Požiarna Odolnosť Plochých Striech: Inovácie a Využitie Minerálnej Izolácie

Jednou z rozhodujúcich vlastností stavebných konštrukcií je ich požiarna odolnosť, ktorá vyjadruje čas v minútach, počas ktorého je konštrukcia schopná odolávať účinkom požiaru vnútri budovy. Tento čas určuje schopnosť konštrukcie zachovať si svoju pôvodnú funkciu v podmienkach požiaru bez toho, aby bola ohrozená jej celistvosť, nosnosť a izolačné vlastnosti.

Požiarna odolnosť sa overuje na základe skúšky podľa príslušnej normy alebo výpočtom. Požiarna odolnosť stavebných konštrukcií sa určuje podľa STN EN 13501-2 Klasifikácia požiarnych charakteristík stavebných výrobkov a prvkov stavieb - Časť 2. Na základe vykonanej požiarnej skúšky je stavebná konštrukcia zaradená do triedy požiarnej odolnosti udávanej v minútach, napr.: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 240 min. Triedy požiarnej odolnosti sú doplnené symbolmi limitných podmienok.

Kritériá požiarnej odolnosti (REI, W)

Konštrukcie nosných protipožiarnych stien, stropov a striech sa testujú na limitné podmienky: R, E a I, s doplnkami S a W. Požiarna odolnosť je potom označená REI.

Požiarna odolnosť konštrukcie znamená, ako dlho konštrukcia spĺňa nasledujúce kritériá:

• R - Nosnosť a stabilita: Táto limitná podmienka sa vzťahuje na všetky nosné konštrukcie, ktoré zabezpečujú stabilitu celého objektu. Konštrukcia musí určitý čas odolávať pôsobeniu požiaru na jednej alebo viacerých stranách pri špecifickom mechanickom zaťažení, bez akejkoľvek straty stability a nadmernej deformácie. Kamenná vlna ROCKWOOL môže predĺžiť čas na udržanie stability a nosnosti nosnej konštrukcie.
• E - Celistvosť: Medzný stav platí pre všetky plošné požiarne deliace konštrukcie. Schopnosť deliacej konštrukcie odolávať pôsobeniu požiaru len z jednej strany je kľúčová. Počas požiaru nesmú v konštrukcii vzniknúť trhliny ani otvory, ktorými by prenikli plamene alebo horúce plyny na druhú stranu, do iného požiarneho úseku. Konštrukcia chránená nehorľavou kamennou vlnou zachováva celistvosť tejto konštrukcie, ktorá je vystavená pôsobeniu požiaru. To znamená, že sa predlžuje čas, kým sa plameň dostane do susedných miestností. K strate celistvosti dochádza vznikom trhlín a otvorov prekračujúcich určité rozmery či vznietením neexponovaného povrchu. V ktoromkoľvek mieste nesmie napríklad vzniknúť otvor väčší ako 25 mm či trhlina alebo škára šírky väčšia ako 6 mm a dĺžky 150 mm. Ďalej nesmie dôjsť k súvislému plamennému horeniu na strane odvrátenej od požiaru trvajúcemu dlhšie ako 10 sekúnd.
• I - Izolácia (izolačná schopnosť): Tento medzný stav platí pre plošné požiarne deliace konštrukcie, ktoré musia odolávať pôsobeniu požiaru len z jednej strany. Musí zabrániť nadmernému ohrievaniu priestoru na strane odvrátenej od požiaru. Nesmie sa vznietiť ani neexponovaná strana, ani akýkoľvek materiál v jej blízkosti. Prvok má vytvárať tepelnú bariéru schopnú chrániť osoby v jej blízkosti. Medzný stav I zaistí relatívne nízke teploty na strane konštrukcie odvrátenej od požiaru, čím by sa malo zabrániť zahoreniu blízkych predmetov v susediacom požiarnom úseku. Kamenná vlna ROCKWOOL izoluje konštrukcie, ktoré odolávajú vysokým teplotám požiaru. Nehorľavé izolácie tvoria bariéru a znižujú riziko zahorenia napr. predmetov, ktoré sa nachádzajú na strane konštrukcie, ktorá nie je priamo vystavená pôsobeniu požiaru. Okrem vlastnosti „E - Celistvosť“ musí byť splnená aj vlastnosť „I - Izolačná schopnosť“. V tomto prípade nesmie dôjsť na neexponovanom povrchu požiarne deliaceho prvku k nárastu teplôt v priemere o viac ako 140 °C. Zároveň v ktoromkoľvek mieste nesmie teplota vzrásť o viac ako 180 °C. Výnimkou je miernejšia klasifikácia EI2, kedy je limitná hodnota nárastu teploty o 180 °C v niektorých miestach zvýšená na 360 °C. Vždy sa ale posudzuje priamo teplota povrchu (tzn. na dotyk).
• W - Radiácia (hustota tepelného toku na neohrievanej strane): Schopnosť konštrukčného prvku odolávať expozícii len z jednej strany tak, aby sa znížila pravdepodobnosť prenosu požiaru následkom značného sálavého tepla ako prvkom, tak aj z neexponovaného povrchu prvku na susedné materiály. Prvok má tiež chrániť osoby v jeho blízkosti. Medzný stav W nie je schopný zabrániť nárastu teplôt, ale len do určitej miery obmedzuje tepelný tok sálajúci zo strany konštrukcie odvrácanej od požiaru. Tento tepelný tok nesmie spôsobiť rozšírenie požiaru. Medzný stav „W“ (obmedzenie radiácie tepla) platí pre plošné požiarne deliace konštrukcie a ide o podobný medzný stav ako „I“, ale s menej prísnymi požiadavkami. Okrem vlastnosti „E - Celistvosť“ musí byť splnená aj vlastnosť „W - Radiácie“. Prvok spĺňa túto požiarnu odolnosť, pokiaľ sálavý tok (radiácia) vo vzdialenosti 1 m od povrchu odvráteného od požiaru je menší ako 15 kW/m2. Obmedzením sálavého toku je znížená pravdepodobnosť prenosu požiaru a vznietenia materiálov v susednom požiarnom úseku.

