Prispievajú k požiarnej bezpečnosti stavieb

Zo štatistických údajov je všeobecne známe, že pri požiaroch budov z celkových 100 % zaznamenaných požiarov viac ako 30 % vzniká a šíri sa po káblových trasách, ktoré sú líniovým prvkom budov a oheň sa cez ne dokáže preniesť do všetkých priestorov stavby. Významný vývoj v konštrukcii káblov bezpečných počas požiaru podmienili predovšetkým známe tragédie v minulosti. Výsledky vyšetrovania katastrofických požiarov (londýnske metro – rok 1987, letisko v Düsseldorfe – rok 1996, tunel podzemnej lanovky na Kitzsteinhorn – rok 2000) ukázali, že k vysokému počtu obetí na životoch došlo i v dôsledku hustého dymu a toxických splodín, ktoré vznikli horením niektorých anorganických látok, predovšetkým PVC. Znemožňujú únik osôb z ohniska požiaru a neraz spôsobujú ich smrť skôr, než sa dostanú do priameho kontaktu s plameňmi. Preto sa požiadavky odbornej verejnosti zaoberajúcej sa výrobou káblov zameriavali najmä na nehorľavosť káblov s dôrazom na minimalizáciu dymu vznikajúceho pri ich horení, korozívnosť a toxicitu splodín.

Káble ako líniový prvok stavby dokážu často cez káblový kanál šíriť požiar z jeho ohniska do ďalších priestorov, ako napr. na letisku v Düsseldorfe, kde požiar síce vznikol pri zváraní na okenných závesoch, ale do ďalších hál, z ktorých potom problematicky evakuovali cestujúcich, sa rozšíril po kábloch. Aj to prispelo k zvyšovaniu požiadaviek na bezpečnosť káblov pri požiari. Dnešné káble, bezpečné počas požiaru musia byť funkčné pri skúškach, kde sa dosahuje teplota až do 1 000 °C. Nemožno prehliadnuť, že pri teplote okolo 850 °C klesá nosnosť armovacej ocele v paneloch pod 20 % pôvodnej hodnoty a na rovnakej úrovni sa pohybuje aj pevnosť betónu pri tejto teplote. Pritom bod topenia medi je 1 083 °C, hliníka dokonca iba 660 °C a funkčnosť káblovej trasy môže byť pri teplote okolo 1 000 °C limitovaná inými faktormi, ktoré táto skúška nezohľadňuje. Aj veľký požiar hotela Junior v Demänovskej doline, ktorého svedkami sme boli v októbri 2015, hoci bol likvidovaný až dva dni, priniesol teplotu v čase jeho kulminácie iba okolo 650 – 680 °C, čo svedčí o predimenzovaní požiadaviek niektorých skúšok.

Základné požiadavky na bezpečnosť stavieb z hľadiska európskeho práva upravuje nariadenie Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) č. 305/2011 z 9. marca 2011. Definuje podmienky uvádzania stavebných výrobkov na trh EÚ a spoločnú klasifikáciu stavebných výrobkov, čím chce dosiahnuť zvýšenie bezpečnosti v budovách. Keďže sú takmer všetky káble zabudované do stavieb, vzťahujú sa na ne požiadavky CPR (Construct Product Regulation).

Čo je to CPR (Construction Products Regulation)?

Ide o nariadenie EP a Rady EÚ o stavebných výrobkoch č. 305/2011, ktoré hovorí, že všetky výrobky zabudované v stavbe musia mať stanovenú triedu reakcie na oheň (TRO). TRO určuje, v ktorých úsekoch stavby môžu byť dané výrobky použité. Káble ako stavebný výrobok podliehajú CPR legislatíve s účinnosťou od 1. 7. 2017. Reakcia na oheň bola definovaná len pre káble so zvýšenou odolnosťou proti šíreniu plameňa (bez požiadavky na funkčnosť trasy v požiari, tieto káble rieši v SR národná norma STN 34 7661).

