ČSN 73 0802:2009

Znovu k problematice dnes normativní (tj. závazné) přílohy H ČSN 73 0802:2009, která platí pro navrhování požárního odvětrání stavebních objektů.

Jak již bylo dříve uvedeno na pravou míru, účelově novelizované ČSN 73 08xx, přišly po roce 2008 v řadě ustanovení o svou fyzikální podstatu. Na této skutečnosti je nejvíce podivné, že ve fázi zpracování i schvalování těchto norem, zřejmě trpěl většinovým zatměním mysli ústřední orgán, který v dané oblasti údajně vykonává státní správu.

Čas [s]	60	120	180	240	300	360	420	480	540	600
Af [m2] 1)	0,021	0,08	0,19	0,337	0,527	0,758	1,032	1,35	1,71	2,11
Af [m2] 2)	0,058	0,23	0,518	0,922	1,44	2,07	2,82	3,69	4,67	5,76
Af [m2] 3)	0,1	0,4	0,92	1,64	2,56	3,7	5,0	6,55	8,3	10,25
Plocha lokálního požáru podle zásad současně platné ČSN 73 0802:2009. Plocha lokálního požáru podle zásad současně platné ČSN EN 1991-1-2:2004. Plocha lokálního požáru podle zásad dříve platné ČSN 73 0802:2000.

Již na první pohled je zřejmé, že tady zase něco nefunguje; případně funguje výhradně tak, jak si to “zainteresovaní odborníci” přáli. Nabízí se otázky - přestože daná problematika má zřejmou exaktní podstatu, proč jsou výsledky tak odlišné a dále téměř klasická - “ kde asi soudruzi z …. udělali chybu”?

• V současné době bývá v civilizovaném světě rychlost uvolňování tepla ve fázi rozvoje požáru popisována vztahem:

Q = 10⁶ · (t / t_a )²      [W ]                                          (E.5)

kde
t    čas od počátku vzniku požáru [ s ];

ta    doba potřebná pro dosažení rychlosti uvolňování tepla 1 MW.

POZNÁMKA:   Uvedený vztah, který představuje rostoucí matematickou funkci (“parabolickou”), je součástí příslušných mezinárodních norem ISO, dále byl převzat do EN norem a posléze se s ním můžeme setkat také v ČR; konkrétně v ČSN EN 1991-1-2:2004 (v příloze E, rovnice E.5). Vzhledem k fyzikální jednotce tohoto parametru W = J/s jde skutečně o rychlost, a to kolik celkového tepla v [J] se za jednu sekundu uvolní z lokálního požáru, v libovolně zvoleném čase t.

• V prvním odstavci ustanovení H.1.3.1 ČSN 73 0802:2009 se pro vyjádření celkové rychlosti uvolňování tepla Q z lokálního požáru používá analogický vztah (pouze je modifikován výslednou jednotkou parametru a odlišným značením):

Q =10³ · (t_v / k_v)²       [kW] .

POZNÁMKA:    Lze pochopit co vedlo zpracovatele k vyjádření sledovaného parametru v [kW] (kratší výstupní formát čísla). Jenže proč zaměnil označení dílčího času ve jmenovateli zlomku z ta na k_v a navíc jej “přejmenoval” na parametr vyjadřující “dynamiku rozvoje požáru” (když už v dříve zavedené ČSN EN 1991-1-2:2004 se tento parametr standardně označuje a má definován také svůj konkrétní význam).

• Doba ta potřebná k dosažení rychlosti uvolňování tepla 1 MW se ve světě zpravidla váže k rychlosti rozvoje lokálního požáru, který má většinou 4 třídy - malá (ta = 500-600 s), střední (ta = 300 s), velká (ta = 150 s) a extrémní (ta = 75 s).

POZNÁMKA:   Zařazení dílčího vstupního parametru do taxativní třídy má své pozitivní i negativní důsledky. Skutečnou hodnotu tohoto parametru je možné stanovit integrálním součtem (např. z průběžných hodnot, generovaných simulačním modelem lokálního požáru).

• V ustanovení H.1.3.1 ČSN 73 0802:2009 se pro výrobní objekty sledovaný parametr k_v = ta rozdělil do sedmi tříd, podle skupin provozů (1 až 7), v posloupnosti hodnot: 500, 380, 290, 230, 190, 160 a 130 sekund. Pro nevýrobní objekty je místo taxativního rozdělení uveden empirický vztah: k_v = ta = 2000 / (a · p^0,5), kde součinitel a i požární zatížení p jsou v ČR obecně dostupné a známé hodnoty.

POZNÁMKA:.  Stanovení více možností jak získat dobu, ve které bude při lokálním požáru dosaženo rychlosti uvolňování tepla právě 1 MW je obecně pozitivní. Otázkou však je, jak se taxativně či empiricky určené hodnoty budou blížit reálné skutečnosti a jakou míru bezpečnosti v sobě obsahují.

• Pro posuzování požáru ve fázi jeho rozvoje je, vedle určení celkové rychlosti uvolňování tepla Q, důležitá také produkce tepla z jednotkové plochy 1 m²; v mezinárodních normách se tento parametr většinou označuje RHR_f (případně HRR) a číselné hodnoty se udávají v [ kW/m²] (pod stejným označením byl převzat i do ČSN EN 1991-1-2:2004, viz kapitola E.4).

POZNÁMKA:   V oboru PBS, s pravidly jimiž se v ČR zabýváme již od roku 1975, to není nic nového - pouze je to jiným způsobem vyjádřená rychlost odhořívání při požáru - např. pro v_v či v_p = 1,0 kg/m²/minutu, to v přepočtu na výhřevnost normového dřeva vyjadřuje RHR_f = 1 · 16750 / 60 = 280 kW/m²).

• Z hlediska energetické bilance musí platit Q = A_f · RHR_f (viz např. vztah v odstavci 5, kapitoly E.3 ČSN EN 1991-1-2:2004), kde po úpravě dostáváme rovnici pro plochu lokálního požáru ve tvaru: A_f = Q / RHR_f [ m² ].
• V rovnici pro určení plochy požáru podle ustanovení H.1.3.1 ČSN 73 0802:2009, je u výrobních objektů chybně uveden ve jmenovateli zlomku parametr k_v , což jak bylo prokázáno výše, je vlastně časový údaj ta . U nevýrobních objektů lze publikovanou rovnici matematicky upravit do složeného zlomku ve tvaru (Q · k_c / 1) / (350 / a_n²), kdy příslušné vyjádření pro RHR_f = (350 / a_n²) znamená, že při vyšším součiniteli odhořívání a_n bude výsledná rychlost uvolňovaní tepla z plochy 1 m² klesat a při nižším součiniteli poroste (což je reálně zcela naopak).

POZNÁMKA:   Kdo stále nevěří, může si udělat jednoduchou kontrolu jednotek - pokud v případě A_f má být na levé straně rovnice výslednou jednotkou m², tak na pravé stravě obou rovnic pro určení hodnoty A_f (podle přílohy H.1.3.1 ČSN 73 0802:209), se žádný dílčí parametr ve vztahu k jednotkové ploše m² nevyskytuje. A pokud si někdo mysli, že při nižším součiniteli a_n musí být nižší také plocha požáru, lze to obecně akceptovat; jenže z fyzikální podstaty problému výhradně přes rostoucí čas t_α (či přes “přeznačený” parametr k_v) a nikoliv fiktivně přes rostoucí parametr RHR_f .