Zvýšenie požiarnej bezpečnosti ETICS

Slovenské normy majú dvojaký prístup k požiarnej ochrane systému ETICS pre budovy na bývanie

Platné pravidlá pre navrhovanie systému ETICS pre budovy na bývanie z hľadiska protipožiarnej bezpečnosti stavieb by bolo potrebné zjednotiť. Aj po úprave noriem totiž pretrvávajú iné predpisy pre budovy dokončené do konca roka 2001 a nové budovy. Prinášame analýzu možností, ktoré riešenie by bolo optimálne.

V dôsledku zvyšovania sa tepelnotechnických požiadaviek a s cieľom znižovania tepelných strát [1] [2] sa na Slovensku v značnej miere využíva vonkajší tepelnoizolačný kontaktný systém, označovaný ako ETICS (external thermal insulation composite systems) [3] [4]. ETICS zohráva významnú úlohu aj pri hodnotení protipožiarnej bezpečností stavieb. Historicky najviac využívanými tepelnoizolačnými materiálmi v systéme ETICS sú izolácie na báze minerálnych vláken alebo expandovaného polystyrénu. Dnes sa však už uplatňujú aj iné horľavé materiály, ktoré sú napríklad na báze polyuretánovej, polyizokyanurátovej alebo fenolovej peny, či drevovláknité dosky. Tieto materiály majú definovanú triedu reakcie na oheň (obvykle C, D alebo E) a pri použití v ETICS dosahujú triedy reakcie na oheň najviac B-s2, d0. Mnohé nové materiály však nemajú za sebou praktickú históriu pri aplikácii v ETICS a charakter ich správania sa pri požiari nie je natoľko odsledovaný v porovnaní s dlhodobo využívanými materiálmi, ako sú minerálna vlna alebo EPS. Cieľom článku je poukázať na optimálne riešenie protipožiarnej bezpečnosti stavby pri aplikácií systému ETICS s triedou reakcie na oheň B-s1, d0 pre obnovované a nové budovy na bývanie s ohľadom na ich realizovateľnosť, bezpečnosť a ekonomickú optimalizáciu.

Trieda reakcie na oheň ETICS podľa skúšky SBI vs. reálny požiar

Trieda reakcie na oheň ETICS sa určuje podľa štandardnej metodiky EN 13501-1 [5] a tzv. skúškou SBI (Single Burning Item) podľa EN 13823 [6] . Jedná sa o skúšku na menšej vzorke, ktorá prebieha 20 minút pri výkone horáku 30,7 kW. Okrem základných skúšok SBI je tiež možné overiť správanie systému ETICS pri požiare na vzorke stredných rozmerov podľa normy ISO 13785-1 [7]. Táto skúška sa realizuje pomocou horáku s výkonom 100 kW počas 30 minút. Správanie sa požiaru systému ETICS v reálnej situácií alebo pri veľkorozmerovej skúške sa javí značne odlišne ako pri skúške SBI alebo na vzorke stredných rozmerov. Pri veľkorozmerovej skúške dosahuje horák výkon 3 MW a oheň pôsobí na fasádu taktiež 30 minút. Pri reálnom požiari oheň dosahuje 4 MW i viac. Samotná trieda reakcie na oheň podľa testu SBI tak nie je dostatočným hodnoverným parametrom pre bezpečné zabudovanie tepelnoizolačného materiálu do systému ETICS, pretože výkon horáku je pri skúške viac než 100 krát menší, ako pri reálnom požiari. Retardačné protipožiarne prvky na fasáde tak hrajú zasadnú úlohu v protipožiarnej bezpečnosti budov na bývanie.

Šírenie ohňa po fasáde a prvky pasívnej požiarnej ochrany

Požiar sa po fasáde, či už zateplej alebo nezateplenej, sa vo väčšine prípadov šíri v smerom nahor, ale k jeho šíreniu dochádza aj v smere vodorovnom v závislosti od prúdenia vzduchu okolo fasády (v pohľade nadobúda požiar tvar lichobežníka, ktorého väčšia základňa je orientovaná nahor). Úlohou protipožiarnych opatrení vo vzťahu k zatepľovaciemu systému je znížiť príspevok ETICS a iných systémov vonkajšej tepelnej ochrany k šíreniu požiaru. Pre tento účel sa v horľavom systéme ETICS navrhujú prvky pasívnej požiarnej ochrany, ktoré sú súčasťou tohto systému, ale dosahujú maximálnu triedu reakcie na oheň A2-s1, d0. Jedná sa o požiarne pásy, so šírkou 900 až 1 200 mm v nevýrobných stavbách alebo požiarne zábrany so šírkou 200 mm, najčastejšie vytvorené z tepelnej izolácie na báze minerálnych vláken

