Vnější kontaktní zateplovací systémy z hlediska požární bezpečnosti staveb (část 1)
Aktualizace: V červenci 2016 vyšla nová ČSN 73 0810, která definuje nové požadavky na ETICS z hlediska požární bezpečnosti. Podrobnosti v článku Požární hledisko kontaktních zateplovacích systémů dle ČSN 73 0810:2016.
Vnější kontaktní zateplovací systém (dále jen VKZS) obvodových stěn, často též označovaný anglickým ekvivalentem ETICS (External Thermally Insulating Composite System), je klíčovou úpravou staveb pro snížení jejich energetické náročnosti. Požární bezpečnosti zateplení staveb je věnována v posledních letech značná pozornost a hlavní tematická otázka bývá následující: Kde a za jakých podmínek lze ještě na fasádě domu použít hořlavý tepelný izolant (zejména expandovaný polystyren – dále jen EPS, extrudovaný polystyren – dále jen XPS, fenolická pěna), případně s jakými úpravami, a kde je již nezbytný izolant nehořlavý (minerální vlákno – dále jen MV)? Požární normy definují odlišné požadavky pro zateplení novostaveb od požadavků pro dodatečné zateplení starších stávajících staveb, pro které jsou umožněny jisté konstrukční „úlevy“. Nejde však pouze o otázku omezené použitelnosti hořlavého izolantu pro určitou výšku na fasádě, ale v poslední době jde též o specifické úpravy požárně problematických detailů, kterými jsou především nadpraží a ostění otvorů v obvodových stěnách a založení VKZS nad terénem. Článek se zaměřuje na zateplení tradičních nehořlavých obvodových stěn (zděných, železobetonových), tj. nikoliv na zateplení a problematiku dřevostaveb.
Článek je z důvodu většího rozsahu rozdělen do dvou částí. Část první se zaměří na základní požárně technickou terminologii související s tématem a na obecné požární požadavky na VKZS. Část druhá se zaměří na atypické požární úpravy VKZS s hořlavým tepelným izolantem, aktuální změny v požární legislativě a další souvislosti.
1 Související požárnětechnické pojmy
Pro snazší a správné pochopení následujících částí článku je vhodné doplnit pár souvisejících požárně technických pojmů, jako jsou požární výška, třída reakce na oheň výrobků, index šíření plamene po povrchu a požární pásy na fasádě. Pro ucelenost jsou rovněž stručně představeny 2 požární zkoušky pro VKZS, a to zkouška středního a velkého rozměru.
(a)
(b)
Obr. 1 – (a) požární výška objektu h a výšková poloha podlaží hp ; (b) různé požární výšky pro různě vysoké části objektu (PÚ = požární úsek)
Požární výška objektu h je výška od čisté podlahy 1. nadzemního podlaží (dále jen NP) k čisté podlaze poslední užitného NP (obr. 1). Za užitné podlaží není nutné uvažovat technické podlaží, tj. například strojovnu výtahu na střeše objektu nebo pochozí zelenou střechu. Často bývá v praxi mylně za požární výšku označována výška od terénu nebo naopak výška po atiku či hřeben střechy. Obdobně je definována výšková poloha podlaží hp, a to opět jako výška od čisté podlahy 1. NP k čisté podlaze příslušného NP (obr. 1a). Polohu 1. NP určuje konfigurace terénu (přilehlý terén max. 1,5 m sledovaný do vzdálenosti 3 m od objektu) nebo úroveň hlavního vstupu do budovy, kterým se předpokládá vedení protipožárního zásahu (například u domů v zářezu do strmého terénu). Omezená výšková použitelnost hořlavého tepelného izolantu pro panelové objekty 22,5 m je typickým příkladem požadavku na výškovou polohu podlaží. S rostoucí požární výškou jsou obecně zpřísňovány požární požadavky na stavbu, a tak možnost snížení požární výšky objektu nebo jeho části bývá vítána. Jednou z možností jsou podkrovní mezonetové byty vestavěné do podkroví, kde požární výška objektu může být měřena k podlaží se vstupními dveřmi do bytu, tj. nikoliv k nejvyššímu užitnému NP (obr. 1a vpravo). Má-li objekt více částí o různém počtu podlaží, pak požární výšku je možné určovat pro jednotlivé části, pokud se vztahuje na celé požární úseky (obr. 1b) nebo pokud jsou části objektu na sobě vzájemně staticky nezávislé, tj. stavebně oddilatované.
