České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební

Transkript

České vysoké učení technické v Praze
Fakulta stavební
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
2013
Roman Filip
Obsah:
Svazek I
Požárně řešení bytového domu Nuselská – zadání
Svazek II Požárně bezpečnostní řešení stavby
Svazek III Revize stavebně konstrukční části a návrh vybraného prvku
Svazek IV Rozšiřující tematická část – Požární rizika fotovoltaických
panelů na střechách budov
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
Fakulta stavební
Katedra konstrukcí pozemních staveb
Požární řešení bytového domu Praha Nuselská
Fire Safety Solution of the Block of Flats Prague Nuselská
Bakalářská práce
(Svazek I/IV)
___________________________________________________________________________
Studijní program:
Stavební inženýrství
Studijní obor:
Požární bezpečnost staveb
Vedoucí práce:
Ing. Marek Pokorný, Ph.D.
Roman Filip
Praha 2013
Prohlášení
Prohlašuji, že na této bakalářské práci jsem pracoval samostatně pod odborným vedením
Ing. Marka Pokorného, Ph.D. a informace jsme čerpal z uvedené literatury.
Nemám námitek proti použití tohoto školního díla ve smyslu § 60 Zákona č. 121/2000 Sb.
o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů
(autorský zákon).
V Praze dne 15. května 2013
Roman Filip
III
Poděkování
Chtěl bych poděkovat celé své rodině, zejména rodičům, kteří mi poskytují skvělé
podmínky ke studiu. Zvláštní poděkování patří Ing. Marku Pokornému, Ph.D. za vedení
bakalářské práce. Dále bych chtěl poděkovat Ing. Radku Štefanovi za konzultace při řešení
problému ve statické části této práce. V neposlední řadě bych chtěl poděkovat studentce
Veronice Žižkové za poskytnutí školního projektu, který se stal předlohou této práce.
IV
Abstrakt
Předmětem této bakalářské práce jsou tři základní části. V první části je zpracováno požárně
bezpečnostní řešení přiděleného stavebního projektu bytového domu. Ve druhé části jsou
jednotlivé stavební prvky podrobeny revizi, předběžnému návrhu a vybraný železobetonový
prvek je staticky navržen za běžné teploty a za požáru. Třetí rozšiřující tematická část se
zabývá požárními riziky fotovoltaických panelů na střechách. Analyzuje požární
problematiku ze tří různých hledisek - požární prevence, výrobci a požární represe.
Klíčová slova
požárně bezpečnostní řešení, bytový dům, předběžný návrh, fotovoltaická elektrárna, požární
rizika
Abstract
A subject of the bachelor thesis are three basic parts. The fire safety solution of construction
project of the block of flats is processing in the first part. The individual components revised
and there are pre-designed and reinforced concrete designed for normal temperature and for
fire in the second part. The third thematic part deals fire risks photovoltaic panels on the
roofs. More this part analyses fire problems of the three different perspectives - fire
prevention, manufactures and fire repression.
Key words
fire safety solution, block of flats, preliminary design, photovoltaic power plant, fire risk
V
Podklady
Podklady ve formě zpracované výkresové dokumentace bytového domu Praha Nuselská byly
zpracovány a následně poskytnuty studentkou předmětu Ateliérová tvorba 4 na Katedře
architektury Veronikou Žižkovou. Za kvalitu a správnost podkladů neodpovídám. Přiložené
podkladní výkresy, na základě kterých je bakalářská práce zpracována, nebyly mou osobou
nijak graficky upravovány.
Seznam přiložených výkresů
Příloha č. 1 - Výkres podzemního podlaží
Příloha č. 2 - Výkres 1. nadzemního podlaží
Příloha č. 3 - Výkres 2. nadzemního podlaží
Příloha č. 4 - Výkres 3. - 6. nadzemního podlaží
Příloha č. 5 - Výkres řezu objektu
Příloha č. 6 - Výkres technického pohledu
VI
Fakulta stavební
Požárně bezpečnostní řešení stavby
(Svazek II/IV)
NÁZEV STAVBY:
Bytový dům Nuselská
MÍSTO STAVBY:
Praha 4 - Nusle
PROJEKTANT STAVBY:
Veronika Žižková
___________________________________________________________________________
Studijní program:
Studijní obor:
Vedoucí práce:
Roman Filip
Praha 2013
OBSAH:
A.
