Protipožární prostupy kabelů a potrubí přes stěny a stropy s požární odolností jsou kritickým faktorem pro každého, kdo je zodpovědný za návrh, specifikaci a výstavbu nových budov, nebo za průběžnou správu a údržbu již obydlených prostor. K dosažení tohoto náročného úkolu, je nutné použít speciálně schválené nebo otestované systémy. Toto se nazývá pasivní protipožární ochrana nebo jednoduše protipožární ochrana. Většina těchto řešení je založena na základní technologii známé jako intumescence nebo zpěňování. Ale jak to funguje, jaké je její tajemství a proč je to tak důležité v moderní stavební praxi?

Zpěňování na první pohled

Slovo intumescence má svůj původ v latinském „intumescere“. Termín pochází z lékařské oblasti a znamená otok způsobený zánětem. Chemicky jde o napěňování určitých látek vlivem tepla. Obecně oheň potřebuje k hoření tři složky: palivo, kyslík a zdroj tepla. Při zapálení oheň produkuje teplo, plameny, plyn a kouř. Požár může být uhašen v případě, že by chyběl jakýkoli zdroj paliva, kyslíku nebo tepla.



Základní principy požární ochrany jsou detekce, potlačení, omezení. Zpěňování hraje primární roli v chráněném požárním úseku. Pomáhá při odříznutí nedotčených oblastí budovy od zdroje tepla.

Existují dva různé principy zpěňování. Za prvé, dochází k intumescentní reakci, která vede k tlaku. Materiál expanduje při vystavení teplu a vyvíjí tlak na uzavření otvorů a spojů, kde nutí tající plastová potrubí uzavřít. Druhým principem je izolační intumescence. Zde materiál při vystavení teplu expanduje a vytváří uhličitanovou, izolační pěnu, která chrání například kovové prostupující instalace nebo kabely.

Jak to funguje? Exkurze do světa chemie

Intumescentní systémy jsou „inteligentní“ kompozice materiálů. Reagují na změnu teploty okolního prostředí, například při požáru. Při překročení určité teploty materiál vytváří objemnou vrstvu, která chrání podkladové stavební části. Expanzní teplota se může pohybovat od 150°C do 350-400°C. Expanze má tendenci být z velké části omezena a rozšiřuje se směrem ven až na 700 % nebo dokonce více.


Intumescentní materiál: Hilti protipožární pěna

Skutečný výsledek je založen na některých důležitých chemických reakcích závislých na teplotě. Většina zpěňujících materiálů je proto směsí různých složek, jako jsou polymerní základní složky a pojiva, plynotvorné látky, zdroje uhlíku a některé katalyzátory, které řídí reakce jiných složek. Jednou z klíčových surovin v mnoha pasivních protipožárních systémech je vermikulit, který působí jako nadouvadlo v protipožárních manžetách, tmelech, tvarovkách nebo jiných systémech. Na obrázcích níže jsou zobrazena různá stadia „po expanzi“ versus „před expanzí“.


Jedna klíčová základní surovina: vermikulit v mikroskopickém pohledu (před expanzí) versus Vermikulit v mikroskopickém pohledu po expanzi


Zpěňování v akci, protipožární manžeta během požární zkoušky

Proč se tato technologie používá k zastavení požáru?

Vzhledem k našemu protipožárnímu trojúhelníku zmíněnému výše a konkrétnějšímu omezování požáru, stavební předpisy to podporují tím, že vyžadují, aby byla budova rozdělena na požární úseky. Mezi těmito požárními úseky se nacházejí stěny s požadavkem na požární odolnost nebo kouřotěsnost. Tyto stěny jsou určeny k tomu, aby omezily tok ohně nebo kouře, aby se nerozšířil do jiných částí/požárních úseků budovy. Avšak instalace musí prostupovat mezi těmito jednotlivými úseky. Přes tyto protipožární stěny a stropy procházejí plastová potrubí, hořlavá izolovaná potrubí nebo kabely a kabelové žlaby. Při požáru reagují různě podle druhu materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Většina z nich změkne, roztaje a jednoduše vyhoří, přičemž zanechá otvor, mezeru nebo prostě místo pro únik požáru. V mnoha případech oheň také může zničit nebo poškodit podklad (konstrukci/těsnění) během procesu tavení nebo hoření. Pasivní protipožární řešení využívají materiály a komponenty na bázi intumescence, takže zpěněním nebo expanzí přímo v konstrukci stěny nebo stropu pomáhají zastavit destruktivní proces způsobený těmito tajícími, hořícími nebo pohybujícími se prostupujícími instalacemi. Proto jsou protipožární systémy navrženy tak, aby pomáhaly efektivně udržovat oheň v určitém požárním úseku.


