Zkoušky kabelů pro třídy reakce na oheň

PRAKAB PRAŽSKÁ KABELOVNA, s. r. o., je tradiční český výrobce kabelů s historií sahající do roku 1921. Je špičkou v oblasti zejména požárně bezpečnostních kabelů používaných v pozemních a inženýrských stavbách. Při požáru odolávají ohni, neuvolňují korozivní plyny a některé typy těchto kabelů přenášejí elektrickou energii a napájejí zařízení, která umožnují bezpečný únik z budovy. PRAKAB patří mezi malou skupinu evropských výrobců, kteří jsou díky svému dlouhodobému výzkumu a vývoji schopni nabízet obě skupiny produktů. Při rekonstrukci historické budovy Národního muzea se uplatnily desítky kilometrů požárněbezpečnostních kabelů PRAFlaSafe^® +a PRAFlaDur^® +.

V roce 2002 firma PRAKAB jako jedna z mála společností v České republice otevřela vlastní zkušební centrum, které je i dnes, díky získaným certifikacím a investicím do zkušebního zařízení, stále jedinečným zkušebním místem. K významným zkouškám patří měření uvolněného tepla a dýmu při zkoušce CPR, která komplexně hodnotí vlastnosti zplodin vznikajících při hoření kabelů. Výrobky PRAKABu rovněž splňují nevyšší požadavky národních a mezinárodních norem a jsou pravidelně úspěšně certifikovány mezinárodními instituty. Díky tomu si PRAKAB u svých zákazníků vypracoval pověst kvalitního a spolehlivého dodavatele a patří k lídrům evropského trhu.

1. Nehořlavé kabely

Evropské statistiky stále udávají znepokojivý počet úmrtí při požárech. Zarážející je přitom vysoký podíl úmrtí způsobený vlivem toxických plynů. I z tohoto důvodu byla Evropskou unií v roce 2011 novelizována směrnice 305/2011 Construction Products Regulation, známá pod zkratkou CPR, která definuje společnou klasifikaci stavebních výrobků, s cílem dosáhnout zvýšení bezpečnosti v budovách. Tyto předpisy přicházejí společně s rozsáhlým systémem certifikace, která zajistí, že na stavbách budou používány pouze schválené produkty. Pro kabely byla definována vlastnost nazvaná Reakce na oheň, která je nyní zkoušena a certifikována.

Je všeobecně známo, že při hoření kabelů, které mají izolaci či plášť z polyvinylchloridu (PVC), vzniká nebezpečný hustý černý dým obsahující chlór. Ten reaguje se vzdušnou vlhkostí a vytváří kyselé korozivní prostředí, nebezpečné jak pro člověka, tak pro materiály. Proto se k ochraně osob a zvířat, zejména v místech s jejich velkou koncentrací, ale i k ochraně materiálových hodnot, používají kabely s bezhalogenovými izolacemi, zpomalujícími šíření ohně (Flame Retardant Non-Corrosive – FRNC).

Velmi podstatnou součástí sortimentu ohniodolných kabelů PRAKAB je skupina prezentovaná pod obchodní značkou PRAFla^®, splňující nejpřísnější požadavky třídy reakce na oheň B2_cas1d1a1 i požadavky na funkčnost během požáru.

2. Třída reakce na oheň

Pojmem „Reakce na oheň“ rozumíme chování stavební konstrukce a stavebního výrobku určeného k zabudování do stavby při působení otevřeného ohně. Toto chování musí být klasifikováno do tříd A až F. Na jedné straně spektra je třída A, která klasifikuje takřka nehořlavý materiál, na opačné straně je třída F charakterizující velmi dobře hořlavý materiál. Součástí označení třídy jsou přiřazené indexy; v případě kabelů je to index CA (od slova cable).

Klasifikace třídy reakce na oheň
B2_CA – oheň retardující a bezhalogenové kabely
C_CA – omezená rychlost rozvoje požáru a uvolňování tepla
D_CA – zvýšená rychlost rozvoje požáru a uvolňování tepla, nízká kouřivost
E_CA – zvýšená rychlost šíření plamene, maximální tvořivost kouře není stanovena (PVC kabely)
F_CA – bez bezpečnostních požadavků, zpravidla venkovní kabely – v budovách není možné instalovat

Doplňková klasifikace, která udává doplňkové vlastnosti kabelů v podmínkách požáru:
s1 až s3 – tvorba/hustota kouře
d0 až d2 – odkapávající hořící částice
a1 až a3 – kyselost spalin

3. Legislativa

V roce 2008 vešla v platnost vyhláška č. 23/2008 Sb. – Technické podmínky požární ochrany staveb, která byla novelizována v roce 2011 vyhláškou č. 268/2011 Sb. Tato vyhláška řeší navrhováni a konstruování veřejných staveb s vyšší koncentrací osob v nich se nacházejících z pohledu požární bezpečnosti a také staveb, jejichž požár by mohl mít rozsáhlé následky. Dále řeší vybaveni těchto staveb technologickými zařízeními nezbytnými v případě požáru (evakuační výtahy, větrání a osvětlení únikových cest apod.)