Podklady a zkratky ........................................................................................................... 5
A.1 Podklady pro zpracování ..................................................................................................... 5
A.2 Používané zkratky................................................................................................................ 5
B. Stručný popis stavby z hlediska stavebních konstrukcí, výška objektu, účelu
užití, popřípadě popisu a zhodnocení technologie provozu, umístění stavby
ve vztahu k okolní zastávbě .............................................................................................. 6
B.1 Stručná charakteristika objektu............................................................................................ 6
B.2 Dispoziční řešení objektu .................................................................................................... 6
B.3 Konstrukční řešení ............................................................................................................... 6
C.
Rozdělení stavby do požárních úseků ............................................................................. 7
D.
Stanovení požárního rizika, stanovení stupně požární bezpečnosti
a posouzení velikosti pú .................................................................................................... 8
D.1 Hodnoty pro výpočet požárního zatížení pv......................................................................... 8
D.2 Požární úseky ....................................................................................................................... 9
E. Zhodnocení navržených stavebních konstrukcí a požárních uávěrů z hlediska
jejich požární odolnosti ................................................................................................... 17
F. Zhodnocení navržených stavebních hmot (třída reakce na oheň, odkapávání
v podmínkách požáru, rychlost šíření plamene po povrchu, toxicita zplodin
hoření apod.) .................................................................................................................... 19
G. Zhodnocení možnosti provedení požárního zásahu, evakuace osob, zvířat
a majetku a stanovení druhů a počtu únikových cest, jejich kapacity,
provedení a vybavení ....................................................................................................... 20
G.1 Obsazení objektu osobami a návrh ÚC ............................................................................. 20
G.2 Únikové cesty .................................................................................................................... 21
G.3 Mezní délka NÚC .............................................................................................................. 21
G.4 Mezní délka CHÚC ........................................................................................................... 21
G.5 Odvětrání CHÚC ............................................................................................................... 21
G.6 Šířky únikových cest.......................................................................................................... 22
G.7 Doba zakouření a evakuace ............................................................................................... 22
G.8 Osvětlení únikových cest ................................................................................................... 22
H. Stanovení odstupových, popřípadě bezpečnostních vzdáleností a vymezení
požárně nebezpečného prostoru, zhodnocení odstupových, popřípadě
bezpečnostních vzdáleností ve vztahu k okolní zástavbě, sousedním pozemkům
a volným skladům ............................................................................................................ 22
I.
Určení způsobu zabezpečení stavby požární vodou včetně rozmístění vnitřních
a vnějších odběrných míst, popřípadě způsobu zabezpečení jiných hasebních
Stránka 2 z 30
prostředků u staveb, kde nelze použít vodu jako hasební látku.................................. 24
I.1 Vnitřní odběrná místa ........................................................................................................ 24
I.2 Vnější odběrná místa ......................................................................................................... 25
J.
Vymezení zásahových cest a jejich technického vybavení, opatření k zajištění
bezpečnosti osob provádějících hašení požáru a záchranné práce, zhodnocení
příjezdových komunikací, popřípadě nástupních ploch pro požární techniku ......... 25
J.1 Příjezdové komunikace + NAP ......................................................................................... 25
J.2 Zásahové cesty ................................................................................................................... 25
K. Stanovení počtu, druhů a způsobu rozmístění hasících přístrojů, popřípadě