Potrubí a kabely hoří a tají, netěsnosti a mezery jsou uzavřeny napěňujícími produkty

Chcete-li pomoci ochránit majetek a životy, musíte tento proces hoření co nejrychleji omezit. Toto hlavní role pasivních protipožárních systémů. Proč pasivní? Tyto systémy jsou zabudovány do konstrukce budovy během stavebního procesu a nereagují, dokud nedojde k požáru nebo výraznému rozvoji tepla. Navíc nevyžadují žádné další prvky, jako jsou alarmy nebo externí metoda detekce. Jednoduše jen s nárůstem tepla začnou budovat proces oddělení požárních úseků.

Jak výrobci využívají tuto technologii – výzvy
 
Jelikož existuje mnoho různých materiálů potrubí, kabelů a izolací, reakce při požáru mohou být zcela odlišné. Pokud jde o vývoj a zkoušení určitých aplikací potrubí a kabelů, proces do značné míry závisí na materiálu, průměru potrubí nebo kabelu a tloušťce stěny potrubí.

Například pro PVC plastové potrubí o průměru 160 mm může být tloušťka stěny potrubí 6 mm nebo více. Vzhledem k průměru potrubí je proces hoření/tavení časově náročný a vyznačuje se kontinuálním tavením v průběhu času. V tomto případě by intumescentní reakce neměla být příliš rychlá. Stále vám musí zůstat dostatek materiálu pro uzavření poměrně velkého otvoru (160 mm prstencová mezera) s dostatečným množstvím materiálu, který zůstane na konci procesu tavení/hoření. Vzhledem k velikosti potrubí je také zapotřebí určitý tlak na zavření jakéhokoli materiálu potrubí. Příliš mnoho rychle reagujícího intumescentního materiálu může vést k nekontrolované expanzi.
 
Výzvou pro výrobce protipožárních řešení je tedy vyvinout systémy, které jsou schopny pokrýt širokou škálu materiálů potrubí a kabelů. Výrobci, kteří jsou schopni zkoumat, vyvíjet a zkoušet stávající aplikace v budově, mohou poskytnout adekvátní řešení, která byla odzkoušena na shodu a zároveň se snadno instalují. Strategií pro nalezení nejlepšího řešení intumescentního prvku je použití základní technologie, která dokáže pokrýt co nejvíce různých materiálů potrubí. Někdy jsou však zapotřebí kompromisy. Proto existují různé systémy na pokrytí různých materiálů a velikostí potrubí, které pokrývají různé velikosti otvorů pro hořlavá potrubí v porovnání s kabely, kabelovými žlaby nebo izolačními materiály.



Klasické intumescentní protipožární řešení Hilti CFS-C P pro plastová potrubí s vysoce výkonnou napěňující vložkou a pevným krytem instalovaným na stěně nebo ve stropě.

Kromě technologických výzev popsaných v tomto článku se společnost Hilti s vlastním výzkumem a vývojem zavázala dodávat protipožární řešení s jednodušším používáním, která poskytují špičkové plně integrované a odzkoušené systémy.



Spolu s jedinečnou, profesionální technickou podporou v mnoha zemích to pomáhá projektantům a montážníkům vybrat schválené systémy pro vhodné aplikace a správně je projektovat.
 
Hilti je světovým lídrem na trhu v oblasti protipožární ochrany. Naše oddanost přísnému zkoušení a vývoji norem dnes pomáhá zvýšit bezpečnost budov, zachraňovat životy a chránit majetek s ověřenou spolehlivostí a vynikajícími službami.