Skuteczne zabezpieczenia instalacji elektrycznych i technicznych przed pożarem – bierna ochrona przeciwpożarowa
Effective fire protection of electrical and technical installations – passive fire protection
![Tab. Minimalne wymagania elementów budynku w zależności od klasy odporności pożarowej [2]](https://www.elektro.info.pl/media/cache/typical_view/data/202102/wymagane-klasy-odpornosci-pozarowej-budynku-tabglowne.jpg)
Tab. Minimalne wymagania elementów budynku w zależności od klasy odporności pożarowej [2]
Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia powodowane przez ogień. Samo zjawisko pożaru jest szczególnie groźne wówczas, gdy w zagrożonym obszarze znajdują się ludzie. Ich bezpieczeństwo wówczas jest najważniejsze i dlatego zastosowanie zarówno odpowiednich materiałów, w tym przewodów, jak również rozwiązań techniczno-budowlanych, skutecznie może wyeliminować dodatkowe zagrożenia związane z występowaniem gazów i dymów pożarowych [1].
Zobacz także
mgr inż. Julian Wiatr Statystyki pożarów budynków
Co roku w naszym kraju wybucha kilkaset tysięcy pożarów obiektów budowlanych, lasów, łąk, upraw rolnych oraz samochodów. Ich wielkość jest zróżnicowana i uzależniona od obciążenia ogniowego spalanych materiałów,...
Co roku w naszym kraju wybucha kilkaset tysięcy pożarów obiektów budowlanych, lasów, łąk, upraw rolnych oraz samochodów. Ich wielkość jest zróżnicowana i uzależniona od obciążenia ogniowego spalanych materiałów, występowania urządzeń przeciwpożarowych, czasu przybycia i sprawności działania jednostek ochrony przeciwpożarowej.
mgr inż. Marcin Orzechowski, mgr inż. Julian Wiatr Przeciwpożarowy wyłącznik prądu i zagrożenia stwarzane przez wyłącznik EPO zasilaczy UPS oraz ich neutralizacja
Problematyka przeciwpożarowego wyłącznika prądu była wielokrotnie opisywana w literaturze. Mimo to w dalszym ciągu spotykamy się z wątpliwościami w zakresie projektowania i wykonywania tego urządzenia....
Problematyka przeciwpożarowego wyłącznika prądu była wielokrotnie opisywana w literaturze. Mimo to w dalszym ciągu spotykamy się z wątpliwościami w zakresie projektowania i wykonywania tego urządzenia. Szczególnym problemem jest kwestia związana z przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu dla zasilaczy UPS. Niniejszy artykuł stanowi próbę przybliżenia tego zagadnienia.
dr hab. inż. Stanisław Czapp Ochrona przed pożarem z wykorzystaniem wyłączników różnicowoprądowych i urządzeń do detekcji zwarć łukowych
Jeżeli na drodze prądu upływowego znajdują się elementy o charakterze rezystancyjnym i są palne, to prąd ten może nagrzać je do wysokiej temperatury i wywołać pożar. Zapalić może się pył przewodzący, zwęglona...
Jeżeli na drodze prądu upływowego znajdują się elementy o charakterze rezystancyjnym i są palne, to prąd ten może nagrzać je do wysokiej temperatury i wywołać pożar. Zapalić może się pył przewodzący, zwęglona izolacja lub materiały stykające się z gorącym elementem, przez który przepływa prąd upływowy [2, 5, 6]. Pożar może również powstać w wyniku zwarcia doziemnego łukowego lub iskrzenia w obwodzie, w którym pogorszyło się połączenie przewodu bądź doszło do jego zmiażdżenia.
W artykule:
|
StreszczenieArtykuł omawia wybrane zagadnienia dotyczące zabezpieczania instalacji elektrycznych i technicznych przed pożarem. AbstractEffective fire protection of electrical and technical installations – passive fire protection |
Wymagania prawne
Zgodnie z § 209 Rozporządzenia [2, 3] budynki oraz części budynków, stanowiące odrębne strefy pożarowe w rozumieniu § 226, z uwagi na przeznaczenie i sposób użytkowania dzieli się na: kategorie budynków i ich części ze względu na przeznaczenie i rodzaj użytkowania, a mianowicie:
- mieszkalne, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej charakteryzowane kategorią zagrożenia ludzi, określane jako ZL, podzielone na kategorie od ZLI do ZLV,
- produkcyjne i magazynowe, określane PM,
- inwentarskie (służące do hodowli inwentarza), określane jako IN.