Tabuľka kritérií požiarnej odolnosti

Klasifikácia konštrukcií podľa druhu D1, D2, D3

Požiarna odolnosť stavebnej konštrukcie znamená jej schopnosť odolávať účinkom požiaru bez porušenia funkcie. Vyjadruje časový interval od začiatku požiaru až po dosiahnutie niektorého z medzných stavov. Dôležité je, že niektoré stavebné konštrukcie sú požiarne odolné, hoci sú horľavé (napr. drevené), ďalšie môžu mať nízku požiarnu odolnosť, hoci sú nehorľavé (oceľové konštrukcie). Preto pri hodnotení stavebných konštrukcií z protipožiarneho hľadiska sa používa hodnotenie, ktoré zohľadňuje vplyv materiálu konštrukcie na stabilitu konštrukcie a intenzitu požiaru.

• D1 - konštrukcie, ktoré v požadovanom čase požiarnej odolnosti nezačnú horieť a uvoľňovať teplo.
• D2 - konštrukcie, ktoré v požadovanom čase požiarnej odolnosti nezačnú horieť a uvoľňovať teplo. (Pozn.: Napríklad strešné konštrukcie v rodinnom dome s využívaným podkrovím nemusia zodpovedať požiarnej odolnosti D1, postačí aj 30/D2.)
• D3 - konštrukcie, ktoré v požadovanom čase požiarnej odolnosti zvyšujú intenzitu požiaru. Ide o konštrukcie z horľavých materiálov, alebo takých, ktoré nespĺňajú požiadavky D1 a D2.

Podľa typu budovy a prevedenia možno dosiahnuť v prípade jednotlivých stavebných častí rozličné stupne požiarnej bezpečnosti označované číslicami I. - VII. a charakterizované požiarnou odolnosťou a druhom konštrukcie - napr. 30/D1, 15/D3 (15 minút).

Vývoj a skúšky požiarnej odolnosti plochých striech s minerálnou izoláciou

Kombinované tepelné izolácie z penového polystyrénu a minerálnej vlny sa dnes stala veľmi rozšíreným riešením plochých striech. Hlavný impulz pre prvé skúšky plochých striech s trapézovým plechom a kombinovanou tepelnou izoláciou bol v roku 2001. Bola ním nová STN 73 0831, ktorá požadovala požiarne oddelenie plastických hmôt (napr. penového polystyrénu) od zhromažďovacieho priestoru konštrukcií druhu D1, vyhovujúce najmenej medznému stavu EI 15 (podľa článku 6.2 STN 1363-2, krivka pomalého zahrievania).