dalších věcných prostředků požární ochrany nebo požarní techniky ........................ 25
K.1 Přenosné hasící přístroje .................................................................................................... 25
L. Zhodnocení technických, popřípadě technologických zařízení stavby
(rozvodná potrubí, vzduchotechnická zařízení, vytápění apod.) z hlediska
požadavků požární bezpečnosti ...................................................................................... 26
M. Stanovení zvláštních požadavků na zvyšení požární odolnosti stavebních
konstrukcí nebo snížení hořlavosti stavebních hmot .................................................... 27
N. Posouzení požadavků na zabezpečení stavby požárně bezpečnostními
zařízeními, následně stanovení podmínek a návrh způsobu jejich umístění
a instalace do stavby ........................................................................................................ 27
N.1 Způsob a důvody vybavení stavby vyhrazenými požárně bezpečnostními
zařízeními, určení jejich druhů, popřípadě vzájemných vazeb.......................................... 27
N.2 Vymezení chráněných prostor ........................................................................................... 28
N.3 Určení technických a funkčních požadavků na provedení vyhrazených požárně
bezpečnostních zařízení, včetně náhradních zdrojů pro zajištění jejich
provozuschopnosti ............................................................................................................. 28
N.4 Stanovení druhů a způsobů rozmístění jednotlivých komponentů, umístění řídících,
ovládacích, informačních, signalizačních a jistících prvků, trasa, způsob ochrany
elektrických, sdělovacích a dalších vedení, zajištění náhradních zdrojů apod. ................. 28
N.5 Výpočtová část................................................................................................................... 28
N.6 Stanovení požadavků na obsah podrobnější dokumentace ................................................ 28
O. Rozsah a způsob rozmístění výstražných a bezpečnostních značek a tabulek,
včetně vyhodnocení nutnosti označení míst, na kterých se nachází věcné
prostředky požární ochrany požárně bezpečnostního zařízení ................................... 29
P. Navržené stavební změny ................................................................................................ 29
Q. Přílohy...............................................................................................................................29
Příloha č. 1 - Výstupní protokol z programu na výpočet odstupových vzdáleností
Příloha č. 2 - Výkres PBŘ 2. podzemního podlaží
Stránka 3 z 30
Příloha č. 4 - Výkres PBŘ 1. nadzemního podlaží
Příloha č. 6 - Výkres PBŘ 3., 4. a 5. nadzemního podlaží
Příloha č. 9 - Výkres situace
Stránka 4 z 30
A.
PODKLADY A ZKRATKY
A.1 Podklady pro zpracování
Zákon č. 133/1985 Sb. v platném znění
Vyhláška MV č. 246/2001 Sb.
Vyhláška č. 23/2008 (pozměněno vyhláškou č. 268/2011 Sb.)
[1]
ČSN 73 0802 - PBS - Nevýrobní objekty (5/2009 + Z1 2/2013)
[2]
ČSN 73 0833 - PBS - Budovy pro bydlení a ubytování (9/2009 + Z1 2/2013)
[3]
ČSN 73 0818 - PBS - Obsazení objektu osobami (7/1997 + Z1 10/2002)
[4]
ČSN 73 0804 - PBS - Výrobní objekty (2/2010 + Z1 2/2013)
[5]
ČSN 73 0873 - PBS - Zásobování požární vodou (6/2003)
[6]
Hodnoty požárních odolností stavebních konstrukcí podle Eurokódu - Zoufal R.
a kol.
[7]
ČSN 73 0810 - PBS - Společná ustanovení (4/2009 + Z1 5/2012 + Z2 2/2013)
[8]
ČSN 73 0872 - PBS - Ochrana staveb proti šíření požáru vzduchotechnickým
zařízením (1/1996)
Projektová dokumentace a její výkresová část
Technické příručky výrobků dostupné na:
www.wienerberger.cz
www.knauf.cz
A.2 Používané zkratky
PBŘ = požárně bezpečnostní řešení
PBS = požární bezpečnost staveb
NP = nadzemní podlaží
ŽB = železobeton
PP = podzemní podlaží
PÚ = požární úsek
ÚC = úniková cesta
CHÚC = chráněná úniková cesta
SPB = stupeň požární bezpečnosti
IŠ = instalační šachta
MW = minerální vlna
Stránka 5 z 30
EPS = expandovaný polystyren
PIR = polyisokyanurátová pěna
UPC = záložní zdroj elektrické energie
VŠ = výtahová šachta
B.
STRUČNÝ POPIS STAVBY Z HLEDISKA STAVEBNÍCH
KONSTRUKCÍ, VÝŠKA OBJEKTU, ÚČELU UŽITÍ, POPŘÍPADĚ
POPISU A ZHODNOCENÍ TECHNOLOGIE PROVOZU, UMÍSTĚNÍ
STAVBY VE VZTAHU K OKOLNÍ ZASTÁVBĚ
B.1 Stručná charakteristika objektu
Jedná se o bytový dům s komerčními prostory v ulici Nuselská v Praze 4. Investorem stavby
jsou Petr a Petra Málkovi, Holečkova 12, 150 00 Praha 5. Výměra stavební parcely (č. 572 a
573) činí 700 m2, z toho zastavěná plocha má výměru 351 m2. Pozemek je rovinatý v klidové
zóně. Vstup na pozemek je ze severovýchodní komunikace. Je zde zachování plynulého
kontaktu obyvatel domu se zelení. Objekt má 6 nadzemních a dvě podzemní podlaží. Šest
nadzemních podlaží slouží jako komerční prostory (kavárna a galerie) a byty. Podzemní
podlaží jsou využity jako garáže pro 12 stání a 6 sklepních kójí. Objekt nemá vliv na ŽP.