W zależności od kategorii budynku określa się klasę odporności pożarowej budynku, oznaczaną literami od „A” do „E”, a dla nich – odpowiednie klasy odporności ogniowej jego elementów.
Jak wynika z § 212 pkt 1 i 2 Rozporządzenia [2, 3] ustanowione jest pięć klas odporności pożarowej budynków lub ich części, podanych w kolejności od najwyższej do najniższej i oznaczone literami: „A”, „B”, „C”, „D”, „E”. Wymaganą klasę odporności pożarowej budynku, zaliczanego do jednej kategorii ZL, określa tabela 1.
Tab. 1. Wymagane klasy odporności pożarowej budynku [2]
Dodatkowo dopuszcza się obniżenie wymaganej klasy odporności pożarowej w budynkach wymienionych w tabeli 2. do poziomu w niej określonego.
Tab. 2. Dopuszczalne obniżenie klasy odporności pożarowej dla budynków sklasyfikowanych w ZL I, II, III [2]
Odporność ogniowa jest to zdolność elementu budynku do spełniania określonych wymagań w warunkach przebiegu pożaru. Miarą odporności ogniowej jest wyrażony w minutach czas od chwili wybuchu pożaru do utraty właściwości użytkowych elementu konstrukcyjnego pod wpływem działania ognia. Definiuje się następujące elementy odporności ogniowej elementów budynku [2, 4]:
R – nośności ogniowej – czyli czasu wyrażonego w minutach, po którym element budynku w warunkach pożaru przestaje spełniać swoją funkcję nośną i następuje przekroczenie dopuszczalnych przemieszczeń,
E – szczelności ogniowej – czyli czasu wyrażonego w minutach, po którym element budynku w warunkach pożaru przestaje spełniać funkcję bezpiecznego oddzielenia na skutek pojawienia się ognia na powierzchni nienagrzewanej lub rozszczelnienia przegrody,
I – izolacyjności ogniowej – czyli czasu wyrażonego w minutach, po którym element budynku w warunkach pożaru przestaje spełniać funkcję bezpiecznego oddzielenia na skutek osiągnięcia na powierzchni nienagrzewanej zbyt wysokiej temperatury.
Zgodnie z § 216 pkt 1 Rozporządzenia [2, 3] elementy budynku, odpowiednio do jego klasy odporności pożarowej, powinny w zakresie klasy odporności ogniowej spełniać, z zastrzeżeniem § 237 ust. 9, co najmniej wymagania określone w tabeli 3.
Zgodnie z Rozporządzeniem [2, 3] ściany i stropy oddzielenia przeciwpożarowego powinny być wykonane z materiałów niepalnych i odpowiadać wymaganiom zawartym w tabeli 3.
Tab. 3. Minimalne wymagania elementów budynku w zależności od klasy odporności pożarowej [2]
Szczegółowe regulacje dotyczące przepustów instalacyjnych podano w § 234 tego rozporządzenia, który stanowi, że:
Zgodnie z § 232 Rozporządzenia [2] ściany i stropy stanowiące elementy oddzielenia przeciwpożarowego powinny być wykonane z materiałów niepalnych, a występujące w nich otwory – obudowane przedsionkami przeciwpożarowymi lub zamykane za pomocą drzwi przeciwpożarowych bądź innego zamknięcia przeciwpożarowego.
Wątpliwości budzą jednak wymagania dla przejść instalacyjnych, które są dwukrotnie wyższe niż dla drzwi w tych samych strefach pożarowych. Poprzez stosunkowo dużą powierzchnię drzwi pożar ma szansę szybciej się przedostać do sąsiedniej strefy niż przez małą powierzchnię przepustu instalacyjnego [5, 6].
W ścianie oddzielenia przeciwpożarowego łączna powierzchnia otworów, o których mowa w zdaniu poprzednim, nie powinna przekraczać 15% powierzchni ściany, a w stropie oddzielenia przeciwpożarowego – 0,5% powierzchni stropu [2]. Ograniczenia nie stosuje się do otworów w ścianach oddzielenia przeciwpożarowego w garażu, które znajdują się na drogach manewrowych [3].