Bolo teda nevyhnutné skúškami overiť nové skladby plochých striech, ktoré by splnili aj tieto nové požiadavky na požiarnu bezpečnosť. V roku 2002 tiež neboli k dispozícii žiadne skladby ľahkých plochých striech s trapézovým plechom s deklarovanou požiarnou odolnosťou podľa STN EN 1365-2. Požiarna odolnosť vtedy nemali ako ploché strechy s minerálnou vatou, tak ani s penovým polystyrénom.

S nástupom novej STN 73 0831 začali za spolupráce spoločností Združenia EPS ČR, REPO a Kovové profily, intenzívne prípravy na nové náročné požiarne skúšky. Uskutočnili teoretické výpočty nových kombinovaných tepelných izolácií EPS + MW pre ploché strechy, ktoré preukázali možnú úspešnosť budúcich skúšok. Historický okamih vykonania hlavnej skúšky požiarnej odolnosti sa odohral 1.2.2002. Prvýkrát v ČR ľahká plochá strecha s trapézovým plechom dosiahla požiarnu odolnosť neskôr klasifikovanú ako REI 15.

Medzi hlavné závery skúšky patrila okrem statických požiadaviek na trapézové plechy tiež nevyhnutnosť aplikácie požiarne deliacej vrstvy MW v dvoch vrstvách. Pri zaťažení normovým požiarom zo spodnej strany dochádza u strešného plášťa k vysokým deformáciám, ktoré spôsobujú veľké otváranie špár medzi doskami MW.

Rozmach nových skladieb a konkrétne riešenia

Po prvom úspechu z roku 2002 dochádza k veľkému rozmachu týchto nových skladieb plochých striech. Nadväzujú tiež ďalšie skúšky požiarnej odolnosti s klasifikáciami REI 15 - REI 30. Všetky skladby používajú overený a osvedčený princíp - na trapézový plech je treba aplikovať dvojvrstvovú požiarne deliacu vrstvu MW. Tepelná izolácia z penového polystyrénu a hydroizolácie sa tak dostávajú do chránenej oblasti, kedy pri skúške požiarnej odolnosti nedochádza k ich horeniu.

Ako príklad možno uviesť skúšku požiarnej odolnosti ľahkého strešného plášťa SG COMBI ROOF 30 M, ktorá bola vykonaná podľa metodiky EN 1365-2: 2001. Táto skladba zahŕňala trapézové plechy TR 150/280/0,75 konkrétnej triedy ocele a statických parametrov pri použití príslušných pripojovacích detailov. Na základe špeciálneho statického posudku je možné navrhnúť strešný plášť SG COMBI ROOF 30 M pre rôzne rozpony a konkrétne statické podmienky.

V rámci tejto skladby boli použité veľkoformátové dosky ISOVER hr. 2x30mm s obojsmerne posunutými špárami a penový polystyrén SG COMBI ROOF hr. min. 80mm. Na základe posúdenia požiarnej odolnosti strešného plášťa, čiže rozšírenej aplikácie výsledkov skúšky podľa STN EN 13 501-2, je možné použiť ľubovoľný typ povlakovej hydroizolácie (asfaltový pás, fólia, ...). Kombinovaná tepelná izolácia si získala najmä v ľahkých strešných plášťoch na trapézovom plechu svoje pevné miesto. Nevyhnutnosťou pre požiarnu spoľahlivosť je prevedenie požiarne deliacej vrstvy z MW z dvoch vrstiev s posunom špár.

Význam minerálnej izolácie v požiarno odolných strechách

Požiarna odolnosť sa hodnotí vždy na celú skladbu konštrukcie. Samotný jednotlivý prvok danej konštrukcie, napr. izoláciu, takto hodnotiť nie je možné. Nehorľavá kamenná vlna ROCKWOOL zvyšuje požiarnu odolnosť rôznych stavebných konštrukcií a významne prispieva k zvýšeniu požiarnej bezpečnosti budov.

Minerálna izolácia s nadštandardnou pevnosťou v tlaku a tepelnoizolačnými vlastnosťami vo forme dosiek, ako je napríklad Nobasil D1, je doporučená na aplikáciu do plochých striech ako izolácia účelových striech - občasne pochôdznych strešných konštrukcií s mechanickým kotvením do únosných stropných konštrukcií na báze železobetónu, respektíve trapézového plechu.

Každá budova s plochou strechou môže správnou realizáciou strechy dosiahnuť výrazné predĺženie životnosti a najmä zníženie svojej energetickej náročnosti.

tags: #protipoziarna #odolnost #plochej #strechy #nobasil #d1