| Třída reakce výrobku na oheň | Obecný příklad stavebního výrobku | |
|---|---|---|
| Nehořlavé výrobky | A1 | Fasádní izolace z MV |
| A2 | Sádrokartonová nebo sádrovláknitá deska | |
| Hořlavé výrobky | B | VKZS s tepelným izolantem z EPS, tj. systém včetně omítky nebo fasádní izolace Twinner systém (obr. 13a) |
| C | Fasádní izolace z fenolické pěny | |
| D | Konstrukční dřevo | |
| E | Fasádní izolace z EPS | |
| F | Výrobky s neprokázanou třídou reakce na oheň | |
Třída reakce na oheň je důležitým ukazatelem, jak stavební výrobky VKZS nevyjímaje přispívají svou hořlavostí k rozvoji a intenzitě vznikajícího požáru. Výrobek je nejčastěji na základě kombinace několika malorozměrových laboratorních zkoušek zatříděn do jedné ze sedmi tříd s označením A1, A2, B, C, D, E nebo F, kde třídy A1 a A2 představují nehořlavé výrobky, třídy B až F pak výrobky s postupně rostoucí hořlavostí (tab. 1). Třídy reakce na oheň určované podle zkoušek jsou uváděny vždy pro konkrétní aplikaci výrobku do stavby.
Index šíření plamene po povrchu is (mm/min.) je rovněž výsledkem laboratorní malorozměrové požární zkoušky [1] a udává rychlost, s jakou se plamen může šířit po povrchu stavebních konstrukcí. Pro povrchovou vrstvu (omítku) u VKZS se často jedná o požadavek na nulový index šíření plamene (is = 0 mm/min.).
Obr. 2 (nahoře) – geometrie vodorovného požárního pásu
Obr. 3 (dole) – geometrie svislého požárního pásu
legenda: 1 – okno (požárně otevřená plocha), 2 – požární strop (stěna na obr. 3), 3 – požární pás
Požární pásy (svislé, vodorovné) jsou požárně odolné části obvodových stěn na hranici požárních úseků (například bytů) nejčastěji mezi okny, jejichž hlavní funkce je omezení šíření účinku požáru ve svislém a vodorovném směru po fasádě do přilehlých požárních úseků [2]. Základní rozměr přímého požárního pásu pro objekty nevýrobního charakteru (bytová a občanská výstavba) je 0,9 m (viz obr. 2 a 3 vlevo), avšak jejich geometrii lze řešit i v jiných modifikacích (obr. 2 a 3). Požární pásy musí mít kromě požární odolnosti v ploše a příslušného rozměru i tzv. druh konstrukční části DP1, avšak nejčastěji používané zděné nebo železobetonové obvodové stěny tomuto požadavku vyhoví. Požární pásy z principu nemůžou nebo nemusí být řešeny u všech objektů. Například u dřevostaveb, kde bývá druh konstrukční části obvodových stěn DP3 případně DP2, požární pásy nenajdou své uplatnění. Požární pásy dále nemusí být řešeny u nižších staveb s požární výškou do 12 m včetně nebo u staveb vybavených stabilním hasicím zařízením atd.