Výška objektu nad terénem je 21,240m.
Požární výška objektu je 17,55m.
B.2 Dispoziční řešení objektu
Objekt má 6 nadzemních a 2 podzemní podlaží. První a druhé nadzemní podlaží slouží pro
komerční využití v podobě kavárny s galerií. Do komerčního prostoru je jeden hlavní vchod
ze severovýchodní strany a jeden služební vchod z jihozápadní strany. Obě patra kavárny jsou
spojena vnitřním otevřeným schodištěm nebo se dá využít výtah na SV straně. Ve zbývajících
totožných 4 nadzemních podlažích se nachází celkem osm bytů. Přístup do bytů je pomocí
vnitřního schodiště nebo výtahu přes hlavní vchod na jihovýchodní straně objektu. Každý byt
má v sobě zakomponovanou zimní zahradu. Dvě podzemní podlaží slouží jako garáže s 12
místy. Vstup do podzemních garáží je přes vnitřní schodiště s výtahem. Vjezd automobilů do
garáží je pomocí autovýtahu Delta AH. V podzemních podlaží se nachází sklepní kóje pro
některé z bytů.
B.3 Konstrukční řešení
Hlavní nosnou konstrukci objektu tvoří železobetonové sloupy doplněné svislými stěnami a
železobetonovým jádrem.
obvodové zdivo - betonová moniérka tl. 50mm, Isover EPS Greywall tl. 150mm (zateplení
řešeno v Kapitole F), lepidlo Cemix 115 tl. 4mm,
ŽB nosná stěna tl. 100 mm, štuková omítka tl. 10mm
Stránka 6 z 30
suterénní stěny - betonový nástřik na pažení tl. 80mm, extrudovaný polystyren tl. 100mm,
ŽB bílá vana tl. 400mm
nosné zdivo - ŽB sloupy 300x300mm
-
betonová moniérka tl. 50mm, Isover EPS Greywall tl. 150mm,
lepidlo Cemix 115 tl. 4mm, ŽB nosná stěna tl. 300mm, štuková
omítka tl. 10mm
- stěna mezi domy - štuková omítka tl. 5mm, štuková stěrka tl. 5mm, Porotherm
P+D 30 (tl. 300mm), lepidlo Cemix 115 tl. 4mm, Isover EPS
Greywall tl. 150 mm
nenosné zdivo - Porotherm P+D 14 (tl. 150mm), z obou stran omítka tl. 10mm
- Porotherm P+D 8 (tl. 100mm), z obou stran omítka tl. 10mm
instalační šachty - sádrokartonové desky Knauf Red W 630 2x12,5
Objekt je specifický svými velkými skleněnými plochami. Vše znázorněno ve výkresové části
dokumentace.
Střecha objektu je plochá vyspádovaná.
střešní konstrukce - kačírek (frakce 8mm) tl. 60mm, geotextilie, Elastodek 40 special
tl. 2 x 4mm, tepelná izolace PIR tl. 200mm (tepelná izolace PIR
zaměněna za MW, více viz Kapitola H), Foalbit tl. 3mm, spádový
keramzit beton tl. 50-160mm, ŽB stropní deska tl. 300mm, štuková
omítka tl. 10mm
Stropní konstrukce objektu tvoří ŽB desky tl. 300mm se skrytými hlavicemi sloupů.
Schodiště je železobetonové prefabrikované s tl. ramene 150mm. Povrchovou úpravou je lité
teraco.
Zateplení objektu řešeno v kapitole F.
Požární výška objektu činí 17,55m.
Konstrukce v objektu jsou druhu DP1.
Objekt dle ČSN 73 0833 spadá do skupiny budov OB2.
C.
ROZDĚLENÍ STAVBY DO POŽÁRNÍCH ÚSEKŮ
V objektu se vyskytuje 29 požárních úseků.
