Světelné zdroje nejsou pouze světlo

Světelné zdroje nejsou pouze světlo
Požární bezpečnost svítidel

JUDr. Zbyněk Urban,
soudní znalec v oboru elektrotechniky

Úvod

Podle současné úrovně poznání je světlo elektromagnetické vlnění a má svoji energii. Tuto skutečnost prokázal již v 19. století Angličan W. Crookes¹⁾. Nechal dopadat světlo na lopatky „mlýnku„ umístěného ve skleněné baňce, ze které byl vyčerpán vzduch. Lopatky, z jedné strany začerněné, pohltily více energie a zahřály i přilehlé zbytkové molekuly vzduchu. Tím vzrostl tlak, zvětšila se energie molekul a mlýnek se roztočil.

Obr. 1. Průmyslová zářivková svítidla IP-66, třída izolace I; odolnost proti vniknutí prachu a před tryskající vodou

Prapůvodním zdrojem světla pro člověka bylo Slunce. Tento jeho nejmohutnější přírodní zdroj má jednu zásadní nevýhodu – je k dispozici jen po určitou část dne, navíc v závislosti na poloze místa na Zemi. Člověk proto hledal náhradní zdroj světla pro dobu, kdy je sluneční světlo nedostupné. Vývoj v tomto směru se zastavil u elektrického osvětlení. To v počátku představoval elektrický oblouk (obloukové osvětlení) a od vynálezu T. A. Edisona v říjnu 1879 elektrická žárovka. První použití žárovek na území našeho státu, při příležitosti osvětlení divadla v Brně, je datováno rokem 1882.

Na cestě za světlem – od louče k žárovce – zůstává přes všechen pokrok i při použití moderních zdrojů světla v praxi jeden nepříjemný nedostatek: účinnost obyčejné žárovky s wolframovým vláknem a „pouze„ vyčerpanou skleněnou baňkou je velmi malá, naproti tomu však její tepelné působení na okolí je výrazné. Údaje z počátků výroby žárovek hovoří o účinnosti 2 %, zbytek dodané energie se vyzářil ve formě tepla. Doba i vývoj pokročily – současná účinnost zdrojů světla se pohybuje mezi 2 a 4 %, a přesto je i dnes podíl tepla vyzářeného obyčejnými žárovkami velmi vysoký. S tepelnými účinky žárovky, zejména z hlediska požární bezpečnosti, je proto nutné počítat i v současné době. Uvedená situace se týká nejen problematických průmyslových provozů, ale např. i domácností.

Některá ustanovení norem pro svítidla

Otázky elektrického osvětlení a svítidel jsou řešeny v technických normách z několika hledisek. V dalším textu bude zaměřena pozornost na nebezpečí vzniku požáru v souvislosti s elektrickou instalací, provozem a údržbou svítidel. Důvodem je možnost iniciace požáru tepelným působením svítidel. Tuto skutečnost je možné doložit údaji ze statistik zpracovávaných ředitelstvím Hasičského záchranného sboru MV ČR. Z přehledů v tab. 1 až tab. 3, s údaji z let 1997 až 2003, lze vyčíst počet požárů (včetně jejich následků) vztažený ke zdroji světla vyvolávajícího požár.

Tab. 1.

Tab. 2.

Tab. 3.

Jak již bylo zmíněno, převážná část elektrické energie dodaná světelnému zdroji se mění v energii tepelnou. Zde je třeba připomenout, že velký význam má správné stanovení vnějších vlivů na použití a instalaci svítidel podle ČSN 33 2000-3. Jde především o podkladové materiály, popř. obložení, a materiál svítidel, především stínidel a ochranných krytů. Rovněž je zapotřebí upozornit na správnou volbu svítidel. Instalovaná svítidla by měla splňovat požadavky zákona o technických požadavcích na výrobky č. 22/1997 Sb., v platném znění.

Obr. 3. Konstrukce krytu svítidla musí zabraňovat vypadnutí žárovky nebo jiných horkých částí

Stejný význam mají údaje na výrobku (svítidle): dovolený příkon světelného zdroje a provozní napětí (ČSN EN 61293 Označování elektrických zařízení jmenovitými údaji vztahujícími se k elektrickému napájení), jeho umístění na hořlavé podklady anebo do nich. Jde o splnění požadavků ČSN 33 2000-1 čl. 12.1 a 131.1, aby zařízení byla použita k účelu, ke kterému jsou určena, a o zajištění bezpečnosti.

Větší požadavky jsou na svítidla kladeny v náročnějších podmínkách, jakými jsou např. hořlavé podklady, některá jednoúčelová zařízení (soubor ČSN 33 2000, část 7), a při výběru ochranných opatření podle vnějších vlivů (ČSN 33 2000-4-482). V návaznosti zde existuje i opatření vycházející ze zákona o požární ochraně č. 133/1985 Sb., v platném znění (úplné znění č. 67/2001 Sb.), a vyhlášky 246/2001 Sb., o požární prevenci.

