Bezpieczeństwo pożarowe jest uregulowane prawnie, a nadzorem nad prawidłowością sformułowań przepisów i nad ich przestrzeganiem oraz oceną ryzyka zajmują się rzeczoznawcy pożarowi. Do niedawna nie dokonano jednak ważnej klasyfikacji kabli pod względem pożarowym. Wykonaniem tego ważnego zadania zajęła się Komisja Europejska.
Klasyfikacja kabli pod względem pożarowym to istotny przełom z punktu widzenia projektantów, wykonawców oraz firm planujących inwestycje budowlane – i to bez względu na rodzaj takiej inwestycji (biuro, hotel, szpital, obiekt użyteczności publicznej, obiekt przemysłowy i inne).
Pożar w budynku i jego skutki
Życie i zdrowie są podstawowymi wartościami, jakie należy chronić. Bezpieczeństwo ludzi podczas pożaru w obiekcie jest priorytetem.
Około jednej trzeciej pożarów powstaje we wnętrzach budynków. Ewakuowane osoby często mają tylko kilka minut na bezpieczne opuszczenie budynku, zanim rozprzestrzeniający się dym ograniczy możliwości orientacji, utrudniając tym samym odnalezienie dróg ewakuacyjnych. Osoby opuszczające zagrożony obszar muszą przedostać się przez gęstą chmurę toksycznych oparów, które ograniczają pole widzenia.
Modelowanie rozwoju pożaru w budynkach
Pożar powstaje zazwyczaj w wyniku zapalenia miejscowych źródeł zapłonu, które podpalają materiały znajdujące się w otoczeniu. Na tym etapie następuje wzrost temperatury (>300°C). Następnie, wskutek reakcji łańcuchowej, w temperaturze ok. 450°C, zapaleniu ulegają tworzywa sztuczne. Uwalniane ciepło powoduje zapalenie najbliższych mebli i wyposażenia. W czasie fazy zapłonu i rozwoju pożaru temperatura nieustannie się podnosi i jednocześnie wydzielane są duże ilości palnych gazów pirolitycznych, które są mieszaninami gazów, takich jak wodór, metan czy tlenek węgla, i składników organicznych. Powietrze infiltrujące pomieszczenie w pewnym momencie powoduje zapalenie się gazów pirolitycznych pod sufitem, co nazywamy rozgorzeniem. Wysokie temperatury powodują, że wszystkie łatwopalne materiały zostają natychmiast podpalone bez kontaktu z jakimkolwiek płomieniem. W temperaturach powyżej 1000°C następuje ostatnia faza, w której utrzymuje się spalanie. Jest to etap, na którym wszystkie palne materiały płoną i nie istnieje żadna energia, która mogłaby zostać uwolniona.
W raporcie Szwedzkiej Agencji Ratowniczej (SRSA) dotyczącym zapobiegania pożarom znajduje się następujący fragment: „Od momentu powstania pożaru do rozgorzenia może upłynąć zaledwie kilka sekund. Obecnie już po trzech minutach może dojść do powstania ekstremalnie niebezpiecznych warunków. Wraz ze wzrostem ilości tworzyw sztucznych w budynkach w ciągu ostatnich lat czas pomiędzy momentem zapłonu i rozgorzeniem wciąż się skraca”.
Kable w warunkach pożarowych
Podczas pożaru kable mogą ułatwiać wzniecanie i przedostawanie się ognia do sąsiednich pomieszczeń. Według statystyk Niemieckiego Instytutu Rozwoju i Zapobiegania Szkodom (IFS) za około 33% wszystkich zbadanych pożarów odpowiada energia elektryczna. Według statystyk dotyczących przyczyn pożarów odsetek ten wzrósł w ciągu ostatnich lat. Wadliwe urządzenia, przestarzałe złącza lub nieprawidłowa instalacja elektryczna bądź połączeniowa szybko doprowadzają do wzniecenia ognia. Często taki pożar jest wykrywany bardzo późno. Tlący się ogień może doprowadzić do uwolnienia toksycznych substancji.
Kable mogą przenosić ogień do sąsiednich pomieszczeń. W ten sposób przyczyniają się do rozprzestrzeniania się ognia.
Kable o niskim wskaźniku zagrożenia pożarowego zwiększają bezpieczeństwo
Kable składają się zazwyczaj z metalowego (lub światłowodowego) przewodnika, izolacji organicznej oraz materiałów osłonowych. Takie materiały organiczne charakteryzują się różnymi stopniami palności i gęstościami emitowanego dymu.
Kable mogą przyczyniać się do rozprzestrzeniania się ognia ze względu na ich rozmieszczenie w budynkach, dlatego zagrożenie to przez wiele lat było uwzględniane w wielu krajowych przepisach i zaleceniach. Zastosowanie w kablach komponentów wykonanych z materiałów samogasnących lub środków zmniejszających palność może wpłynąć na ich reakcję na ogień. Dotyczy to nie tylko pojedynczych kabli, lecz również zainstalowanych pionowo wiązek. W tego typu instalacjach niezwykle istotne jest zastosowanie środków zmniejszających palność, które mogą zmniejszyć rozprzestrzenianie się ognia. Gęstość dymu i kwasowość uwalnianych gazów stanowią parametry i kluczowe kryteria doboru materiałów ograniczających uwalnianie toksycznych gazów w czasie pożaru. Ograniczenie do minimum emisji tych gazów i ciemnego dymu jest bardzo istotne. Powyższym kryteriom odpowiadają kable bezhalogenowe o zmniejszonej palności.
