Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Požární bezpečnost při úpravách objektů elektrické instalace v příčkách a vestavbách

číslo 2/2005

Požární bezpečnost při úpravách objektů elektrické instalace v příčkách a vestavbách

JUDr. Zbyněk URBAN, Praha – poradenská činnost

Instalace a rozvody z pohledu požární ochrany

Vlivem neustálého rozvoje techniky roste počet zařízení, která přispívají k zvládání požadavků pracovního procesu a rovněž zajišťují odpovídající úroveň v obytných budovách. S rostoucím počtem spotřebičů, přístrojů, zařízení přenosu dat a informačních technologií je třeba upravovat i související rozvodné systémy. Pominou-li se požadavky na potrubní rozvody (plyn, voda, vytápění, klimatizace), jde v případě elektrických rozvodů o silnoproudá, ale v poslední době také o slaboproudá zařízení zajišťující přenos dat, informací, ovládacích a regulačních povelů či údajů měření a nabízející i některé další funkce. Uvedená zařízení instalovaná ve stavbách a jejich správné fungování i v kritických situacích mají zde nezastupitelné místo, a proto je důležitá jejich provozuschopnost nejen za běžných podmínek, ale i v krizových situacích.

Obr. 1.

Obr. 1. Označení některých zahraničních elektroinstalačních výrobků určujících jejich použití

Tento příspěvek je zaměřen především na otázky požáru, ale jsou zmíněny i jiné situace, neboť před necelými třemi lety byli obyvatelé přesvědčeni o významu zachování provozuschopnosti elektroinstalací i při působení jiného přírodního živlu – vody (povodně a zaplavení vodou). U požárů tomu není jinak, i když si dovolím úvahu, že obrana proti požáru je na rozdíl od povodně přece jen o něco snazší. Předpokladem je však při tom použití odpovídajících schválených výrobků a rovněž jejich instalace požadovaným kvalifikovaným způsobem. Je třeba připomenout, že schválený výrobek často ztrácí svoje vlastnosti z důvodu neodborné instalace, opravy či laického zásahu do zařízení.

Stavební úpravy

V návaznosti na společenské změny se nyní mnohdy upravují a stavebně mění provozovny a bytový fond. Například ekonomická hlediska jsou důvodem k rozdělení velkých provozoven na menší prostory, v bytech se zase uplatňují různá hlediska vedoucí ke zlepšení úrovně bydlení.

Při stavebních úpravách jde o rozličné vestavby či instalace příček, dělicích stěn nebo přepážek. Ve většině případů je v rámci těchto úprav také zaváděna elektrická instalace, včetně přístrojů i spotřebičů. Pro elektrickou instalaci jako celek, stejně jako pro jednotlivé její části, by měly platit (a měly by být plněny) požadavky na bezpečnost a případnou odolnost proti vlivům vznikajícím při poruše nebo proti nežádoucí události. Je třeba připomenout, že jednou stránkou věci je zásada, aby elektrické zařízení nebylo iniciátorem požáru, a druhou stránkou je zachování jeho provozuschopnosti po určitou dobu i při požáru. Co se týče druhého požadavku, je nutné uvážlivě postupovat s ohledem na náklady k zajištění vyšší odolnosti. Otázka zachování provozuschopnosti bude např. vycházet z významu instalace a zařízení, kdy jde o přenos významných dat, signálů ochrany okolí apod. Rozhodně by však systém neměl být postaven tak, že odolá všemu, přestože objekt takřka lehne popelem. Zásady požární bezpečnosti je třeba budovat rozdílně podle druhu stavby, významu a určení objektu. Dřevěný přístřešek na nářadí bude hodnocen jinak než výpočetní centrum strojírenského provozu, to se zase bude dosti lišit od pohledu na špičkové pracoviště nemocnice.

Normy a bezpečnost

Poznatky o riziku vzniku požáru byly uplatňovány již v Předpisech ESČ 1950 v části X hlava J pod názvem Zařízení v nebezpečném prostředí. Tehdy byla převážně řešena otázka elektrických zařízení v dřevěných stavbách a instalace na dřevě jako podkladovém materiálu. Požadavky zmíněného předpisu se z mnoha důvodů po více než padesáti létech změnily. Jednak značně pokročil rozvoj elektrotechniky a technologií výroby elektrických přístrojů a jednak je třeba vycházet ze skutečnosti, že se rozšířila a změnila škála používaných stavebních a některých dalších materiálů. Velmi vzrostl počet používaných plastů a kombinovaných materiálů, které lze obecně považovat za hořlavé.

Obr. 2.