Související technické normy

Mezi prvními normami lze uvést ČSN 33 2000-4-482 Ochrana proti požáru v prostorách se zvláštním rizikem nebo nebezpečím. Je možné vycházet z jejího úvodního ustanovení, které pokrývá oddíl 482.

Jedná se o:

• výběr a provedení instalací v prostorách s nebezpečím vzniku požáru v důsledku nebezpečných vlastností zpracovávaných nebo skladovaných materiálů, jakými jsou výroba, zpracování, skladování hořlavých materiálů, včetně hromadění prachu např. ve stodolách, v továrnách na zpracování dřeva, papírnách, textilních továrnách apod. (482.1),

• výběr a provedení instalací v místech s převážně hořlavými hmotami ve stavebních konstrukcích (viz 482.2).

Z hlediska nebezpečí vzniku požáru hořlavých prachů je třeba řešit otázku teploty všech částí krytů a zařízení, na nichž lze předpokládat jejich usazení v nebezpečném množství. Zahřátí uvedených částí na nebezpečnou teplotu musí být v každém případě zabráněno. Rozhodující pro to je volba provedení elektrického zařízení (musí být vhodné pro konkrétní podmínky) a krytí tohoto zařízení, které je stanoveno jako ochrana proti prachu IP5x. Jde o stanovení vnějších vlivů podle již zmiňovaného postupu na základě ČSN 33 2000-3 a ČSN 33 2000-5-51.

Svítidla je nutné zvolit taková, která se při provozu ohřívají pouze na dovolenou (tzn. omezenou) povrchovou teplotu. V místech s hořlavými prachy a vlákny musí být svítidla konstruována tak, aby byla dodržena jejich povrchová teplota i v případě poruchy podle daných požadavků a na jejich povrchu (jestliže je to možné) se nehromadil prach v nebezpečném množství (obr. 1, obr. 2).

Nejvyšší dovolené teploty svítidel jsou:

• za normálních podmínek 90 °C,
• při poruše (havárii) 115 °C.

Bodové reflektory a úzkoúhlé světlomety bez údajů výrobce je nutné umístit od zápalných materiálů ve vzdálenosti:

• 0,5 m při výkonu světelného zdroje do 100 W,
• 0,8 m při výkonu světelného zdroje od 100 do 300 W,
• 1 m při výkonu světelného zdroje od 300 do 500 W.

Konstrukce svítidla musí zabránit vypadnutí žárovky nebo jiného světelného zdroje a horkých částí ze svítidla (obr. 3).

Samostatnou kapitolou z hlediska nebezpečí požáru jsou svítidla s halogenovými žárovkami na malé napětí (převážně 12 V).

Často jsou totiž zaměňovány pojmy bezpečnosti z hlediska úrazu a z hlediska požární bezpečnosti. Působením povrchové teploty žárovek může být iniciován požár většiny hořlavých a snadno zápalných materiálů. Podle statistik jsou nejčastějším původcem vzniku požáru svítidla instalovaná do nábytku, do stropních podhledů ze dřeva a plastů, amatérská dekorační stínidla z hořlavých látek. V zemědělství jsou známy požáry vzniklé od svítidel zafoukaných senem v senících, slámou v nástavbách kravínů a případy zahoření organických prachů v drůbežárnách (obr. 4a, b). Tato problematika je nyní obsažena v čl. 715.537.N2 ČSN 33 2000-7-705 pro zahradnické a zemědělské objekty. Zde norma mimo jiné požaduje signalizaci zapnutého stavu svítidla, jenž není z místa spínání rozeznatelný.

Karavany, kempy, stánky, poutě

Ustanovení vztahující se ke svítidlům pro karavany a parkovací místa v kempech je v ČSN 33 2000-7-708, odd. 5.6. Požadováno je uvedení příkonu a napětí žárovky (světelného zdroje). Zařízení (svítidlo) nesmí být poškozeno ani při zapnutí osvětlení napájeného z obou soustav (soustava nn a instalace vozidla).

Ustanovení pro svítidla obsahuje i nově zavedená ČSN 33 2000-7-711 Výstavy, přehlídky a stánky. Svítidla ve jmenovaných a podobných případech musí být chráněna, instalována a umístěna v souladu s normami mimo dosah hořlavých materiálů, aby nedošlo k jejich vzájemnému styku.