- 2. PP - PÚ 01 (podzemní garáže), PÚ 02 (sklep), PÚ 03 (strojovna autovýtahu)
- 1. PP - PÚ 01 (podzemní garáže), PÚ 05 (sklep), PÚ 06 (technická místnost),
PÚ 07 (strojovna vzduchotechniky)
Stránka 7 z 30
- 1. NP - PÚ 09 (kavárna s galerií), PÚ 08 (domovní zázemí)
- 2. NP - PÚ 09 (kavárna s galerií)
- 3. NP - PÚ 10 (byt), PÚ 11 (byt)
- 4. NP - PÚ 12 (byt), PÚ 13 (byt)
- 5. NP - PÚ 14 (byt), PÚ 15 (byt)
- 6. NP - PÚ 16 (byt), PÚ 17 (byt)
- PÚ prostupující více podlaží - PÚ 18 (IŠ), PÚ 19 (IŠ), PÚ 20 (IŠ), PÚ 21 (IŠ),
PÚ 22 (IŠ), PÚ 23 (IŠ), PÚ 24 (IŠ), PÚ 25 (IŠ),
PÚ 26 (IŠ), PÚ 27 (IŠ), PÚ 28 (VŠ), PÚ 29 (VŠ)
- ÚC - PÚ 05 (CHÚC B)
Druhy PÚ:
1x podzemní garáže, strojovna autovýtahu, technická místnost, komerční
prostory (kavárna s galerií), domovní zázemí, strojovna vduchotechniky
1x CHÚC B
2x sklep, výtahová šachta
8x byt
10x instalační šachta
D. STANOVENÍ POŽÁRNÍHO RIZIKA, STANOVENÍ
POŽÁRNÍ BEZPEČNOSTI A POSOUZENÍ VELIKOSTI PÚ
STUPNĚ
D.1 Hodnoty pro výpočet požárního zatížení pv
∗
∗
∗
∗
∗
∗
pn – nahodilé požární zatížení
- hodnoty dle ČSN [1] Příloha A
ps – stálé požární zatížení
- hodnoty dle ČSN [1; Tab. 1]
- plocha místností ≤ 500m2
o ps, oken = 3,0 kg/m2
o ps, dveří = 2,0 kg/m2
o ps, podlah = 5,0 kg/m2
součinitel a:
.
.
=
součinitel b:
-
as= 0,9 dle ČSN [1]
an= hodnoty dle ČSN [1; Příloha A]
hodnoty dle ČSN [1; Příloha D + E]
součinitel c:
- dle ČSN [1] … c = 1,0
Stupeň požární bezpečnosti pro PÚ:
Stránka 8 z 30
-
posuzováno dle ČSN [1; Tabulka 8]
D.2 Požární úseky
PÚ 01 - P02.01/P01 - Podzemní garáže
- S= 647,5 m2
- počet stání = 12 stání
- postupováno dle ČSN [4; I.2]
- garáž skupiny 1
- hromadné garáže
- částečně otevřené požární úseky (x=0,9; y=1,0 ; z=1,0)
- maximální počet stání = 135 . 0,9 . 1 .1 = 121 =>á?í
ČSN [4; I.3.4]
- pv = 15 kg/m2
ČSN [1; Tab. B.1]
- ekvivalentní trvání požáru Ƭe= 15 min
ČSN [4; Příloha G; G.1]
- Index pravděpodobnosti vzniku a rozšíření požáru P1
o EF = GF . H = 1 . 1 = 1
ČSN [4; Příloha E.1]
- Index pravděpodobnosti rozsahu škod způsobených požárem P2
o
EL = GL . M . NO . NP . NQ = 0,09 . 647,5 . 2,83 . 1 . 1 = 164,9
ČSN [4; 7.1.3]
- Mezní hodnoty P1 a P2
o EL ≤ (W
O . FUV
Z/[
X YU,F)
O . FUV
o 164,9 ≤ (FYU,F)Z/[ = 1456
ČSN [4; 7.1.4]
- Mezní půdorysná plocha
o M\
]
=
Z
WZ
. ^_ . ^` . ^a
- II. SPB
= U,Uc .
FPb,c
L,de . F . F
= 647,4 fL
ČSN [4; 7.1.6]
ČSN [4; 8.1; Diagram 2]
PÚ 02 - P02.02 - Sklep
- S= 64,8 m2
- c= 1,0
- pv = 45 kg/m2
- hodnoty dle ČSN [2; 5.1.4]
- IV. SPB
Stránka 9 z 30
PÚ 03 - P02.03 - Strojovna autovýtahu
- S= 10,4 m2
- an= 0,9
- pn= 15 kg/m2
- as= 0,9
- ps= 2,0 kg/m2 (dveře)
-
=
.