Przedsionek przeciwpożarowy powinien mieć wymiary rzutu poziomego nie mniejsze niż 1,4x1,4 m. Ściany i strop, a także osłony lub obudowy przewodów i kabli elektrycznych z wyjątkiem wykorzystywanych w tym przedsionku oraz z wyjątkiem zespołów kablowych, o których mowa w § 187 ust. 3 – o klasie odporności ogniowej co najmniej EI 60 powinny być wykonane z materiałów niepalnych oraz powinien być zamykany drzwiami i wentylowany co najmniej grawitacyjnie, z zastrzeżeniem § 246 ust. 2 i 3 [3].
Wymaganą klasę odporności ogniowej elementów oddzielenia przeciwpożarowego oraz zamknięć znajdujących się w nich otworów określa tabela 4.
Tab. 4. Klasy odporności pożarowej budynków i odpowiadające im klasy odporności ogniowej [2]
Klasa odporności ogniowej elementów oddzielenia przeciwpożarowego oraz zamknięć znajdujących się w nich otworów w budynkach, o których mowa w § 213, powinna być nie mniejsza od określonej w ust. 4 dla budynków o klasie odporności pożarowej „D” i „E” [2].
W ścianie oddzielenia przeciwpożarowego dopuszcza się wypełnienie otworów materiałem przepuszczającym światło, takim jak luksfery, cegła szklana lub inne przeszklenie, jeżeli powierzchnia wypełnionych otworów nie przekracza 10% powierzchni ściany, przy czym klasa odporności ogniowej wypełnień nie powinna być niższa niż podana w tabeli 5.
Tab. 5. Klasy odporności ogniowej przejść instalacyjnych [2]
Dopuszcza się stosowanie w strefach pożarowych PM (produkcyjne i magazynowe) otworu w ścianie oddzielenia przeciwpożarowego, służącego przeprowadzeniu urządzeń technologicznych, chronionego w sposób równoważny wymaganym dla tej ściany drzwiom przeciwpożarowym pod względem możliwości przeniesienia się przez ten otwór ognia lub dymu, w przypadku pożaru.
Zgodnie z § 234 Rozporządzenia [2] przepusty instalacyjne w elementach oddzielenia przeciwpożarowego powinny mieć klasę odporności ogniowej (EI) wymaganą dla tych elementów. Dopuszcza się nieinstalowanie przepustów, o których mowa w ust. 1, dla pojedynczych rur instalacji wodnych, kanalizacyjnych i ogrzewczych, wprowadzanych przez ściany i stropy do pomieszczeń higieniczno-sanitarnych. Przepusty instalacyjne o średnicy większej niż 0,04 m w ścianach i stropach pomieszczenia zamkniętego, dla których wymagana klasa odporności ogniowej jest nie niższa niż EI 60 lub REI 60, a niebędących elementami oddzielenia przeciwpożarowego, powinny mieć klasę odporności ogniowej (EI) ścian i stropów tego pomieszczenia. Przejścia instalacji przez zewnętrzne ściany budynku, znajdujące się poniżej poziomu terenu, powinny być zabezpieczone przed możliwością przenikania gazu do wnętrza budynku [2, 3].
Jeśli przepust jest instalowany we fragmencie przegrody oddzielenia przeciwpożarowego, który jest klasyfikowany tylko z uwagi na kryterium szczelności ogniowej E, to powinien spełniać obydwa kryteria, czyli szczelności E i izolacyjności ogniowej I. Natomiast w wytycznych projektowych zaleca się, by konstrukcja przepustów umożliwiała remonty i naprawy instalacji. Przy prowadzeniu w budynku szachtów instalacyjnych należy zapewnić możliwość instalowania dodatkowych przewodów, zarówno w szachcie, jak i w przepuście. Wszelkie zmiany w budowie przepustu powinny być wprowadzane tak, by zachowana była wymagana klasa jego odporności [5].