(a)
(b)
Obr. 4 – (a) zkouška VKZS středního rozměru (foto: AVMI, 2011);
(b) zkouška VKZS velkého rozměru (foto: ISOVER, 2011)
Zkouška středního rozměru pro VKZS [3] s hořlavým tepelným izolantem je výrobci často využívaná (obr. 4a) a jejím smyslem je především zkoušení atypických úprav v požárně problematických detailech, kterými jsou především otvory v obvodových stěnách (okna, dveře) a založení nad terénem. Atypickou úpravou se rozumí například integrace menšího množství izolantu z MV nebo zesílení povrchových vrstev (omítek). Zkoušen je vzorek vnitřního koutu VKZS, kde bývá účinek požáru nejvyšší. Delší čelní stěna vzorku má šířku 1,2 m, boční stěna pak 0,6 m a výška vzorku je 2,4 m. Účinek požáru je reprezentován plynovým propanovým hořákem umístěným pod vzorkem s tepelným výkonem 100 kW pro zkoušení nadpraží a ostění otvorů (vyšší výkon vnitřního požáru například v bytě) a 50 kW pro zkoušení založení nad terénem (nižší výkon vnějšího požáru například pro hořící porost). Zkouška napraží probíhá po dobu 30 min. pro zateplení novostaveb a 15 min. pro dodatečné zateplení stávajících objektů. Poloviční čas u dodatečného zateplení je již zmíněnou „úlevou“ pro stávající objekty. Zkouška pro založení pak probíhá po dobu 15 min., a to jak pro novostavby, tak stávající objekty. V praxi se lze setkat i s výkladem článku 3.2.3.1 d) normy ČSN 73 0810 [4], kdy pro novostavby obecně je požadována doba zkoušky 30 min., a ta pak bývá vztahována i pro zkoušku založení VKZS. Zkušební norma ČSN ISO 13785-1 [3] ve své národní příloze v článku NA.2 však jasně zdůvodňuje poloviční dobu zkoušky založení (15 min.), a to rychlejší a snazší možností protipožárního zásahu na venkovním prostranství než v případě vnitřních požárů. Hlavním kritériem je při zkoušce dosažená teplota 350 °C na povrchu VKZS nebo uprostřed tepelného izolace, což odpovídá horní hranici teplotního intervalu pro vzplanutí EPS – cca 290 až 346 °C [5].
Zkouška velkého rozměru pro VKZS [6] je alternativou zkoušky středního rozměru s tím, že jde o modelovou situaci bližší reálnému chování vnitřního požáru (obr. 4b). Účinek požáru v místnosti s okenním otvorem je reprezentován hořícími hranicemi ze dřeva představující zatížení cca 30 kg/m2 [4]. Využití této zkoušky v praxi je zatím sporadické. Zkoušen je v tomto případě rovněž vnitřní kout fasády na vzorku o výšce 6 m.
2 Zateplení novostaveb
(a)(b)(c)
Obr. 5 – zateplení novostaveb s požární výškou:
(a) h ≤ 12 m; (b) 12 < h ≤ 30 m; (c) h > 30 m
Ve srovnání s dodatečným zateplením stávajících objektů jsou požární požadavky pro novostavby přísnější. Nejedná se pouze o zcela nově stavěné a kolaudované objekty, ale i o objekty realizované po roce 2000 [4]. V souvislosti s požárními požadavky na VKZS jsou limitující 2 výškové úrovně, a to 12 a 30 m (viz obr. 5), s čímž souvisí následující podkapitoly popisující různě vysoké objekty. Použitelnost hořlavého tepelného izolantu ve skladbě VKZS je obecně u novostaveb možné pouze do požární výšky či výškové polohy podlaží 12 m včetně.
2.1 Novostavby s požární výškou h ≤ 12 m
Je-li u objektu s požární výškou do 12 m včetně zateplována „nehořlavá“ obvodová stěna (druh konstrukční části DP1) a je-li ve skladbě žádán hořlavý tepelný izolant, musí být splněny alespoň následující požárnětechnické požadavky [4]:
- třída reakce na oheň B pro VKZS jako ucelený výrobek, tj. systém včetně omítky, lepení, kotvení;
- třída reakce na oheň E pro tepelný izolant (fasádní EPS nebo fenolická pěna vyhoví), který musí být kontaktně spojen se zateplovanou stěnou (mezera max. 1 cm);
- nulový index šíření plamene pro povrchovou vrstvu – omítku (is = 0 mm/min.);
- třída reakce na oheň A1 nebo A2 pro VKZS jako ucelený výrobek (systém) v případě zateplení požárních pásů.
U objektů s požární výškou do 12 m včetně nejsou sice požární pásy požadovány s výjimkou svislého pásu mezi objekty, tj. je-li nový objekt například přistavován ke stávajícímu objektu (obr. 5a). Požární výška se vztahuje k objektu jako celku a hořlavý izolant tak lze použít v celé ploše fasády až do úrovně stropní konstrukce nad posledním podlažím. Na atiku se nebere zřetel, ta může být zateplena stejným způsobem (nehořlavé zateplení říms více viz kapitola 6).