Legislatívne možnosti pre aplikáciu systému ETICS B-s1, d0

Na Slovensku sa pri návrhu systému ETICS z hľadiska požiarnej ochrany pristupuje prostredníctvom dvoch postupov. Prvý postup sa zameriava na čisto obnovované budovy (do konca roka 2001) a ich dodatočné zateplenie systémom ETICS a je stanovený kmeňovou normou STN 73 0802 Požiarna bezpečnosť stavieb. Spoločné ustanovenia [8]. Druhý postup sa týka nových budov (po roku 2000) a je daný vyhláškou MV SR č. 94/2004 Z. z., ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na protipožiarnu bezpečnosť pri výstavbe a pri užívaní stavieb v znení neskorších predpisov [9] a súborom noriem radu STN 92 0201 – 1 až 4 (Požiarna bezpečnosť stavieb. Spoločné ustanovenia) [10]. Otázne ostáva, či sú oba prístupy pre zateplenie budov na rovnakej úrovni bezpečnosti.

Postup aplikácie ETICS podľa normy STN 73 0802/Z2 - budovy do konca roka 2001

V prípade obnovovaných budov (budovy), stavebné povolenie na stavbu bolo vydané najneskôr do 31.12.2001 a nebola navrhnutá alebo menená podľa vyhlášky MV SR č. 94/2004 Z. z. v znení neskorších predpisov) je možné realizovať systém ETICS aj podľa normy STN 73 0802/Z3 [8]. Postup podľa tejto normy povoľuje značne benevolentnejšie zabudovanie horľavého systému ETICS v porovnaní s vyhláškou MV SR č. 94/2004 Z. z. v znení neskorších predpisov. Prostredníctvom tohto postupu je možné, v prípade rodinných domov, realizovať systém ETICS s triedou reakcie na oheň aj B-s2, d0 (napr. EPS). V prípade bytových domov je umožnená aplikácia systému ETICS triedy reakcie na oheň B-s1,d0. Možnosť aplikácie takého systému sa delí na základe troch skupín, podľa požiarnej výšky a dvoch skupín podľa hrúbky tepelnej izolácie EPS (tab. 2).

Celý systém bol založený na použití požiarnych zábran, šírky 200 mm pre systém ETICS s hrúbkou EPS nad 100 mm. Hranica hrúbky 100 mm pre EPS bola určená na základe maximálneho množstva uvoľneného tepla 100 MJ/m2, kedy neprichádza k vytváraniu čiastočne požiarne otvorenej plochy (na základe čoho nie je nutné prehodnotiť vplyv zatepľovacieho systému na veľkosť požiarne nebezpečného priestoru okolo stavby). Na základe tabuľky 1 je zrejmé, že bolo možné zatepliť budovy horľavým systémom prostredníctvom expandovaného polystyrénu bez požiarnych zábran až do výšky 22,5 m. Vzhľadom na rýchlo sa meniace tepelnotechnické požiadavky na stavby sa však hrúbky tepelných izolácií rýchlo dostali nad úroveň 100 mm. Hoci sa historicky táto norma na Slovensku venovala aplikácií dvoch tepelnoizolačných materiálov pre systém ETICS a to minerálnej izolácií a izoláciám z expandovaného polystyrénu (EPS), podľa zmeny normy STN 73 0802/Z3 bude možné zabudovať do systému ETICS, v prípade obnovovaných budov, aj iné materiály, napríklad fenolové či polyuretánové peny. Vzhľadom na ich tepelnoizolačné vlastnosti je pravdepodobne možné splniť tepelnotechnické požiadavky aj pri hrúbke materiálu do 100 mm. Z toho vyplýva, že je možné aplikovať horľavý systém ETICS do výšky 22,5 m bez použitia požiarnych zábran. Otázne ostáva, či je takéto zateplenie bezpečné z hľadiska požiarnej ochrany, keďže overenie požiarnych zábran, ako je vyššie spomínané, je potrebné uskutočňovať na základe veľkorozmerových skúšok a patrične ich vyhodnotiť.

Postup aplikácie ETICS podľa vyhlášky MV SR 94/2007 Z. z. – budovy po roku 2001, nové budovy

Táto vyhláška rozdeľuje možnú aplikáciu systému ETICS triedy reakcie na oheň B-s2, d0 len podľa požiarnej výšky danej budovy (tab. 3).