Obr. 2. Označení elektrických předmětů s ohledem na místo montáže a stupně hořlavosti hmot (B – nesnadno hořlavé, C1 – těžce hořlavé, C2 – středně hořlavé, C3 – lehce hořlavé) a) montáž na hořlavé hmoty, b) montáž do hořlavých hmot

V Předpisech ESČ 1950 bylo dřevo definováno jako hořlavý materiál. Z toho vycházel požadavek na elektrické vedení v pancéřových trubkách, chráněné vodiče s kovovými plášti nebo kabely v tehdejším významu tohoto označení. Předpisy již upozorňovaly na nutnost zvýšené opatrnosti při průchodech vedení hořlavými stěnami a správnou ochranu vedení z hlediska mechanického poškození, vnějšího působení, dimenzování a jištění.

Současné požadavky z hlediska požární bezpečnosti jsou obsaženy v některých technických normách, např.:

  • ČSN 33 2000-3 Stanovení základních charakteristik,
  • ČSN 33 2000-4-482 Ochrana proti požáru v prostorách se zvláštním rizikem nebo nebezpečím,
  • ČSN 33 2000-5-52 Výběr soustav a stavba vedení,
  • ČSN 33 2312 Elektrická zařízení v hořlavých látkách a na nich.

Z pohledu požární bezpečnosti elektrické zařízení může buď být potenciálním zdrojem požáru, nebo zařízením, po kterém se požár může šířit. Každé části z uvedené úvahy přísluší vybrané zkoušky elektrických předmětů.

Elektrické zařízení jako iniciátor

Zde by největší pozornost měla být věnována instalacím z dob přednostního používání hliníkových vodičů, a to konkrétně svorkám v místech připojení nebo propojení. Jestliže se k tomu připočte riziko instalací v bytových jádrech nebo příčkách a stěnách z hořlavých hmot, skutečně jde o závažný problém. Se vzrůstajícím příkonem spotřebičů (např. automatické pračky) roste proudové namáhání svorek. Zejména není-li hliníkový spoj dotahován, často vzniká přechodový odpor, jehož působením je při průchodu proudu zahříván spoj, a proto se jen dále zhoršuje spojení. Hliníkový vodič ohřevem mění tvar – tzv. tečení hliníku, a v důsledku poklesu kontaktního tlaku se uvolní vodič ve spoji.

Obr. 3.

Obr. 3. Označení elektrických svítidel pro montáž na hořlavé hmoty

Celý proces pokračuje, opakuje se a vzhledem k tomu, že teploty okolo 900 °C nejsou ničím mimořádným, může končit roztavením svorky, nezřídka i požárem – uvedená teplota zejména při dlouhodobém působení může iniciovat zahoření většiny hořlavých materiálů.

Na základě popsaného jevu byly zkoušeny kryty, krabice, svorkovnice a další části instalací – obvykle zkouškou žhavou smyčkou 850 °C*), při které se nesmí vznítit materiál.

Co se týče vznícení, musí po oddálení smyčky matriál samovolně uhasnout do 30 s. Zde je někdy zaměňována zmíněná zkouška se zkouškou samozhášivosti; ta však vychází z jiných předpokladů. Zkouška žhavou smyčkou je v zahraničí považována za dostačující pro instalaci na hořlavé podklady. Požadavky na použité výrobky u nás upravuje norma ČSN 33 2312; schválený výrobek by měl být označen odpovídajícím způsobem nebo by mělo být učiněno potřebné opatření proti vzniku požáru.

Doplňme, že od 90. let dvacátého století jsou nové instalace provedeny měděnými vodiči a situace ochrany proti iniciaci požáru ve spojích a svorkách je nyní daleko příznivější.

Šíření požáru po elektrickém zařízení

Prevenci vzniku požáru od elektrických zařízení byla dlouhodobě věnována dostatečná pozornost. Některé požadavky z dřívější doby směřující k prevenci je nyní možné považovat za nadbytečné, a tudíž i neekonomické. Je prokázáno, že vzniklý požár se může šířit i po elektrické instalaci, zejména je-li vedena na povrchu nebo volně v prostoru. Proto jsou vyžadovány zkoušky samozhášivosti – odolnosti proti šíření plamene (ČSN EN 50265-2-1) nebo zkoušky oheň retardující – ČSN EN 50266.

Dřívější označení vodičů (u kabelů v „řemeslnické hantýrce„ nazývané jako „erka„ nebo „véčka„ – např. CHKE-R, CXKE-R nebo CHKE-V) vycházelo z tehdejší platné normy ČSN. Ohniodolné kabely jsou nyní značeny podle harmonizované normy ČSN IEC 60331-21, -23, -25. Spojení kabelů a kabelových rozvodů do instalačního celku, včetně požárních testů, je řešeno v německé normě DIN 4102-12.

Obr. 4.