2.2 Novostavby s požární výškou 12 m < h ≤ 30 m
Obr. 6 – novostavba bytových domů s VKZS kombinujícím v ploše EPS a MV na požárních pásech: vlevo Praha-Letňany (2007); vpravo Praha-Dejvice (2012)Hořlavý izolant je částečně použitelný i u novostaveb s požární výškou do 30 m včetně, přičemž se vychází ze stejných zásad popsaných u objektů s požární výškou do 12 m včetně. VKZS s hořlavým tepelným izolantem splňující třídy reakce na oheň pro systém jako celek (třída B) pro izolant (třída E) a nulový index šíření plamene po povrchu (is = 0 mm/min.) může být použit do výškové polohy podlaží 12 m včetně, a to až po stropní konstrukci nad tímto podlažím (obr. 5b). Pro podlaží s vyšší výškovou polohou je již nezbytné použít celoplošně nehořlavý VKZS s třídou reakce na oheň pro systém jako celek A1 nebo A2, tj. izolant z MV. Obecně pro objekty s požární výškou vyšší než 12 m jsou požadovány svislé a vodorovné požární pásy na fasádě mezi jednotlivými požární úseky (například byty), a ty pak musí být zatepleny opět nehořlavým VKZS. Při tomto řešení fasády dochází k prolamování plochy s hořlavým izolantem (nejčastěji EPS) izolantem z MV, což s sebou přináší řadu konstrukčních problémů (více viz kapitola 4 v druhém dílu článku). Setkat se s tímto řešením v praxi je sice občas možné (obr. 6), nicméně nebývá až tak časté, jelikož se projektant či investor spíše rozhodnou pro celoplošný nehořlavý VKZS bez přechodu izolantů.
2.3 Novostavby s požární výškou h > 30 m
Pro objekty vyšší než 30 m je požadován VKZS s třídou reakce na oheň pro systém jako celek A1 nebo A2, tj. nehořlavý tepelný izolant z MV (obr. 5c). Nicméně tento obecný požadavek nelze uplatňovat na soklovou „vlhkou“ oblast stavby, kde je nezbytný izolant nenasákavý (XPS) a nikoliv nasákavý (MV).
3 Dodatečné zateplení stávajících objektů
(a)(b)
Obr. 7 – zateplení stávajících objektů s požární výškou:
(a) h ≤ 12 m;
(b) h > 12 m se specifickými požárními úpravami v místě otvorů a založení (znázorněno modře)
Dodatečným zateplením se rozumí změna stávající stavby, která je cílena především na panelové bytové domy a objekty kolaudované před rokem 2000 [4]. Například pro 10 let starý objekt z roku 2002 a jeho VKZS je nezbytné vycházet ze stejných zásad, jako pro objekt zcela nový. Ve srovnání s novostavbami připouští požární legislativa pro dodatečné zateplení jisté konstrukční „úlevy“, což je dáno zejména velkým množstvím objektů, které stále ještě bude nutné zateplit. Tyto úlevy spočívají zejména v možnosti využití hořlavého izolantu až do výškové polohy podlaží 22,5 m včetně, což stavební dílo značně zlevňuje. Další značnou úlevou je také skutečnost, že byť jsou na zateplovaném objektu mezi požárními úseky (například byty) co do rozměrů vyhovující svislé nebo vodorovné požární pásy, mohou být zatepleny hořlavým izolantem. Nicméně vertikální šíření požáru po fasádě je nezbytné eliminovat, a za tímto účelem se u „vyšších“ staveb realizují specifické úpravy v místě otvorů a v místě založení VKZS.
3.1 Stávající objekty s požární výškou h ≤ 12 m
Pro objekty do požární výšky 12 m včetně v požární legislativě nejsou definovány žádné požárně technické požadavky a celý objekt může být zateplen hořlavým tepelným izolantem (obr. 7a). Doporučeno však je vycházet ze stejných zásad jako u objektů vyšších, tj. splnit alespoň třídy reakce na oheň a index šíření plamene po povrchu.
