Praktické užití při projektování a realizaci staveb

V poslední době je kladen stále větší důraz na požární bezpečnost osob a majetku. V souvislosti s tím je přijímána řada nových předpisů a norem a vznikají některé nové názvy a pojmy, které ne vždy jsou jednoznačně chápány. Často se v odborné veřejnosti mluví o tzv. nehořlavých kabelech, což však není správný název. Cílem této přednášky je poskytnout vysvětlení a přehled v používání kabelů splňujících požadavky požární bezpečnosti.

V elektroinstalacích staveb jsou nejvíce používány kabely typu CYKY a AYKY, které mají izolaci a plášť z PVC (polyvinylchloridu), t.j z materiálu, který obsahuje halogenní prvek chlor. Takový kabel při hoření vytváří hustý a jedovatý dým, který ztěžuje orientaci v prostoru a při nadýchání může vést k usmrcení osob. Po krátké době požáru dochází u tohoto kabelu k porušení pláště a izolace a tím ke zkratu vodičů.

V roce 1950 byla průměrná doba od zapálení ohně k jeho rozšíření 15 minut. Dnes se smrtelná rizika vyskytují po pouhých 3 minutách. Nejčastěji identifikovaná příčina smrti z požárního incidentu je působením plynu a kouře, což činí 44% všech úmrtí.

Z těchto skutečností vyplývají závěry:

• Že snížení vývinu kouřových plynů je důležité pro záchranu lidských životů a usnadní práci
  záchranných týmů;
• Že stále větší využívání plastů v posledních 50 letech má dramatický dopad na únikové časy.

Výrobci kabelů v Evropě proto vyvinuli soubor kabelů s malou požární nebezpečností – Low Fire Hazard Cables (LFHC). Nové typy kabelů mají omezené šíření plamene a uvolňování tepla s velmi nízkou emisí kouře a  nebezpečných plynů. Tyto kabely tak poskytují více času k útěku a méně nebezpečné prostředí pro záchranné týmy. V řadě případů pro napájení požárně bezpečnostních zařízení musí být zachována také jejich funkční schopnost i když na ně působí plameny při požáru.

LFHC kabely jsou dnes používány ve všech stavbách kde je větší množství lidí nebo zvýšené riziko požáru, například:

• divadla a kina
• obchodní domy a výstaviště
• výškové domy
• hotely a restaurace
• velkokapacitní garáže
• pracoviště s hořlavými materiály
• nemocnice
• zařízení metra
• chemický průmysl
• jaderné elektrárny
• tunely

Přitom tyto zvýšené požadavky na požární bezpečnost nesmí ztěžovat montáž kabelových zařízení, instalace musí být jednoduchá a přehledná.

Vysvětlení některých důležitých pojmů

Bezhalogenní kabel – použité izolační, výplňové a plášťové materiály neobsahují halogenní prvky tj. chlor, fluor, brom, jód a nevytvářejí korozivní a jedovaté plyny. Tyto kabely odpovídají normám ČSN EN 50267-2-3 (test korozivity zplodin) a ČSN EN 61034-2 (test dýmivosti)

Samozhášivý (oheň retardující) kabel – použité materiály nešíří plamen po povrchu kabelu. Tyto kabely odpovídají normě ČSN EN 60332-1, pokud se jedná o samostatně vedený kabel a ČSN EN 50266-2-2, pokud se jedná o svazek kabelů

Funkční schopnost kabelu při požáru – kabel je konstruován tak, aby ani při dlouhodobém působení plamene na kabel a zuhelnatění izolačního materiálu nedošlo ke zkratu vodičů a tím k přerušení proudu.

Tyto kabely odpovídají normě ČSN IEC 60 331 – při zkoušce působením plamene musí být funkční po dobu minimálně 180 minut – označují se pak za názvem kabelu písmeny FE 180.

Kabelová trasa – soubor kabelů a vodičů, jejich nosných, podpěrných a upevňovacích konstrukcí a prvků, rozvaděčů, krabic, spojek

Kabelová trasa s funkční integritou – kabelová trasa, která je schopna odolávat po stanovenou dobu působení požáru (nesmí dojít k přerušení toku elektr.proudu, u optických kabelů k přerušení vlákna). Třída funkčnosti se označuje Pxx-R a PHxx-R (xx je čas funkčnosti v minutách) a prokazuje se zkouškou podle ZP 27/2008

Normová nosná konstrukce – kabelový žebřík nebo žlab jehož parametry jsou definovány v ZP 27/2008. Pokud byla normová nosná konstrukce úspěšně odzkoušena spolu s kabely dle ZP 27/2008, platí výsledky zkoušek také pro normové nosné konstrukce a stejné typy kabelů jiných výrobců. U nenormových nosných konstrukcí toto neplatí.

Volně vedené kabely a vodiče – nechráněné elektrické rozvody, které jsou vystaveny možným účinkům požáru a jejichž uložení neodpovídá podmínkám stanoveným v ČSN (ČSN 730802, 730804, 730805, 730848, 342710)

Třída reakce na oheň – Směrnice Rady 89/106/EHS a Rozhodnutí evropské komise č.2000/147/ES a č.2006/751/ES zařadily kabely mezi stavební výrobky a jsou tedy hodnoceny také podle jejich reakce na oheň. Kabely jsou zařazeny do 7 hlavních kategorií označených Aca, B1ca, B2ca ,Cca, Dca , Eca , Fca podle jejich možného přispění k požáru (uvolňování tepla a šíření plamene) a doplňkových kriterií označených s1 až s3 (vývin dýmu) a d0 až d2 (odkapávání hořících částic). V ČR byly požadavky na kabely a jejich použití dle třídy reakce na oheň zavedeny vyhláškou MV č.23/2008 Sb. o technických podmínkách požární ochrany staveb. Ta u volně vedených kabelů zajišťujících funkci požárně bezpečnostních zařízení předepisovala použití kabelů třídy B2ca resp. B2ca ,s1,d0.