Obdobné ustanovení zahrnuje i ČSN 34 1090 pro prozatímní zařízení na výstavách a poutích, přičemž se odvolává na ČSN 33 2130 (34 1030). V čl. 74 je zákaz obalování svítidel a žárovek papíry, látkami a zákaz umísťovat je v blízkosti dekorací. Je rovněž zakázáno používat lampiony z hořlavých materiálů. Při montáži svítidla na takovéto materiály je v čl. 47 požadováno dodržení maximální dotykové teploty 80 °C. Současně musí být dodrženy požadavky příslušné normy (ČSN 33 2312), jako je nehořlavá, tepelně izolující podložka nebo vzduchová mezera aspoň 20 mm (obr. 5).

Instalace svítidel na hořlavé podklady a do hořlavých materiálů

Základem řešení této problematiky je zařazení podkladu pro montáž svítidel do příslušné třídy hořlavosti. Přitom je důležité rozlišit stupeň jejich hořlavosti v rozsahu C1 až C3. Svítidla se často instalují na dřevěné obklady, plastové podhledy, dřevotřískové desky, odlehčené příčky, duté stěny a jiné prvky stavebnicového charakteru, jejichž vzhled vlivem provedení povrchové úpravy mnohdy připomíná zdivo nebo obdobný nehořlavý materiál.

Označení zvoleného svítidla má obsahovat údaje o tom, že je schváleno pro montáž na konkrétní materiál. Neodpovídá-li uvedený materiál označení, je třeba použít příslušné ochranné opatření, jako jsou podložky, vzduchová mezera apod. (ČSN 33 2312). Údaje uvedené na výrobcích o možnosti jejich instalace na hořlavé materiály a do těchto materiálů nemusí být vždy jednoznačné. Někteří výrobci využívají k označení různé symboly. Je tedy vhodné znát jejich význam. Například označení F (v trojúhelníku) platí pro svítidlo k umístění na hořlavý podklad, ale nikoliv pro obložení polystyrenem – pak je již svítidlo v materiálu zapuštěno. Obdobně je tomu u svítidel instalovaných v nábytku. Zde je omezeno ochlazování přirozeným prouděním okolního vzduchu. Často je také zaměňován význam značky zkoušky žhavou smyčkou 850 °C s významem značky kladení do hořlavých materiálů. Jejich význam však není rovnocenný.

Prohlášení o shodě

Zde je třeba připomenout, že zákon zakazuje prodejci nebo distributorovi prodávat výrobky, které nemají Prohlášení o shodě nebo Ujištění o prohlášení o shodě. Prohlášení je písemný dokument, který potvrzuje, že výrobek je ve shodě s technickým předpisem a že je bezpečný. Tomuto požadavku rozhodně neodpovídají amatérská svítidla se stínidly z plastů a dekorační svítidla zhotovená samovýrobou z plastových krabic, obalů apod. Tehdy často vznikají kritické situace, jejichž příčinou je teplota zdroje. Je tomu tak proto, že plast zvyšováním teploty měkne, mění tvar a poté může přijít do styku s povrchem žárovky. Požár je pak jen otázkou času.

Stejně nebezpečné je umístění žárovky do prohlubně v dřevěném trámu nebo v dřevěném obložení. Rovněž nebezpečný je stav, kdy přístup vzduchu je omezen zakrytím např. barevnými skly. Při delším svícení žárovky zahoří i dřevo (dokladem může být ničivý požár vzniklý před několika lety v motorestu Bouchalka). Zvláště nebezpečné je zakrytí svítidla textilem, papírem, dřevem a jinými hořlavými materiály. Výrobky imitující dřevo často obsahují celulózu, která při dlouhodobém působení teploty vyšší než 120 °C degraduje a také se může vznítit (obr. 6).

Závěr

Světlo je zapotřebí k práci, odpočinku, dalšímu vzdělávání či k životní pohodě. Po západu slunce je využíváno světlo převážně z elektrických zdrojů. Pro instalaci a užívání elektrických svítidel existují určitá pravidla. Na některé bylo poukázáno v tomto článku, avšak výčet není úplný. V současné době jsou na trhu nabízena svítidla s dostatečnými údaji o možnostech jejich aplikace. Údaje o dovoleném příkonu zdroje, krytí, o možnosti montáže a další pokyny výrobce je vhodné respektovat dříve, než je návod ohořelý ohněm. Svítidla ve statistikách nejsou katastrofickým činitelem, ale škody jimi způsobené rozhodně nejsou zanedbatelné.

¹⁾ Anglický přírodovědec sir William Crookes (mj. objevitel chemického prvku thalium – roku 1861) při svých fyzikálních výzkumech vynalezl v roce 1874 radiometr – tzv. světelný mlýn. Bylo to kolečko zkonstruované na způsob mlýnku. Otáčelo se působením světelných a tepelných paprsků. Při dalších experimentech zjistil, že plyny, jimiž prošel elektrický proud, získají elektrický náboj.