3.2 Stávající objekty s požární výškou h > 12 m
Jak již bylo zmíněno, pro stávající objekty je limitující výšková poloha podlaží 22,5 m včetně, do které lze navrhovat VKZS s hořlavým tepelným izolantem, pokud jsou splněny alespoň následující požárnětechnické požadavky analogické požadavkům pro novostavby, tj.:
- třída reakce na oheň B pro VKZS jako ucelený výrobek (systém);
- třída reakce na oheň E pro tepelný izolant, který musí být kontaktně spojen se zateplovanou stěnou (mezera maximálně 1 cm);
- nulový index šíření plamene pro povrchovou vrstvu (is = 0 mm/min.).
Pro podlaží s výškovou polohou nad 22,5 m je již nezbytné použít celoplošně nehořlavý VKZS s třídou reakce na oheň pro systém jako celek A1 nebo A2, tj. izolant z MV.
V části objektu s hořlavým tepelným izolantem jsou nezbytné úpravy v místě otvorů a založení eliminující vertikální šíření požáru po fasádě. Požární legislativa nabízí jako standardní řešení vodorovný „nehořlavý pruh“ s třídou reakce na oheň A1 nebo A2 a výškou alespoň 0,5 m, což odpovídá výšce jedné desky z MV (obr. 8). Záměrně je zvolen termín „pruh“ a nikoliv „pás“, aby nedocházelo k záměně se svislými nebo vodorovnými požárními pásy (výška/šířka 0,9 m) pro novostavby.
(a)
(b)(c)
Obr. 8 – stávající objekty s požární výškou h > 12 m: (a) standardní úprava nehořlavým pruhem v místě nadpraží otvorů; (b) úprava v místě založení; (c) varianta založení bez nutnosti úpravy
Požární úprava nadpraží spočívá v pruhu průběžném nad všemi otvory, který může být výškově odsazen od nadpraží o max. 0,15 m, aby bylo možné zajistit správnou vazbu izolačních desek (viz obr. 8a). Pokud jde o okna osamocená nebo pokud skupina oken v řadě končí, je možné nehořlavý pruh ukončit s vodorovným přesahem alespoň 1,5 m za líc ostění okna.
(a)
(b)
(c)
Obr. 9 – stávající objekty s požární výškou h > 12 m:
(a) standardní úprava v místě založení nehořlavým pruhem (Brandýs n/L, 2010);
(b) standardní úprava v místě nadpraží otvorů s vyznačením pravděpodobných chyb
(foto: BAUMIT, spol. s r.o.);
(c) příklad vnějšího požáru VKZS od kontejneru (Praha - Petřiny, 2009)
Požární úprava založení VKZS spočívá stejně jako u nadpraží v průběžném vodorovném nehořlavém pruhu (obr. 8b). Požadavek na úpravu odpadá, pokud je VKZS založen pod terénem a nedochází-li nad terénem k zvětšení tloušťky tepelného izolantu (obr. 8c). Namístě je vhodné upozornit na častá okna ze suterénů (obr. 9), kde je k detailu nutné přistupovat jako k nadpraží, a vyhnout se úpravě kvůli neměnné tloušťce zateplení není možné.
Na fotografii na obr. 9b je nicméně možno vidět dva problematické detaily, které mohou být označeny za chyby z pohledu výše uvedených zásad. První chybou je nedostatečný přesah pruhu nad osamocenými okny ve vystupující části objektu (rizalitu) a rovněž nad krajními okny v koutě fasády, tj. v požárně nejrizikovějším místě. V koutě fasády by měl být pruh přetažen i na boční stěnu rizalitu, aby rozvinutá délka splňovala požadovaných 1,5 m. Druhou chybou je zcela chybějící průběžný pás nad malými okny ze suterénu v soklu budovy.
ETICS for buildings is a key modification to reduce their energy consumption. Where and under what conditions it is still possible to use flammable thermal insulator, or with such modifications and where it is already necessary nonflammable insulator? Fire standards define different requirements for thermal insulation of new buildings from the requirements for additional insulation of older existing buildings for which they are allowed a certain structural exceptions.