Zaraďovanie káblov do tried reakcie na oheň

Vlastnosť „reakcia na oheň“ bola definovaná harmonizovanou európskou normou EN 50575 z roku 2014. Táto norma opisuje, ktoré vlastnosti káblov sa pri horení klasifikujú, určuje rozsah klasifikácie pre jednotlivé triedy, odkazuje na skúšobné metódy a ukladá povinnosti jednotlivým osobám zodpovedným za kvalitu káblov na trhu. Nariaďuje výrobcom otestovať každý kábel, ktorý môže byť zabudovaný do stavby, a zaradiť ho do jednej z nasledujúcich tried reakcie na oheň: A_ca, B1_ca, B2_ca, C_ca, D_ca, E_ca a F_ca.

Hodnotenie káblov pre jednotlivé triedy reakcie na oheň

Káble sa hodnotia skúšobnými metódami podľa noriem uvedených v tab. 1. Kategórie B1_ca, B2_ca, C_ca a D_ca hodnotené podľa EN 50399 sa líšia celkovým množstvom uvoľneného tepla za definovaný čas, hodnotou rýchlosti uvoľňovaného tepla, šírením plameňa a rýchlosťou rozvoja požiaru.

Tieto požiadavky zahŕňajú doplnkovú klasifikáciu:

• pre vývoj dymu (smoke – s):
  – s1 – nízka dymivosť (s1a – veľmi pomalé šírenie dymu, s1b – pomalé šírenie dymu),
  – s2 – priemerná dymivosť a šírenie dymu,
  – s3 – bez garancie parametrov;
• odkvapkávajúce horiace časti (drops – d):
  – d0 – žiadne horiace častice počas skúšky,
  – d1 – horiace častice zhasnú do 10 s po odkvapnutí,
  – d2 – bez garancie parametrov;
• kyslosť splodín (bezhalogénnosť) vznikajúcich pri horení (acidity – a):
  – a1 – veľmi nízka kyslosť,
  – a2 – nízka kyslosť,
  – a3 – bez garancie parametrov.

EN ISO 1716 Norma stanovujúca celkové spalné teplo
EN 50399 Norma stanovujúca uvoľnené teplo, šírenie a rýchlosť plameňa
EN 60332-1-2 Norma definujúc skúšku samostatného izolovaného vodiča alebo kábla proti vertikálnemu šíreniu plameňa
EN 61034-2 Norma na určenie hustoty dymu
EN 60754-2 Norma na určenie korozívnosti splodín horenia
Tab. 1

Legislatíva platná v Slovenskej republike

Na Slovensku platí zákon č. 133/2013 Z. z. o stavebných výrobkoch a s ním súvisiaca vyhláška Ministerstva dopravy výstavby a regionálneho rozvoja SR č. 162/2013 Z. z. Konkrétne úseky opisuje norma STN 92 0203 v prílohe B. Požiadavka na káble z prílohy B normy STN 92 0203 pre najviac bezpečné úseky stavieb je záväzná pre inštaláciu v nasledujúcich zariadeniach:

• detské jasle,
• lôžkové oddelenia nemocníc,
• jednotka intenzívnej starostlivosti, oddelenie anestéziológie a resuscitácie, operačné priestory,
• stavby sociálnych služieb.

Káble z prílohy B musia byť použité aj vo vybraných úsekoch stavieb, ako sú:

• stavby s vnútornými zhromaždovacími priestormi:
• zhromaždovací priestor,
• ostatné priestory, v ktorých sa pohybujú návštevníci,
• obytné budovy (okrem rodinných domov), komunikačné priestory,
• stavby na ubytovanie viac ako 20 osôb (hotely, ubytovne, kúpele, internáty a pod.):
• izby s príslušenstvom,
• spoločné priestory (hala, recepcia, jedáleň, reštaurácia),
• chránené únikové cesty.

Pre tieto káble platí TRO a doplnkové klasifikácie B2_ca (s1, d1, a1).

