Protipožiarne prestupy káblov a potrubí cez steny a stropy s požiarnou odolnosťou sú kritickým faktorom pre každého, kto je zodpovedný za návrh, špecifikáciu a výstavbu nových budov, alebo za priebežnú správu a údržbu už obývaných priestorov. Na dosiahnutie tejto náročnej úlohy, je nutné použiť špeciálne schválené alebo otestované systémy. Toto sa nazýva pasívna protipožiarna ochrana alebo jednoducho protipožiarna ochrana. Väčšina týchto riešení je založená na základnej technológii známej ako intumescencia, alebo napeňovanie. Ale ako to funguje, aké je jej tajomstvo a prečo je to také dôležité v modernej stavebnej praxi?

Napeňovanie na prvý pohľad

Slovo intumescencia má svoj pôvod v latinskom „intumescere“. Termín pochádza z lekárskej oblasti a znamená opuch spôsobený zápalom. Chemicky ide o napeňovanie určitých látok vplyvom tepla. Vo všeobecnosti oheň potrebuje na horenie tri zložky: palivo, kyslík a zdroj tepla. Pri zapálení oheň produkuje teplo, plamene, plyn a dym. Požiar môže byť uhasený v prípade, že by chýbal akýkoľvek zdroj paliva, kyslíka alebo tepla.



Základné princípy požiarnej ochrany sú detekcia, potlačenie, obmedzenie. Napeňovanie hrá primárnu úlohu v chránenom požiarnom úseku. Pomáha pri odrezaní nedotknutých oblastí budovy od zdroja tepla.

Existujú dva rôzne princípy napeňovania. Po prvé, dochádza k intumescentnej reakcii, ktorá vedie k tlaku. Materiál expanduje pri vystavení teplu a vyvíja tlak na uzavretie otvorov a spojov, kde núti topiace sa plastové potrubia uzatvoriť. Druhým princípom je izolačná intumescencia. Tu materiál pri vystavení teplu expanduje a vytvára uhličitanovú, izolačnú penu, ktorá chráni napríklad kovové prestupujúce inštalácie alebo káble.

Ako to funguje? Exkurzia do sveta chémie

Intumescentné systémy sú „inteligentné“ kompozície materiálov. Reagujú na zmenu teploty okolitého prostredia, napríklad pri požiari. Pri prekročení určitej teploty materiál vytvára objemnú vrstvu, ktorá chráni podkladové stavebné časti. Expanzná teplota sa môže pohybovať od 150°C do 350-400°C. Expanzia má tendenciu byť z veľkej časti obmedzená a rozširuje sa smerom von až na 700% alebo dokonca viac.


Intumescentný materiál: Hilti protipožiarna pena

Skutočný výsledok je založený na niektorých dôležitých chemických reakciách závislých od teploty. Väčšina napeňujúcich materiálov je preto zmesou rôznych zložiek, ako sú polymérne základné zložky a spojivá, plynotvorné látky, zdroje uhlíka a niektoré katalyzátory, ktoré riadia reakcie iných zložiek. Jednou z kľúčových surovín v mnohých pasívnych protipožiarnych systémoch je vermikulit, ktorý pôsobí ako nadúvadlo v protipožiarnych manžetách, tmeloch, tvarovkách alebo iných systémoch. Na obrázkoch nižšie sú zobrazené rôzne štádiá „po expanzii“ verzus „pred expanziou“.



Jedna kľúčová základná surovina: vermikulit v mikroskopickom pohľade (pred expanziou) verzus Vermikulit v mikroskopickom pohľade po expanzii



Napeňovanie v akcii, protipožiarna manžeta počas požiarnej skúšky

Prečo sa táto technológia používa na zastavenie požiaru?

Vzhľadom na náš protipožiarny trojuholník spomínaný vyššie a konkrétnejšie obmedzovanie požiaru, stavebné predpisy to podporujú tým, že vyžadujú, aby bola budova rozdelená na požiarne úseky. Medzi týmito požiarnymi úsekmi sa nachádzajú steny s požiadavkou na požiarnu odolnosť alebo dymotesnosť. Tieto steny sú určené na to, aby obmedzili tok ohňa alebo dymu, aby sa nerozšíril do iných častí/požiarnych úsekov budovy. Avšak inštalácie musia prestupovať medzi týmito jednotlivými úsekmi. Cez tieto protipožiarne steny a stropy prechádzajú plastové potrubia, horľavé izolované potrubia alebo káble a káblové žľaby. Pri požiari reagujú rôzne podľa druhu materiálu, z ktorého sú vyrobené. Väčšina z nich zmäkne, roztopí sa a jednoducho vyhorí, pričom zanechá otvor, medzeru alebo jednoducho miesto pre únik požiaru. V mnohých prípadoch oheň tiež môže zničiť alebo poškodiť podklad (konštrukciu/tesnenie) počas procesu tavenia alebo horenia. Pasívne protipožiarne riešenia využívajú materiály a komponenty na báze intumescencie, takže napenením alebo expanziou priamo v konštrukcii steny alebo stropu pomáhajú zastaviť deštruktívny proces spôsobený týmito topiacimi sa, horiacimi alebo pohybujúcimi sa prestupujúcimi inštaláciami. Preto sú protipožiarne systémy navrhnuté tak, aby pomáhali efektívne udržiavať oheň v určitom požiarnom úseku.