Obr. 4. Příklad sortimentu elektroinstalačních krabic pod omítku a do dutých stěn OBO Bettermann

K samotné instalační praxi uveďme ještě dvě poznámky. Ta první souvisí s kabelovými rozvody po povrchu za použití lišt zvaných niedax. Když firma pana Niedergesässe začala vyrábět tyto kovové lišty, používaly se k upevnění kabelů porcelánové příchytky, tzv. kameny. Postupem doby byly vyvinuty plastové příchytky, tzv. motýly, které při menší pracnosti urychlují montáž, ale většinou jsou hořlavé. Při svislé montáži kabelů může nastat situace, že v okamžiku, kdy se má uplatnit samozhášivost kabelu, pokračuje hoření právě vlivem plastového motýlu. Tím je vlastně samozhášivost negována, a není tak splněna podmínka nešíření požáru. Druhá poznámka se týká prostupů vodičů příčkami. I u nehořlavých příček je třeba dbát na to, aby utěsnění prostupu splňovalo parametry na oddělení požárních úseků nebo i jen pouhé zamezení šíření požáru. U hořlavých příček se v místech prostupů nesmí zapomínat na rizika mechanického namáhání, popř. na jinou možnost porušení izolace a vytvoření podmínek pro vznik požáru.

Příčky a duté stěny

Provozní elektrotechnická praxe ukazuje význam a důležitost vhodných bezpečnostních opatření proti vzniku požáru a k zamezení šíření požáru, který by mohl vzniknout při poruchách elektrického zařízení. Jaká jsou nejvhodnější řešení pro dané podmínky, udávají příslušné technické normy. Jednou z nich je předpisová norma pro elektrická zařízení ČSN 33 2000-4-482 (Část 4: Bezpečnost, kapitola 48: Výběr ochranných opatření podle vnějších vlivů, oddíl 482: Ochrana proti požáru v prostorách se zvláštním rizikem nebo nebezpečím). Má dvě základní části s tímto obsahem:

  • první část (482.1) obsahuje požadavky na zařízení v prostorech s nebezpečím požáru zpracovávaných nebo skladovaných hmot,

  • druhá část (482.2) je zaměřena na problematiku prostorů s hořlavými hmotami ve stavebních konstrukcích.

Problematika prostorů se zbožím s vysokou vlastní hodnotou (482.3) není v normě uvedena, protože příslušný předpis se teprve připravuje.

Obr. 5.

Obr. 5. Příklad sortimentu elektroinstalačních krabic pod omítku a do dutých stěn KOPOS Kolín

Základním požadavkem normy je splnění opatření, která zamezí možnost vznícení kterékoliv části stavby od elektrického zařízení. Poněkud neobvykle je zmíněna prevence jako jedno z možných opatření proti požáru zaviněnému poruchou izolace. Dále je zde obsaženo řešení vycházející z vlastního návrhu, volby a provedení instalace elektrického zařízení.

Jako samostatný problém je řešeno provedení elektrické instalace v dutých hořlavých stěnách. Norma upřesňuje pojem duté stěny jako: „… rámové konstrukce s obložením povrchu dřevotřískou, dřevem, omítkou nebo kovovými listy„. Některá řešení vycházejí z průmyslové produkce dutých stěn včetně zabudovaní elektroinstalace. Z hlediska kladení může být elektrické vedení uloženo volně nebo upevněno.

Instalační prvky (krabice, desky apod.) kladené do dutých stěn z hořlavého materiálu musí vyhovovat požadavkům příslušných technických norem – např. požadavkům ČSN 33 2312.

Tam, kde není splněn tento požadavek, musí být provedeno ochranné opatření. Norma uvádí uložení do vrstvy skelné tkaniny o tloušťce 12popř. uložení do 100těchto opatření se musí vzít v úvahu rozptyl tepla z elektrického zařízení. Ustanovení normy se vztahuje i na nehořlavé duté stěny, jestliže obsahují přídavnou hořlavou tepelnou nebo zvukovou izolaci.

K instalaci samotných elektrických přístrojů je v normě zákaz používání drápkového upevnění u spínačů a zásuvek, které nezaručují dostatečnou odolnost proti mechanickému namáhání při běžném používání. Kabely a šňůry pro elektrický rozvod musí splňovat minimálně požadavky normy IEC 332-1 Zkoušky elektrických kabelů v podmínkách požáru – zkouška samostatného svislého vodiče nebo kabelu. Závěrečné ustanovení této části normy řeší připojení vnějších kabelů k odbočným krabicím v dutých stěnách. Kabely musí být odlehčeny od tahu, jestliže není řešeno jejich upevnění jiným způsobem. Jedná se o obdobu požadavku pro pohyblivé přívody a šňůrová vedení, kde je rovněž vyžadováno odlehčení od tahu a kroucení. Je nutné vycházet ze skutečnosti, že připojovací svorky jsou řešeny pro elektrické spojení obvodu, a nikoliv pro mechanické upevnění přívodních vodičů, které mohou být často vystaveny silovému namáhání. Uvolněné vodiče způsobují přechodový odpor, jehož působením vzniká na spoji ztrátové teplo schopné iniciovat požár. Při vytržení vodičů obvykle dochází ke zkratu a tavení vodičů, kdy tavený materiál opět může být příčinou požáru. Zmíněné poznatky jsou doloženy množství příkladů z praxe. Pozornost zvláště vyžadují instalace, kde jsou použity vodiče s hliníkovými jádry. Období, kdy byl hliníkový rozvod preferován, sice již pominulo, ale provozní problémy přetrvávají.