Tato vyhláška byla změněna v září 2011 vydáním Vyhlášky MV č.268/2011 Sb. a předepisuje použití kabelů třídy B2ca resp. B2ca ,s1,d1 a v některých případech i třídu Dca. Tato nově zavedená kategorie však má velmi omezené použití. U ní je definováno jen množství uvolněného tepla a bez stanovených přídavných kritérií (s1 ,d1) pak této třídě vyhoví i upravené halogenové kabely se všemi negativními důsledky z toho vyplývajícími (hustý jedovatý kouř a korozivita zplodin).

Výběr a uložení kabelů

LFHC jsou určeny zejména pro pevné nebo volné uložení na kabelové lávky, na rošty a do kabelových žlabů při teplotě okolí od -25°C až +40°C. Je povoleno uložení bez upevnění příchytkami, zavěšením na háky o maximální vzdálenosti háků 1,3 m. Připouští se stříkající voda a mělké ponoření. Hodnota pH vody při krátkodobém mělkém ponoření je přípustná v rozmezí 7 až 11. Kabely nejsou určeny pro uložení do země. Pokud je nezbytné uložit kabel do země, musí být zamezeno trvalému vlivu vlhkosti, kabel musí být opatřen ochrannou trubkou a uložen v pískovém loži podle ČSN 33 2000-5-52. Při provozu kabelu musí být dodržena maximální provozní teplota vodiče 90 °C. Kabely nesmí být vystaveny dlouhodobému přímému slunečnímu záření. Kabely nesmí být vystaveny flexibilnímu namáhání. Použití v jiném prostředí je nutno projednat s výrobcem kabelu.

Určení zatížitelnosti kabelu

Standardně je návrh optimálního průřezu vodiče dán jmenovitým proudem daného kabelu s ohledem na maximální dovolenou teplotu vodiče daného izolačního materiálu, jak je uvedeno v příslušné normě nebo specifikaci výrobce. Zde je nutné zdůraznit, že jmenovité proudy kabelů a vodičů uvedené v normách a katalogu výrobců platí za podmínky, že kabel je uložen volně na kabelové konstrukci, vzdálenost mezi sousedními kabely je na průměr kabelu a teplota okolního vzduchu je 30°C .

V současné době jsou velmi často kabelové trasy instalovány tak, že se svazek kabelů uloží do uzavřeného žlabu, který je často ještě zakryt v podhledu. Podobně když jsou kabely uloženy v zakrytém nevětraném kanálu. Může tak dojít k přehřátí kabelů a následnému tepelnému průrazu a vzniku požáru. V takových případech je pak třeba volit větší průřezy vodičů. Dimenzování průřezu vodičů s ohledem na způsoby uložení uvádí ČSN 33 2000-5-523 ed.2.

U LFHC s funkční schopností při požáru je nutné si uvědomit, že budou-li tyto kabely při požáru vystaveny po dlouhou dobu vysokým teplotám, je kapacita přenášeného proudu s ohledem na tyto podmínky snížena, tzn. navrhovat větší průřezy kabelů. Pozornost je nutné také věnovat upevnění kabelů na nosné konstrukce. Působením požáru na kabely jejich pláště a izolace zuhelnatí, rozměry kabelů se změní a může dojít k uvolnění z upevňovacích prvků. Pro upevnění kabelů je tedy nutné použít příchytky odolné ohni a které při požáru nedovolí uvolnění kabelu. Zejména u svislých instalací je třeba tento typ kabelů upevňovat specielními držáky nebo v pravidelných odstupech dělat na kabelech „meandry“.

Náklady na kabelové trasy

LFHC mají specielní vlastnosti pro instalaci do náročné podmínek. Jsou proto poněkud dražší než obyčejné CYKY/AYKY kabely. Občas se proto vyskytnou názory, že z ekonomických důvodů je místo LFHC kabelů vhodné použít i obyčejné kabely, pokud jsou nějak chráněny před účinky požáru, např. uložením pod omítku, uložením do zakrytých betonových kanálů, do specielních instalačních kanálů odolných proti ohni apod. Toto v principu možné je. Tento způsob uložení se vyplatí tam, kde pouze malá část kabelové trasy prochází prostorem s požárním rizikem. V ostatních případech jsou celkové náklady na kabelovou trasu podstatně větší než při použití LFHC kabelů s instalací na kabelovém roštu, na hácích nebo v plechovém korytu.

Jako příklad je možno uvést, že třeba v některých tunelech jsou kabely uloženy v zakrytém kabelovém kanálu odolném proti ohni nebo v zabetonovaných trubkách; tam jsou pak většinou použíty kabely CYKY ale vzhledem k horšímu odvodu tepla je nutné použít zvětšené průřezy vodičů což tvoří podstatnou část ceny kabelu. Stavební náklady na takové kanály jsou přitom ve výši 2000,-Kč/m až 3500,-Kč/m.

Další „mínusem“ tohoto způsobu instalace je i náročnější montáž kabelů, jejich obtížné následné kontroly a větší náklady při případné opravě nebo výměně poškozeného kabelu.

AVK – leden 2012
Ing. Jaroslav Hanzl