Potrubia a káble horia a topia sa, netesnosti a medzery sú uzatvorené napeňujúcimi produktami 

Ak chcete pomôcť ochrániť majetok a životy, musíte tento proces horenia čo najrýchlejšie obmedziť. Toto hlavná úloha pasívnych protipožiarnych systémov. Prečo pasívnych? Tieto systémy sú zabudované do konštrukcie budovy počas stavebného procesu a nereagujú, kým nedôjde k požiaru alebo výraznému rozvoju tepla. Navyše nevyžadujú žiadne ďalšie prvky, ako sú alarmy alebo externá metóda detekcie. Jednoducho len s nárastom tepla začnú budovať proces oddelenia požiarnych úsekov. 

Ako výrobcovia využívajú túto technológiu – výzvy
 
Keďže existuje veľa rôznych materiálov potrubí, káblov a izolácií, reakcie pri požiari môžu byť úplne odlišné. Pokiaľ ide o vývoj a skúšanie určitých aplikácií potrubí a káblov, proces do veľkej miery závisí od materiálu, priemeru potrubia alebo kábla a hrúbky steny potrubia.

Napríklad pre PVC plastové potrubie s priemerom 160 mm môže byť hrúbka steny potrubia 6 mm alebo viac. Vzhľadom na priemer potrubia je proces horenia/tavenia časovo náročný a vyznačuje sa kontinuálnym tavením v priebehu času. V tomto prípade by intumescentná reakcia nemala byť príliš rýchla. Stále vám musí zostať dostatok materiálu na uzavretie pomerne veľkého otvoru (160 mm prstencová medzera) s dostatočným množstvom materiálu, ktorý zostane na konci procesu tavenia/horenia. Vzhľadom na veľkosť potrubia je tiež potrebný určitý tlak na zatvorenie akéhokoľvek materiálu potrubia. Príliš veľa rýchlo reagujúceho intumescentného materiálu môže viesť k nekontrolovanej expanzii.
 
Výzvou pre výrobcu protipožiarnych riešení je teda vyvinúť systémy, ktoré sú schopné pokryť širokú škálu materiálov potrubí a káblov. Výrobcovia, ktorí sú schopní skúmať, vyvíjať a skúšať existujúce aplikácie v budove, môžu poskytnúť adekvátne riešenia, ktoré boli odskúšané na zhodu a zároveň sa jednoducho inštalujú. Stratégiou na nájdenie najlepšieho riešenia intumescentného prvku je použitie základnej technológie, ktorá dokáže pokryť čo najviac rôznych materiálov potrubí. Niekedy sú však potrebné kompromisy. Preto existujú rôzne systémy na pokrytie rôznych materiálov a veľkostí potrubí, ktoré pokrývajú rôzne veľkosti otvorov pre horľavé potrubia v porovnaní s káblami, káblovými žľabmi alebo izolačnými materiálmi.



Klasické intumescentné protipožiarne riešenie Hilti CFS-C P pre plastové potrubia s vysoko výkonnou napeňujúcou vložkou a pevným krytom inštalovaným na stene alebo v strope.

Okrem technologických výziev opísaných v tomto článku sa spoločnosť Hilti s vlastným výskumom a vývojom zaviazala dodávať protipožiarne riešenia s jednoduchším používaním, ktoré poskytujú špičkové plne integrované a odskúšané systémy.



Spolu s jedinečnou, profesionálnou technickou podporou v mnohých krajinách to pomáha projektantom a montážnikom vybrať schválené systémy pre vhodné aplikácie a správne ich projektovať.
 
Hilti je svetovým lídrom na trhu v oblasti protipožiarnej ochrany. Naša oddanosť prísnemu skúšaniu a vývoju noriem dnes pomáha zvýšiť bezpečnosť budov, zachraňovať životy a chrániť majetok s overenou spoľahlivosťou a vynikajúcimi službami.