Przejścia kablowe
Przejścia kabli wykonywane w elementach budynku powinny posiadać klasę odporności ogniowej (EI) podobną do klasy odporności ogniowej elementu budynku, w którym są wykonane. Wykonując zatem przejścia kablowe w elementach budynku (ściany, stropy, przegrody przeciwpożarowe) należy wybrać taką ich technologię, która nie pogarszałaby ich odporności ogniowej. Dodatkowo, jak każdy wyrób budowlany, przejścia kabli (przepusty instalacyjne) powinny posiadać wymagane Prawem budowlanym dopuszczenia do stosowania na terenie Polski (certyfikaty, aprobaty techniczne, karty charakterystyki) [4].
Sposoby zabezpieczania przeciwpożarowego przejść instalacyjnych powinny być wykonywane zawsze zgodnie z wymaganiami określonymi w Aprobacie Technicznej. Często jednak w praktyce jest to trudne lub nawet niemożliwe ze względu na wiele występujących uwarunkowań (brak dostępu z obu stron przejścia, duże obłożenie kablami, większe otwory przejść).
Przy wykonywaniu zabezpieczeń przeciwpożarowych przejść kablowych należy przede wszystkim uwzględnić poniższe wymagania [4]:
- przejścia instalacyjne powinny być wykonywane przez osoby przeszkolone przez producenta danego rozwiązania,
- warunki wykonania, które określane są dla zabudowy przejść w lekkich ścianach działowych, mogą być stosowane dla elementów budowlanych z betonu lub murowanych o grubości równej lub większej niż lekka ściana działowa; odwrotnie nigdy,
- należy zachowywać minimalną odległość pomiędzy sąsiadującymi ze sobą przejściami, która wynosi 200 mm, o ile w technologii nie określono inaczej,
- dobierać technologię wykonywanego zabezpieczenia przejścia dla rodzaju przeprowadzanych instalacji (kable, rury palne lub niepalne, bądź rozwiązania wspólne),
- dopuszczalne obłożenie przejścia instalacyjnego nie powinno przekraczać 60% jego powierzchni,
- odległości konstrukcji wsporczych tras kablowych (bądź rur) powinny odpowiadać odległościom podanym w technologii,
- prowadzenie dodatkowej instalacji przez wykonane wcześniej przejścia powinno być wykonane z zachowaniem ustalonych warunków, wynikających z Aprobaty Technicznej,
- przy większych rozmiarach przejść instalacyjnych w lekkich ścianach działowych należy zwrócić uwagę na elementy konstrukcji nośnej ściany,
- przejście instalacyjne (zwłaszcza wykonane z płyt z wełny) w stropie powinno być zabezpieczone przed przypadkowym uszkodzeniem mechanicznym (nadepnięciem), a w przypadku elementów, które można wyciągnąć z otworu przepustu – należy zabezpieczyć je przed przypadkowym wyciągnięciem lub kradzieżą (poduszki, bloczki ogniochronne),
- każde przejście instalacyjne powinno być oznakowane zgodnie z wymaganiami określanymi przez producenta.
Sposoby zabezpieczania przeciwpożarowego przejść instalacyjnych powinny być wykonywane zawsze zgodnie z wymaganiami określonymi w Aprobacie Technicznej. Często jednak w praktyce jest to trudne lub nawet niemożliwe ze względu na wiele występujących uwarunkowań (brak dostępu z obu stron przejścia, duże obłożenie kablami, większe niż dopuszczalne otwory przejść, wykonywanie zabezpieczeń w końcowej fazie budowy lub w już istniejących obiektach). W takich sytuacjach należy wszelkie ewentualne odstępstwa bezwzględnie uzgadniać z producentem lub jednostkami badawczymi. Aktualnie na rynku polskim można znaleźć wielu producentów przepustów instalacyjnych do zabezpieczeń nie tylko przejść kabli, ale również przewodów wentylacyjnych i rur wykonanych z materiałów palnych i niepalnych. Każda z firm oferuje swoje rozwiązania technologiczne w zależności od przeznaczenia i specyfiki występujących przejść kablowych. Zabezpieczenia przejść instalacyjnych kabli wykonuje się w oparciu o: poduszki ogniochronne, bloczki ogniochronne, modułowe dławiki kablowe, zaprawy ogniochronne, pianki ogniochronne, skrzynki kablowe, płyty z wełny mineralnej [4].