Káble vo vyhotovení s definovanou triedou reakcie na oheň B2_ca (s1, d1, a1)

Táto trieda reakcie na oheň a doplnkové klasifikácie sú charakterizované takto:

• B2_ca – skúška horenia káblov vo zväzku, kde celkové množstvo uvoľneného tepla z káblov za 1 200 s ? 15 MJ; najvyššia hodnota rýchlosti uvoľňovania tepla ≤ 30 kW, šírenie plameňa ≤ 1,5 m; rýchlosť rozvoja požiaru ≤ 50 Ws^-1;
• s1 – celkové množstvo vývinu dymu TSP1200 ≤ 50 m² a okamžité množstvo uvoľneného dymu SPR ≤ 0,25 m²/s;
• d1 – žiadne horiace kvapky/častice pretrvávajúce dlhšie ako 10 s počas 1 200 s;
• a1 – vodivosť < 2,5 µS/mm a pH > 4,3 v súlade s EN 60754-2.

K tomu sa vlastnými legislatívnymi predpismi pridávajú aj ďalšie stavby s vysokým výskytom osôb alebo majetku a limitovanými únikovými cestami, ako sú tunely, metro, ale aj historické pamiatky a pod. Pre ostatné úseky a stavby sú určené káble s triedou reakcie na oheň Eca alebo iba Fca. Káble bezpečné v požiari majú aj predpísané farby plášťa. Preto keď uvidíte v budovách inštalácie s káblami s hnedým, oranžovým alebo červeným plášťom, znamená to, že stavba je postavená tak, aby aj pri prípadnom požiari bol dostatočný čas na jej bezpečnú evakuáciu.

Spoločná európska klasifikácia stavebných výrobkov

V roku 2017 zaviedla Európska únia do praxe legislatívu, ktorá definuje spoločnú klasifikáciu stavebných výrobkov, čím chce dosiahnuť zvýšenie bezpečnosti v budovách. Tieto predpisy prichádzajú spoločne s rozsiahlym systémom certifikácie, ktorá zaistí, že budú na stavbách používané len schválené produkty. Výrobcovia zodpovedajú za posúdenie parametrov svojich výrobkov a majú povinnosť vypracovať vyhlásenie o nemennosti parametrov stavebného výrobku a technickú dokumentáciu v zmysle požiadaviek legislatívy. Táto dokumentácia opisuje všetky príslušné prvky vzťahujúce sa na požadovaný systém posudzovania a overovania stability parametrov a uchováva sa 10 rokov. Výrobcovia zabezpečia výrobné postupy, ktoré zaručia pri sériovej výrobe zachovanie deklarovaných parametrov.

Požiadavky na priemyselné káble

Aj v náročnom priemyselnom prostredí a prevádzkach s rastúcimi požiadavkami na sieťové prepojenie regulačných a riadiacich prvkov sa kladie dôraz na zvýšenú odolnosť káblov proti vonkajším vplyvom. Takto je zameraný aj materiálový výskum izolačných, plášťových a ostatných konštrukčných častí priemyselných káblov. Konštrukcia a materiálové zloženie káblov, ich odolnosť, predovšetkým mechanická (ťah, tlak, torzia, strih atď.) a tepelná, rôzne požiadavky na nehorľavosť, nedymivosť, korozívnosť splodín horenia až po odolnosť pri vážnych haváriách v priemyselných podnikoch vyvolali potrebu riešiť kombináciu rôznych materiálov izolácií a plášťov a ostatných konštrukčných prvkov káblov.

Káble musia byť samozhášavé, mali by byť nedymivé s nekorozívnymi splodinami horenia a cenovo dostupné. Životnosť káblov sa očakáva porovnateľná so životnosťou technológií, čo predstavuje až desiatky rokov.

Aktuálne sú aj požiadavky na iskrovo bezpečné káble, minimalizáciu odkvapkávania horiacich častí pri požiari, odolnosť proti ropným produktom, mechanickému poškodeniu chemickými, fyzikálnymi a inými prírodnými vplyvmi a mnohé ďalšie. Mimoriadnu pozornosť pri metalických kábloch treba venovať aj elektromagnetickým interferenciám a ich kompatibilite s prostredím, v ktorom sa nachádzajú.