.
FO . U,c L . U,c
FO L
U,UFe
^
- g = U,UUO .
- c= 1,0
=
hi
o
o
o
= U,UUO
. √L,P
= 0,9
= 1,61
PÚ odvětraný nepřímo
hs= 2,6m (světlá výška místnosti)
k= 0,013
- lm = (ln + lp ) . q . r . s = (tu + v) . w, x . t, yt . t = vz, y {|/}v
- III. SPB
PÚ 04 - P04.06/N06 - CHÚC B
-
dle ČSN [4; I.7.2] nutno uvažovat CHÚC typu B
pv se nestanovuje
dle ČSN [1; 9.3.2]
- II. SPB
PÚ 05 - P01.05 - Sklep
- S= 44,2 m2
- c= 1,0
- pv = 45 kg/m2
- hodnoty dle ČSN [2; 5.1.4]
- III. SPB
PÚ 06 - P01.06 - Technická místnost
- S= 15,4 m2
PLOCHA
an
pn
[m ]
[-]
[kg/m ]
7
0,5
5
8,4
0,9
10
2
Výměníková stanice
(voda)
Prostory náhr. zdrojů
el. energie
2
Stránka 10 z 30
=
∑
- G‚ =
‡
-
‚
.
„
∑
. …„
„
†
. …„
„
…
†
=
=
O . Q . U,O U,c . FU . d,b
O . Q FU . d,b
O . Q FU . d,b
FO,b
= 0,8
= 7,7 Nˆ/fL
- as= 0,9
-
=
.
.
=
Q,Q . U,d L . U,c
Q,Q L
U,UFe
^
- g = U,UUO .
hi
o
o
o
= U,UUO .
√L,P
= 0,82
= 1,61
k= 0,013
- c= 1,0
- lm = (ln + lp ) . q . r . s = (‰, ‰ + v) . w, Šv . t, yt . t = tv, Š {|/}v
- II. SPB
PÚ 07 - P01.07/N06 - Strojovna vzduchotechniky
- S= 5,6 m2
- an= 0,9
- as= 0,9
- pn= 15 kg/m2
- a= 0,9
^
- g = U,UUO .
U,UFe
hi
o
o
o
= U,UUO .
√L,P
= 1,61
k= 0,013
- c= 1,0
- lm = (ln + lp ) . q . r . s = (tu + v) . w, x. t, yt . t = vz, y {|/}v
- III. SPB
Stránka 11 z 30
PÚ 08 - N01.08 - Domovní zazemí
- S= 27,3 m2
PLOCHA
pv
2
POZNÁMKA
[m ]
[kg/m2]
Kočárkárna
12,5
15
c= 1,0
dle ČSN [2; 5.1.4]
Úklidová místnost
7,7
-
PÚ bez požárního rizika
dle ČSN [2; 3.4a]
Úklidová místnost
7,1
-
PÚ bez požárního rizika
dle ČSN [2; 3.4a]
- pv= 15 kg/m2
- II. SPB
PÚ 09 - N01.09/N02 - Kavárna s galerií
- S= 409,1 m2
PLOCHA
an
pn
[m ]
[-]
[kg/m2]
148,1
190,6
48,6
21,8
1,15
1,1
0,7
1
30
15
5
40
2
Kavárna
Galerie
Hygienické prostory
Kancelář
- G‚ =
‡
=
∑
-
‚
„.
…„
…
„
∑
.
=
„
†
eU . Fbd,F FO . FcU,P O . bd,P bU . LF,d
bUc,F
. …„
†
=
= 20,6 Nˆ/fL
eU . F,FO . Fbd,F FO . F,F . FcU,P O . U,Q . bd,P bU . F . LF,d
eU . Fbd,F FO . FcU,P O . bd,P bU . LF,d
= 1,11
- as= 0,9
- ps= 2 kg/m2 (dveře)
-
=
.
.
^
=
LU,P . F,FF L . U,c
LU,P L
U,UFe
- g = U,UUO .
hi
= U,UUO .
√L,P
= 1,09
= 1,61
o
o
o
PÚ přímo větraný okny
o
o
o
S0/S = 22,81/409,1 = 0,056
h0/hs = 3,0/3,58 = 0,838
n= 0,045
k= 0,130
MU = 2 . 2 . 3,6 + 2 . 1 . 2 + 2,1 . 2,1 = 22,81fL
∑ … .i
e,Od . L . e,Od e,Od . L . e,Od L . F . L .