Do zabezpieczenia kabli i przewodów stosuje się pasty lub farby pęczniejące w postaci gotowej do nanoszenia gęstej szpachli. Pokrywając bezpośrednio zewnętrzną powłokę kabla, warstwa pęczniejąca podczas pożaru tworzy na powierzchni zabezpieczającą warstwę pieniącego materiału, zapobiegając topieniu i paleniu powłoki kabla oraz rozprzestrzenianiu pożaru [5].
Przepusty kombinowane
W wielu przypadkach prowadzenie w oddzielnych otworach poszczególnych instalacji jest niepraktyczne lub niewykonalne. Stosuje się wtedy przepusty kombinowane, przez które przechodzą kable elektryczne, rury niepalne i palne. W takim przypadku na jednym rodzaju przewodów (kable, rury palne i niepalne) należy stosować wyłącznie rozwiązania dla nich przeznaczone. Na przykład rury palne mogą być zabezpieczone obejmami, rury niepalne za pomocą otulin, a kable powłoką ogniochronną. Ponadto należy zachować zalecane przez producentów tych systemów minimalne odległości pomiędzy różnymi przewodami, tj. kablami biegnącymi w korycie kablowym lub siatkowym, rurami palnymi i niepalnymi.
Jako wypełnienie otworu w przegrodzie stosuje się płyty, bloczki lub zaprawy ogniochronne oraz powłoki ogniochronne i wypełniacze szczelin. W przypadku takich przepustów uzyskuje się odporność ogniową nawet EI 120, jeśli spełnione zostaną wymagania producentów dotyczące montażu poszczególnych komponentów.
Obudowy pionów instalacyjnych
Szacht instalacyjny, w którym prowadzone są kable, instalacje sanitarne lub wentylacyjne, umożliwia bardzo szybkie rozprzestrzenianie się ognia – w parę minut kilka kondygnacji może zostać objętych pożarem, o ile nie zastosowano w nich odpowiednich przepustów instalacyjnych. Przyczyną tego jest zjawisko kominowe. Dla ochrony instalacji stosuje się także inne systemy biernej ochrony ppoż.
Do obudowy pionów instalacyjnych z przewodami sanitarnymi i wentylacyjnymi oraz kablami, a także szybów dźwigowych producenci oferują specjalne systemy ogniochronne z płyt gipsowych zbrojonych włóknem szklanym lub ogniochronnych płyt gipsowo-kartonowych w klasach EI 60–120. Uzupełnieniem oferty są klapy i drzwiczki rewizyjne. Dobrą praktyką jest stosowanie przegród ogniowych na granicy stref pożarowych lub w jednej strefie, co drugą kondygnację, co pozwala uniknąć zjawiska kominowego.
Z prowadzeniem przewodów wodociągowych, kanalizacyjnych i grzewczych w szachtach związany jest prawny wymóg takiego wykonania izolacji cieplnych i akustycznych, by ogień się nie rozprzestrzeniał. Ponadto palne elementy wystroju wnętrz budynku powinny być zabezpieczone przed możliwością zapalenia lub zwęglenia, jeśli prowadzone są przez nie lub obok nich przewody grzewcze, lub wentylacyjne. Dla ograniczenia zagrożeń spowodowanych przez palące się kable i przewody należy stosować produkty spełniające wymagania Rozporządzenia CPR.
Literatura
- J. Wiatr, Instalacje elektryczne w budynkach. Ochrona pożarowa budynków - instalacja elektryczna, kanały i tunele kablowe, Europejski Instytut Miedzi, EIM063280.
- Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity DzU z 2019 r. poz. 1422 ze zmianą).
- Ł. Fajfer, P. Sulik, „Wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego przejść instalacyjnych”, „Materiały Budowlane” 6/2018, DOI: 10.15199/33.2018.06.15
- J. Kajdaniak, Zabezpieczenia przeciwpożarowe kabli, INPE nr 156, wrzesień 2012 r.
- W. Joniec, Przepusty i piony instalacyjne, Rynek Instalacyjny nr 7-8/2019.
- Materiały firmy Armacell
- Materiały firmy Promat
- Materiały firmy SVT Polska
- Materiały firmy OBO Bettermann
- Materiały firmy Rockwool