Kluczowe jest skrócenie czasu kontaktu ludzi z niebezpiecznymi gazami poprzez przeprowadzenie sprawnej, bezpiecznej ewakuacji, podczas której ważne jest zapewnienie jak najlepszej widoczności.
Dłuższy czas przeznaczony na ucieczkę ma znaczenie
Na uniwersytecie w Lund (Szwecja) przeprowadzono badania z wykorzystaniem programów komputerowych przeznaczonych do symulowania rozprzestrzeniania się dymu i gazów powstających podczas spalania w budynkach oraz zachowania osób w przypadku alarmu pożarowego. Zbadano różne rodzaje kabli. Wyniki pokazały, że w przypadku stosowania kabli konwencjonalnych tylko osoby, które zostały ewakuowane w ciągu 53 sekund, były w stanie opuścić budynek na czas. To pokazuje, jak ważne jest obniżanie palności. Korzystając z wyników pomiarów produktów palnych zgodnie ze scenariuszem pożarowym wg normy EN 50399, w tym samym uniwersytecie zbadano, jak sprawdzają się różne kable w zasymulowanych krytycznych warunkach ewakuacyjnych. Badania te potwierdziły, że stosowanie przewodów o obniżonej palności może znacznie ograniczyć ogólne zagrożenie w razie pożaru. Stosowanie materiałów powodujących powstawanie dymu o wyższej przejrzystości spowodowało zwiększenie widoczności i szans na ucieczkę.
Kable jako wyroby budowlane. Uwzględnianie bezpieczeństwa pożarowego wyrobów budowlanych
Bezpieczeństwo pożarowe przypisuje się zazwyczaj elementom konstrukcyjnym lub materiałom budowlanym – inne wyroby budowlane zazwyczaj nie stanowiły przedmiotu zainteresowania. Od czasu pożaru na lotnisku w Düsseldorfie w 1996 roku stało się oczywiste, że kwestie bezpieczeństwa pożarowego dotyczą również innych grup wyrobów. Wraz z rozporządzeniem dotyczącym wyrobów budowlanych (CPR), które zostało wprowadzone w lipcu 2013 roku i obowiązuje wszystkie państwa członkowskie, UE opracowała czytelne przepisy prawne dotyczące właściwości takich wyrobów. Zgodnie ze wspomnianym rozporządzeniem „wyrób budowlany oznacza każdy wyrób lub zestaw wyprodukowany i wprowadzony do obrotu w celu trwałego wbudowania w obiektach budowlanych lub ich częściach, którego właściwości wpływają na właściwości użytkowe obiektów budowlanych w stosunku do podstawowych wymagań dotyczących obiektów budowlanych”. Zgodnie z tą definicją kable stanowią wyroby budowlane, jeśli są wyprodukowane w celu trwałego wbudowania w obiektach budowlanych. Określenie „trwały” oznacza, że instalacja celowo nie jest tymczasowa.
W efekcie kable, które są wbudowane w obiektach budowlanych, odpowiadają definicji – nawet jeśli są zagipsowane lub poprowadzone w szybach/szachtach technicznych. Rozporządzenie dotyczy również kabli elektrycznych instalowanych w sposób trwały w celu zaopatrywania budynku w energię elektryczną (kabli pojedynczych i wiązek kabli). Przepisy nie dotyczą kabli służących do przyłączenia urządzeń do budynku poprzez łącznik. Należą do nich m.in. kable zasilające łączące urządzenia, np. lampy lub maszyny, z siecią zasilającą. Z wymogami rozporządzenia są zgodne kable transmisyjne zamontowane na stałe. Te, których nie montuje się na stałe (np. w centrach danych) i są odłączalne, np. kable krosowe, nie odpowiadają przytoczonej definicji.
Kable, które są zainstalowane w budynku na stałe i których dotyczą zharmonizowane normy na podstawie rozporządzenia w sprawie wyrobów budowlanych (kable zasilające, sterujące i komunikacyjne), podlegają więc przepisom dotyczącym bezpieczeństwa pożarowego. Opracowane w Europie nowe kategorie ochrony pożarowej dla kabli wymagają ponownego dokonania oceny bezpieczeństwa pożarowego w budynkach.
W drugiej części zostaną zaprezentowane konkretne propozycje podziałów Euroklas oraz obszary ich stosowania.
Opracował
mgr inż. Michał Piechulek
W niniejszym artykule wykorzystano informacje zawarte w dokumencie Low fire-hazard cables improve safety opublikowanym 15 września 2015 r. przez ZVEI – Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. (http://www.zvei.org/Publikationen/Low-fire-hazard-cables-improve-safety-..., stan z 19.07.2016).