ℎU = ∑Œ„… Œ„ =
LL,dF
L L,F . L,F . L,F
Œ„
= 3,0
- c= 1,0
- lm = (ln + lp ). q . r . s = (vw, y + v) . tw, x . t, • . t = •v {|/}v
- III. SPB
PÚ 10 - N03.10 - Byt
Stránka 12 z 30
-
S= 114,5m2
dle ČSN [2; 5.1.2] → budovy OB2 → byty : c= 1,0 ; pv= 40 kg/m2
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
ČSN [1; Příloha B]
IV. SPB
PÚ 11 - N03.11 - Byt
-
S= 126,2m2
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
IV. SPB
PÚ 12 - N04.12 - Byt
-
S= 114,5m2
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
IV. SPB
PÚ 13 - N04.13 - Byt
-
S= 126,2m2
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
IV. SPB
PÚ 14 - N05.14 - Byt
-
S= 114,5m2
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
IV. SPB
PÚ 15 - N05.15 - Byt
-
S= 126,2m2
Stránka 13 z 30
-
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
IV. SPB
PÚ 16 - N06.16 - Byt
-
S= 114,5m2
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
IV. SPB
PÚ 17 - N06.17 - Byt
-
S= 126,2m2
G‘ = 3 + 2 + 5 = 10Nˆ/fL > 5Nˆ/fL
G“ ´ = (G‘ − 5) . 1,15 = 5 . 1,15 = 5,75Nˆ/fL
lm = zw + lm ´ = zw + u, ‰u = zu, ‰u{|/}v
IV. SPB
PÚ 18 - (Š-P01.18/N01) - instalační šachta
-
dle ČSN [1; 8.12.2]
o pro rozvody hořlavých látek o celkovém světlém průřezu všech potrubí
nejvýše 1000mm2 při výšce objektu < 22,5m → II. SPB
PÚ 19 - (Š-N03.19/N06) - instalační šachta
-
dle ČSN [1; 8.12.2]
PÚ 20 - (Š-P01.20/N06) - instalační šachta
- dle ČSN [1; 8.12.2]
PÚ 21 -(Š-P01.21/N01-II) - instalační šachta
-
DTTO Š-N03.19/N06
Stránka 14 z 30
PÚ 22 - (Š-N03.22/N06-II) - instalační šachta
-
DTTO Š-N03.16/N06
-
DTTO Š-N03.16/N06
PÚ 24 - (Š-P01.24/N01-II) - instalační šachta
-
DTTO Š-N03.16/N06
-
DTTO Š-N03.16/N06
-
DTTO Š-N03.16/N06
PÚ 27 - (Š-P01.27/N01-II) - instalační šachta
-
DTTO Š-N03.16/N06
PÚ 28 - (Š-P02.28/N02) - výtahová šachta
-
dle ČSN [1; 8.10.2] II. SPB
PÚ 29 - (Š-P02.29/N02) - výtahová šachta
-
dle ČSN [1; 8.10.2] II. SPB
Stránka 15 z 30
REKAPITULACE POŽÁRNÍCH ÚSEKŮ
PÚ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
součinitel a
součinitel b
součinitel c
pv
SPB
2
[-]
[-]
[-]
[kg/m ]
-
-
-
15
-
-
1
45
0,9
1,61
1
24,6
-
-
-
-
-
-
1
45
0,82
1,61
1
12,8
0,9
1,61
1
24,6
-
-
1
15
1,09
1,61
1
32
-
-
1
45,75
-
-
1
45,75
-
-
1
45,75
-
-
1
45,75
-
-
1
45,75
-
-
1
45,75
-
-
1
45,75
-
-
1
45,75
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
II
IV
III
II
III
II
III
II
III
IV
IV
IV
IV
IV
IV
IV
IV
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
Stránka 16 z 30
E.
