale jen část stěny (pro bytové stavby cca 60%)

Zcela POP … ve výpočtu se uvažuje celá plocha stěny („jedno velké okno“)

Q > 350MJ/m2 – např. okna, hořlavý obklad … B, C nebo D („certifikovaný“ KZS s EPS… „B“)

Q > 150MJ/m2 – hořlavý obklad E nebo F (např. „necertifikovaný“ KZS …samotný EPS = „E“)

Polystyren a odstupové vzdálenosti (sálání tepla)

Fasádní EPS 100 F … ρ = 18 ÷ 23kg/m3; H = 39MJ/kg … (λ = 0,036W/m2K)

Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 180mm

Q = M . H = ( 0,18 . 23 ) . 39 = 162MJ/m2 > 150MJ/m2 … POP, tj. určuji odstup!

… „certifikované“ zateplení = částečně POP, tj. menší odstup než pro zcela POP

… „necertifikované“ zateplení = zcela POP, tj. obvodová stěna = „jedno velké okno“

Fasádní EPS 70 F … ρ = 14 ÷ 18kg/m3; H = 39MJ/kg … (λ = 0,039W/m2K)

Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 220mm

Q = M . H = ( 0,22 . 18 ) . 39 = 155MJ/m2 > 150MJ/m2 … POP, tj. určuji odstup!

Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 200mm

Q = M . H = ( 0,20 . 18 ) . 39 = 141MJ/m2 ≤ 150MJ/m2 … PUP (odstup neurčuji)

Příklad: zděná stěna + zateplení tl. 160mm

Q = M . H = ( 0,16 . 23 ) . 39 = 144MJ/m2 ≤ 150MJ/m2 … PUP (odstup neurčuji)

1. Požární zkouška pro fasády

2. Související požární terminologie

3. KZS z pohledu požárních norem

4. Příklady skutečných požárů

Obsah prezentace

Příklad skutečného požáru – bytový dům, Mladá Boleslav, 2008

Příklad skutečného požáru – bytový dům, Praha Petřiny, 2009

Příklad skutečného požáru – bytový dům, Praha Petřiny, 2009

Příklad skutečného požáru – bytový dům, ?

Zdroj:

http://www.pelcfrantisek.cz/zap.htm

Zápisník 2010 (duben)

Závěr

při úpravě detailů v KZS (ISO 13785-1) mohou být kromě otvorů (tj. okna, dveře) v

obvodových stěnách i další problematické otvory v KZS – elektroinstalační krabice,

průduchy pro odvětrání, kotvy bleskosvodů apod.

retardací EPS (se „samozhášivou“ úpravou) se izolant nestává nehořlavým, není

zdrojem hoření avšak v případě vnějšího tepelného zdroje hoří a může přispět k šíření

požáru po fasádě … problém = „požární mosty“ (otevřená místa v omítce, trhliny apod.)

na EPS je však nutné nahlížet ne jako na samotný materiál, ale v podobě zabudované

do KZS, které dnes MOHU BÝT na velmi dobré úrovni

černý pruh na boční straně desky značí fasádní EPS

používání „certifikovaných“, tj. požárně atestovaných KZS, by mělo být zcela

samozřejmé … problém = testování „ideálních vzorků“ X realita?

dají se očekávat změny staveb před dokončením, jelikož nová norma (ČSN 73 0810)

přináší širší uplatnění pro „certifikované“ KZS s EPS

pro stavebního inženýra jsou normové požadavky velmi obtížně pochopitelné a jsou

předmětem často i diskuzí požárních projektantů a specialistů

Děkuji Vám za pozornost.