Na základe tejto vyhlášky je možné zabudovanie akéhokoľvek tepelnoizolačného materiálu v systéme ETICS, ktorý má definovanú triedu reakcie na oheň, a to až do požiarnej výšky budovy 22,5 m, avšak je potrebné prerušenie horľavého zatepľovacieho systému v celej hrúbke tak, aby bolo v čo najvyššej miere zabránené zvislému a vodorovnému šíreniu plameňa. To sa zabezpečuje prostredníctvom požiarnych pásov, ktoré dosahujú šírku od 900 mm do 1 200 mm v závislosti od požiarneho zaťaženia v riešených požiarnych úsekoch.Budovy s požiarnou výškou nad 22,5 m musia byť podľa tejto vyhlášky celoplošne zateplené systémom ETICS maximálne A2-s1, d0. Výhodou použitia jedného typu (nehorľavého) izolantu je niekoľko faktov:

Miera zvýšenia odstupových vzdialeností je minimálna alebo aj nulová.

Systém A2-s1, d0 má po celej ploche rovnaké vlastnosti - súčiniteľ tepelnej vodivosti a faktor difúzneho odporu. Striedanie izolácií s rozdielnymi parametrami vedie k tomu, že cez zateplenú stenu preniká iné množstvo tepla a vlhkosti, čo môže spôsobiť farebnú rozdielnosť na fasáde, príp. iné tepelnotechnické komplikácie.

Na prechodoch izolácií je potrebné realizovať vždy zvýšené vystuženie pomocou vloženia prídavnej sklotextilnej sieťoviny. Dochádza tak k vrstveniu výstuží so súvisiacim vznikom nerovností v ploche. To môže mať za následok vizuálne vady viditeľné hlavne v plochom svetle (slnko zo strany).

Odporúčania aplikácie systému ETICS triedy reakcie na oheň B-s1, d0

Na základe vyššie spomenutých skutočností je možné konštatovať, že sa ako najoptimálnejšie riešenie z hľadiska zabezpečenia požadovanej úrovne protipožiarnej bezpečnosti stavby javí realizácia zatepľovacieho systému ETICS s využitím tepelnej izolácie na báze minerálnych vláken a je možné tak dosiahnuť maximálnu triedu reakcie na oheň zatepľovacieho systému A2-s1, d0. V prípade aplikácie systému ETICS s triedou reakcie na oheň B-s2, d0 možno považovať za riešenie na strane bezpečnosti postup podľa vyhlášky č. 94/2004 Z. z. v znení neskorších predpisov, či už pre novostavby alebo rekonštruované budovy.Na základe platnej legislatívy, noriem a požiadaviek požiarnej bezpečnosti, je možné vytvoriť jednoduché koncepčné riešenie pre zateplenie budov na bývanie rozdelené podľa úrovní požiarnej výšky (tab. 4).

Na obrázku 1 je znázornená schéma aplikácie systému ETICS triedy reakcie na oheň B-s1, d0 a požiarnych pásov A2-s1, d0 do požiarnej výšky 22,5 m. Jednotlivé podlažia sú oddelené vodorovnými požiarnymi pásmi a požiarne úseky v rámci jedného podlažia vertikálnymi požiarnymi pásmi, ktoré sú široké 900 až 1 200 mm závislosti od požiarneho zaťaženia.Nad rámec vyhlášky je aplikovaný systém ETICS A2-s1, d0 aj na vnútorné steny lodžií a obvodové steny v mieste lodžie a balkónov, ktoré nie sú zasklené. To je z dôvodu rizika požiaru, ktoré by mohlo vzniknúť využívaním balkónu alebo lodžie na účel vytvárajúci vysoké riziko vzniku požiaru (grilovanie, odpaľovanie zábavnej pyrotechniky, fajčenie, zapaľovanie sviečok a lampášov, atď.). Detaily styku balkónovej dosky s obvodovou stenou alebo bočných stien lodžie je potrebné riešiť prostredníctvom nenasiakavej telenej izolácie napríklad na báze extrudovaného polystyrénu (XPS). Rovnaký prípad aplikácie takéhoto systému ETICS je aplikovaný aj v mieste kontaktu obvodovej steny a terénu.

Obrázok 1 Schéma návrhu systému ETICS pre budovy s požiarnou výškou do 22,5 m

Obrázok 2 Schéma návrhu systému ETICS pre budovy s požiarnou výškou nad 22,5 m.