Podle druhu elektrického zařízení jsou obvykle voleny postupy ochrany před požárem. Jde o nejrůznější technologická řešení od ochranných nátěrů až po uzavřené a téměř ohnivzdorné konstrukce. Celkové řešení problému je spojeno se stavebním řešením, uspořádáním objektu a v návaznosti na druh a materiál stavebních dílů. Požární odolnost je uváděna v časovém intervalu od 15 do 180 min. Největší část výrobků a opatření řeší odolnost v intervalu 30 až 90 min (intervaly 30, 45, 60 a 90, popř. 120 min). Z hlediska technických norem jde o problematiku obsaženou ve skupině ČSN 73 08xx Požární bezpečnost staveb. Požadavky na požární odolnost stavebních konstrukcí jsou uvedeny v ČSN 73 0810, která navazuje na směrnici 89/106/EEC.

Svítidla a elektrické spotřebiče

K tomuto tématu jen krátká poznámka: Norma stanovuje dovolený rozsah povrchových teplot svítidel pouze pro prostory s nebezpečím požáru zpracovávaných látek (čl. 482.1.14). Jestliže jsou však příčky a duté stěny z hořlavých materiálů, je třeba řešit otázku tepelných poměrů a instalace na hořlavý podklad, popř. do hořlavého podkladu. Platí to i pro halogenová svítidla, kdy je někdy zaměňována ochrana před úrazem malým napětím s ochranou před požárem od provozní teploty svítidla.

Stejná je situace u elektrických, zvláště tepelných spotřebičů. K samotnému kladení vodičů do příček a dutých stěn ještě připomenutí ohledně kladení vedení, jak je uvedeno v ČSN 33 2130 Vnitřní elektrické rozvody ve změně Z 2 čl. 4.10. Důvodem je ochrana elektrické instalace před mechanickým narušením a poškozením při různých dodatečných činnostech a montáži upevňovacích prvků.

Závěr

V poslední době dochází na nejrůznějších místech ke stavebním úpravám. Velké provozovny a rozsáhlé pracovní plochy se dosti často upravují na menší, využívané více provozovateli. Položme otázku, jaké stavební materiály a prvky se pro tyto úpravy nabízejí? Jsou to často právě odlehčené příčky, duté stěny a jiné prvky stavebnicového charakteru. V nejednom případě díky své povrchové úpravě vytvářejí dojem, že jde o zdivo nebo o obdobný nehořlavý materiál. Ve skutečnosti jsou však základem hořlavé materiály, a záleží tedy jen na tom, do kterého stupně z rozsahu C1 až C3 (viz obr. 2) patří.

Protože při uvádění do provozu, výchozí nebo periodické revizi elektrického zařízení není běžně možné odebrat vzorek materiálu a určit jeho vlastnosti, je nutné vycházet z dokumentace. Jsme u známého problému objevujícího se při revizích, a to dokumentace a vnějších vlivů, tj. prostředí. Podle platných norem by dokumentace měla zahrnovat skutečný stav zařízení; to ale obvykle je požadavek z oblasti zbožných přání. Převládá běžně názor, že důležité je, aby zařízení pracovalo, a ne nějaké psaní po výkresech, plánech či jiné dokumentaci. Statistiky požárů dokazují, že podobný přístup může představovat časovanou bombu, která se obvykle ozve v nejméně vhodnou dobu.

Poslední z poznámek k této problematice je výběr přístrojů a zařízení pro konkrétní případy. Jde o určitý soubor činností, který by měl být respektován. V první řadě je to značení výrobků vzhledem k možnosti jejich použití na hořlavých materiálech a uvnitř těchto materiálů. Na různých výrobcích jsou k označení umístěny různé symboly, proto je vhodné znát jejich význam. Například bývá zaměňován význam značky zkoušky žhavou smyčkou 850 °C (viz obr. 1, pravý sloupec) s významem značky kladení do hořlavých hmot (viz obr. 2b).


*) Zkouška žhavou smyčkou je zkouška nehořlavosti prvku přesně danou zkušební metodou. Pro nosiče živých částí je to teplotou 850 °C a pro kryty z izolačních částí teplotou 650 °C. Zkouška žhavou smyčkou je převzata z EN 60695-2-1 jako ČSN EN 60695-2-1(dříve ČSN 34 5615).