Novšou kapitolou takýchto rozvodov sú vzhľadom na objem prenášaných dát optické káble. Z hľadiska požiarnej bezpečnosti ich možno rozdeliť na dve skupiny. Do prvej skupiny patria káble zabudované v stavbe. Na tie sa vzťahujú rovnaké požiadavky, aké sme už uviedli vyššie, a tiež podliehajú CPR legislatíve, ktorá predpisuje zadefinovať triedu reakcie na oheň pre všetky takéto prvky, čo sa týka takmer všetkých káblov s výnimkou pohyblivých prívodov, štruktúrovanej kabeláže a káblov pre dopravné prostriedky.

Do druhej skupiny patria káble, ktoré sú súčasťou technológií. Tie nepredstavujú zásadný problém z hľadiska požiarnej bezpečnosti, pretože nie sú líniový prvok stavby a nehrozí riziko prenosu požiaru do pôvodne nepostihnutých častí stavby. Pri ich horení však nesmú vznikať korozívne splodiny a mali by byť nedymivé, aby neohrozovali evakuáciu osôb v prípade požiaru. Platia však pre ne zvýšené nároky na funkčné vlastnosti, predovšetkým životnosť a dlhodobú spoľahlivú prevádzku. Životnosť káblov má v rámci elektrotechnických výrobkov určité špecifiká. Sú súčasťou investičných celkov a bežne sa pri nich požaduje životnosť minimálne 30 – 40 rokov. Takáto životnosť sa dá pomerne spoľahlivo garantovať pre inštalácie, ktoré nie sú vystavené vonkajším degradačným vplyvom (napr. uložené v zemi, kde sú chránené rôznymi ďalšími obalovými vrstvami, ako sú chráničky, armovania a pod., alebo vnútorné inštalácie pod omietkou, kde sa teplotné namáhanie celoročne mení v intervale ±10 °C, čo spôsobuje iba minimálnu mieru degradácie). V prípade káblov na vonkajšie rozvody sú možné degradačné vplyvy nielen intenzívnejšie, ale aj rôznorodejšie, ťažko merateľné kvalitatívne a takmer nemerateľné kvantitatívne, a to aj z hľadiska ich kombinovaného pôsobenia, ktorého výsledkom môže byť aj synergický efekt, pretože ide o takzvané multifaktorové namáhanie a starnutie. Problematické môžu byť predovšetkým vplyvy, ktoré boli vnesené do inštalácií pri manipulácii s káblami, či už vo výrobe, pri transporte, alebo nesprávnom kladení, keď môže dôjsť k limitnému namáhaniu ťahom, torziou aj ohybom.

S novými požiadavkami v tejto oblasti prichádza nielen koncepcia Priemysel 4.0, čoraz častejšie sa objavujú aj požiadavky na udržateľnosť funkčnosti, resp. zabezpečenie opraviteľnosti elektrických zariadení a elektroniky s cieľom minimalizácie odpadov a zníženia tzv. uhlíkovej stopy. Spoľahlivosť a bezpečnosť takýchto zariadení riešia viaceré legislatívne predpisy, ale predovšetkým vyhláška č. 205/2010 Ministerstva dopravy, pôšt a telekomunikácií Slovenskej republiky o určených technických zariadeniach a určených činnostiach a činnostiach na určených technických zariadeniach a vyhláška Ministerstva práce, sociálnych vecí a rodiny Slovenskej republiky č. 398/2013 Z. z., ktorou sa mení a dopĺňa vyhláška Ministerstva práce, sociálnych vecí a rodiny Slovenskej republiky č. 508/2009 Z. z., stanovujúca podrobnosti na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci s technickými zariadeniami tlakovými, zdvíhacími, elektrickými a plynovými a stanovujúca tiež technické zariadenia, ktoré sa považujú za vyhradené technické zariadenia v znení vyhlášky č. 435/2012 Z. z.

Ing. Janka Sulová
sulova@vuki.sk

Ing. Milan Daniš
danis@vuki.sk