Na obrázku 2 je znázornená schéma odporúčanej aplikácie systému ETICS pre budovy s požiarnou výškou viac ako 22,5 m. V podstate sa jedná o celoplošnú aplikáciu systému ETICS s triedou reakcie na oheň maximálne A2-s1, d0 ako je stanovené vyhláškou MV SR č. 94/2004 Z. z. v znení neskorších predpisov. V tomto prípade je riziko šírenia požiaru po fasáde minimálne a príspevok zatepľovacieho systému v prípade požiaru je nulový.

Záver

Šírenie požiaru po fasáde objektu neprihliada na to, či horí novostavba alebo rekonštruovaná budova. Z tohto dôvodu by mali byť požiadavky na protipožiarnu bezpečnosť pri navrhovaní fasády objektu jednotné pre novostavby aj rekonštruované budovy.Vytvorenie jednotnej schémy pre aplikáciu tepelnoizolačného systému ETICS pre bytové domy by bolo prínosom pre projektantov i realizátorov. Na základe faktov uvedených v tomto článku môžeme usúdiť, že sa ako najlepšia alternatíva javí celoplošná aplikácia systému ETICS triedy reakcie na oheň maximálne A2-s1, d0 na báze minerálnych vláken, kde nie sú potrebné žiadne dodatočné opatrenia a nezvyšujú sa odstupové vzdialenosti od budovy. Ak sa však investor alebo stavebník rozhodne o použití systému ETICS s triedou reakcie na oheň B-s2, d0, je nevyhnutné pristupovať k jeho návrhu zodpovedne a brať do úvahy nielen ochranu majetku v prípade požiaru, ale najmä životy osôb. Vzhľadom na rozšírené možnosti tepelných izolácií, ktoré je dnes možné do systému ETICS zabudovať a absenciu veľkorozmerových požiarnych skúšok systému ETICS s týmito materiálmi, sa javí postup podľa vyhlášky MV SR č. 94/2004 Z. z. v znení neskorších predpisov ako alternatíva na strane bezpečnosti so známymi vlastnosťami na základe historických skúšok fasád.Na zvýšenie požiarnej bezpečnosti systému ETICS aplikovaného podľa tohto postupu, by bolo vhodné aplikovať systém ETICS triedy reakcie na oheň aspoň A2-s1, d0 aj v miestach balkónov a lodžií, a okolo celej zvislej únikovej cesty. Taktiež je do budúcnosti nevyhnutné, aby došlo k zjednoteniu pravidiel pre zateplenie novostavieb a obnovovaných budov. Požiar nerozlišuje tieto delenia a pristupuje k novým alebo rekonštruovaným budovám rovnako. Riziko požiaru prevyšuje miernu úsporu financií, čo je zrejmé aj z finančnej analýzy.

Stiahnuť brožúru odporúčaných opatrení pre budovy do 22,5 m

Stiahnuť brožúru odporúčaných opatrení pre budovy nad 22,5 m

Referencie

[1] STN 73 0540 - 2 Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Časť 2: Funkčné požiadavky., 2016.

[2] STN 73 0540 - 3 Tepelná ochrana budov. Teplenotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Časť 3: Vlastnosti prostredia a stavebých výrobkov., 2016.

[3] European Assessment Document - EAD 040083-00-0404 (External thermal insulation composite system with renderings), 2019.

[4] STN 73 2901 Zhotovovanie vonkajších tepelnoizolačných kontaktných systémov (ETICS), 2015.

[5] STN EN 13501-1 Klasifikácia požiarnych charakteristík stavebných výrobkov a prvkov stavieb. Časť 1: Klasifikácia využívajúca údaje zo skúšok reakcie na oheň, 2019.

[6] STN EN 13823 (92 0213) Skúšky reakcie stavebných výrobkov na oheň. Stavebné výrobky okrem podlahových krytín, vystavené tepelnému pôsobeniu osamelo horiaceho predmetu, 2021.

[7] STN ISO 13785-1 Skúšky reakcie vonkajších obkladov stien na oheň. Časť 1: Skúška na vzorke stredných rozmerov, 2010.

[8] STN 73 0802/Z3 Požiarna bezpečnosť stavieb. Spoločné ustanovenia, 2022.

[9] Vyhláška MVSR č. 94/2004 Z.z. v znení neskorších predpisov, 2019.

[10] STN 92 0201-1 Požiarna bezpečnosť stavieb. Spoločné ustanovenia., 2000.