Jedna z hlavních změn v novelizované vyhlášce je snížení požadavku na doplňkovou klasifikaci týkající se odpadávajících hořících částic. Původní požadavek d0 (d0 = žádné odpadávající hořící částice) byl snížen na d1 (odpadávající hořící částice zhasnou do 10 sekund).

Hlavním důvodem této změny byla velice špatná opakovatelnost dosažení výsledků d0 na zkoušených kabelových vzorcích.

EN 50575 je norma která byla vydána k předchozí vyhlášce. Norma zařazuje kabel mezi stavební výrobky a definuje minimální požadavky (mimo jiné) na třídu reakce na oheň z hlediska použití kabelů v budovách s velkou koncentrací osob (jesle, lůžková oddělení nemocnic, operační sály, shromažďovací prostory, únikové cesty, jídelny, restaurace atd.). Norma také uvádí, jaké zkoušky musí daný typ nehořlavého kabelu zvládnout, aby získal uváděnou třídu reakce na oheň.

4. Zkušební metody

Společnost PRAKAB má vlastní zkušební laboratoř, kterou neustále modernizuje a přizpůsobuje aktuálním požadavkům. Laboratoř je certifikované zkušební pracoviště Elektrotechnického zkušebního ústavu (EZÚ) a v současné době prochází také certifikací německého zkušebního ústavu VDE. Laboratoř disponuje veškerým zařízením potřebným k stanovení klasifikace reakce na oheň včetně dodatkových klasifikací.

Přehled norem popisujících zkušební metody pro třídy reakce na oheň ukazuje tab. 1.

Tab. 1. Zkušební metody pro třídy reakce na oheň

4. 1. Šíření požáru po povrchu kabelů:

Elektrické kabely jsou téměř vždy vyrobeny z materiálů, které jsou více či méně hořlavé. A protože kabely jsou způsobem svého použití výrobky, které spojují různé části jedné místnosti nebo různé prostory v jedné budově, mají také dobré předpoklady k tomu, aby šířily požár po budově. Aby k tomu nedocházelo, nebo aby se tento vliv minimalizoval, jsou kabely vyvíjeny a testovány tak, aby požár nešířily. Všechny kabely označené LFHC/FRNC požár prakticky nerozšiřují.

Obr. 1. Zkouška svislého šíření plamene pro vodiče nebo kabely
s jednou izolací podle ČSN EN 60332-1-2

Pro zkoumání funkční vlastnosti šíření/nešíření požáru se používají dvě základní zkušební metody:
a) Zkouška svislého šíření plamene, samozhášivost (obr. 1)
Účelem zkoušky je zjistit, zda jednotlivý vodič nebo kabel sám o sobě rozšiřuje požár tím, že se plamen šíří po jeho povrchu.

b) Zkouška šíření plamene ve svazcích (obr. 2)
Účelem zkoušky je, podobně jako v předchozím případě, zjistit míru šíření plamene po povrchu kabelů, v tomto případě nainstalovaných ve svazku.

Obr. 2. Zkouška vertikálního šíření plamene na vertikálně namontovaných
svazcích vodičů nebo kabelů – podle ČSN EN 60332-3 Zkoušky elektrických
a optických kabelů v podmínkách požáru

Nešíření plamene se zkoumá také při zkoušce reakce elektrických kabelů na oheň – viz dále. Důležité také je, kolik tepla se z kabelů při hoření uvolňuje, a jak tedy kabely přispívají k celkovému rozvoji požáru. Tato vlastnost se zjišťuje v komplexní zkoušce, na základě které se kabely klasifikují do zmiňovaných tříd reakce na oheň.

4. 2. Vlastnosti zplodin, které při hoření vznikají:

a) Korozivita zplodin hoření

Plyny, které vznikají při hoření kabelů, mohou mít různě nebezpečné vlastnosti. Jedním z důležitých parametrů je korozivita, tedy schopnost plynů vytvářet podmínky, které jsou agresivní a způsobují korozi. To je důležité zejména proto, že korozivní atmosféra může poškodit i zařízení, která přímo požárem zasažena nebyla.

Zkoušku (obr. 4) popisuje ČSN EN 60754-2 Zkouška plynů vznikajících při hoření materiálů z kabelů – Část 2: Stanovení acidity (měřením pH) a konduktivity vody, kterou spaliny přebublávají a vážou se.

Obr. 3. Měření uvolněného tepla a dýmu při zkoušce šíření plamene podle ČSN EN 50399

Obr. 4. Stanovení korozivity plynů vznikajících při hoření (měřením pH a konduktivity) podle ČSN EN 60754-2

b) Hustota dýmu

Důležitým parametrem dýmu, který při hoření vzniká, je také jeho hustota, přesněji řečeno schopnost bránit šíření světla. Hustý dým může způsobit špatnou orientaci osob v místě požáru a znesnadnit tak jejich evakuaci (obr. 5).

Obr. 5. Měření hustoty kouře při hoření kabelů podle ČSN EN 61034-2

Zkoušku za definovaných podmínek popisuje ČSN EN 61034-2.

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 12/2019 na straně 40. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.