Zvýšení požární odolnosti stavebních konstrukcí zkrápěním vodou

Abstract

Voda, jako výborné a snadno dostupné hasební a chladicí médium, je velmi účinná pro udržení hořlavých hmot pod jejich zápalnou teplotou. Díky svým fyzikálně chemickým vlastnostem je schopna odvádět značné množství tepla a v roztříštěném proudu absorbovat do určité míry i sálavou složku tepla. Těchto vlastností vody lze velmi dobře využít v systémech vodních zkrápěcích či clonových zařízení nejen pro účely hašení požáru, ale také pro zvýšení požární odolnosti stavebních konstrukcí. Jedná se o jednu z efektivních možností naplnění základního požadavku č. 2 nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 305/2011 (dříve směrnice Rady 89/106/EHS), které vyžaduje, aby v případě požáru bylo omezeno jeho šíření uvnitř i vně budovy a aby byla po určitou dobu zajištěna nosnost požárem exponované stavební konstrukce. V České republice nejsou systémy vodních clon, zkrápěcích a ochlazovacích vodních zařízení na rozdíl od světové praxe příliš rozšířeny.V současnosti nejrozšířenějším způsobem zvyšování vlastní požární odolnosti stavebních konstrukcí je přímá aplikace obkladů z nehořlavých deskových materiálů, které se však v prvním stádiu ohřevu rozpínají a ve druhém poměrně značně smršťují. Vznikající dilatační spáry jsou hlavním limitujícím faktorem použití tohoto systému protipožární ochrany stavebních konstrukcí.Dalším způsobem ochrany jsou zpěňující nátěry, jejichž životnost je garantována zpravidla po dobu 6 - 10 let. Poté se musí starý nátěr odstranit a nanést znovu, což je značně komplikované a v mnoha případech neaplikovatelné. Rovněž ochrana omítkovými nástřiky na silikátové bázi není univerzálním řešením.Jednou z možností, jak efektivně vyřešit danou problematiku, je ochrana konstrukcí zkrápěním vodou. Zkrápěcí vodní zařízení umožňují teoreticky zvyšování požární odolnosti chráněné stavební konstrukce a to jednak odváděním tepla přímo z jejího povrchu, ale také redukcí tepelného toku dopadajícího z ložiska požáru a z požárem ohřátých konstrukcí na její povrch.Cílem disertační práce je porovnání teoretických předpokladů s praktickými výsledky měření a zkoušek účinnosti zkrápěcích vodních zařízení, jejich vyhodnocení a návrh na jejich využití pro zvýšení vlastní požární odolnosti některých běžně používaných druhů stavebních konstrukcí.

Water as an excellent and easily accessible extinguishing and cooling medium is very effective for keeping flammable materials below their ignition temperature. Water - due to its physical-chemical properties - is also able to dissipate a significant amount of heat, and even partially absorb radiant heat when a stream is fragmented.This single principle can be well used in sprinkler systems and/or in curtain systems not only for extinguishing fires but also for increasing fire resistance or cooling structures. It is one of several efficient possibilities to meet the No. 2 basic requirement of the Regulation of European Parliament and of European Council (EU) No. 305/2011 (formerly Council Directive 89/106/EEC), which requires in case of fire to limit fire spread within and outside the building, and after a period of time to ensure the stability and a loading capacity of the fire exposed constructions. However, water curtain systems, sprinkler systems and water cooling systems are not too widespread in the Czech Republic, unlike the global practice.Currently, the most common way of increasing fire resistance of building constructions is to cover them with non-combustible cladding sheet materials. Unfortunately, these materials in the first stage of heating expand and in the second then considerably shrink. Emerging expansion joints are the main limiting factor in using this fire protection system of building constructions.Intumescent coatings are considered as another way of protection, whose lifetime is usually guaranteed for 6 or 10 years. Then, you must remove the old paint and to apply again, which is very complicated and in many cases not applicable. Also protection by plaster coatings on silicate basis is not a universal solution.One of the ways how effectively to resolve the issue is to protect building structures by water spray systems. Water sprinkler devices allow theoretically increasing of fire resistance of protected structures on one hand, by removing heat from the surface, but also reduction of heat flow coming from fire epicentre and from fire-heated structures on its surface.The aim of this study is to compare theoretical assumptions and practical results of measurements and tests of effectiveness of water sprinkler devices, to evaluate them and propose their use to increase fire resistance of some commonly used types of building constructions.