ZHODNOCENÍ NAVRŽENÝCH STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ A
POŽÁRNÍCH UÁVĚRŮ Z HLEDISKA JEJICH POŽÁRNÍ ODOLNOSTI
- postupováno dle ČSN
[1; 8.1.2; Tab. 12]
Položka 1: Požární stěny a stropy
-
-
-
-
-
ŽB stěna tl. 300 mm
skutečná PO: REI 180 DP1
max. požadovaná PO: REI 60 DP1
[6; Tab. 2.3]
[viz výkres N03.09]
Porotherm P+D 30 (tl. 300 mm)
[www.wienerberger.cz]
[viz výkres N03.10]
Porotherm P+D 14 (tl. 140 mm)
[www.wienerberger.cz]
[viz výkres P02.02]
Stropní ŽB desky tl. 300 mm
[6; Tab. 2.6]
Stropní ŽB lokálně podepřené desky tl. 300 mm
[6; Tab. 2.7]
Položka 2: Požární uzávěry
- požární uzávěry budou dodány výrobcem dle požární odolnosti konstrukcí
z výkresové části dokumentace
Položka 3: Obvodové stěny
-
maximální požadavek splněn v Položce 1
Položka 4: Nosné konstrukce střech
-
v objektu se nenachází
Položka 5: Nosné konstrukce uvnitř PÚ, které zajišťují stabilitu
-
-
ŽB sloupy (Ø 300 mm)
skutečná PO: R 60 DP1
max. požadovaná PO: R 45 DP1
[6; Tab. 2.1]
[P02.01/P01]
ŽB sloupy (300x300 mm)
[6; Tab. 2.1]
[N01.06/N02]
Stránka 17 z 30
Položka 6: Nosné konstrukce vně objektu
-
ŽB sloupy (Ø 300 mm)
[6; Tab. 2.1]
[viz výkres půdorysu 2. NP]
Položka 7: Nosné konstrukce uvnitř PÚ, které nezajišťují stabilitu objektu
-
Položka 8: Nenosné konstrukce uvnitř PÚ
-
Položka 9: Schodiště, které nejsou součástí CHÚC
-
ŽB prefabrikované schodiště
spojuje 1.NP a 2.NP v PÚ 09 = NÚC uvnitř PÚ
z konstrukce DP1
[6; Tab. 2.4]
[N01.09/N02]
Položka 10: Instalační šachty
opláštění instalační šachty (Knauf Red W 630 2x12,5)
skutečná PO: EI 45 DP1
max. požadovaná PO: EI 30 DP1
[www.knauf.cz]
[N03.10]
Položka 11: Střešní pláště
-
Položka 12: Jednopodlažní objekty
-
Dodatek:
V objektu se vyskytují odsazené podlaží. Vzniklý odstup plní funkci požárního pásu. Obvod
odsazené části musí být větší než 1200 mm a musí být z konstrukce DP1.
V ŽB stropní desce jsou nainstalovány venkovní rolety, tloušťka desky je zeslabena na
120mm. Skutečná požární odolnost je dle [6; Tab. 2.1] 120 min. Tento požadavek vyhovuje
maximální požadované PO konstrukce.
Schodiště dle normy nemá požadavek na PO. Přesto ho doporučuji z konstrukce DP1.
Výtahová šachta v CHÚC B musí vykazovat požadovanou požární odolnost dle výkresové
Stránka 18 z 30
dokumentace. V 1.NP a 2.NP je podle architektonického záměru prosklená, ve zbylých
patrech je vyzděna. Vyzděné části bez problémů vyhoví. Na prosklenou část je třeba dbát
větší kontroly. Musí být dodána s požadovanou minimální PO REI 15.
Instalační šachty zkonstruovány ze sádrokartonových desek Knauf Red. Nutno dodržet
specifikaci výrobku na PO. Pro přehlednost zakresleno ve výkresové části.
Dna instalačních šachet musí být v souladu s PO ve výkresové dokumentaci.
Prostupy rozvodů dnem instalačních šachet dle ČSN [1; 11.1.1a] o velikosti světlého průřezu
potrubí do 40 000 mm2 se řeší bez dalších opatření. V případě překročení této plochy se musí
instalovat požární manžety, ucpávky nebo klapky - závisí to na technologii provedení a druhů
instalačních rozvodů (více viz Kapitola L).
Ucpávky v prostupech (el. rozovody a jiné instalace) provede autorizovaná firma. Musí být
dodrženy PO dle výkresové dokumentace.
Jako svislý požární pás mezi jednotlivými PÚ se vyskytuje betonový prefabrikát tvaru U s
vloženou tepelnou izolací Isover EPS Greywall. Tento pás musí vykazovat PO dle výkresové
dokumentace (musí být z konstrukce DP1) a jeho rozvinutý obvod musí být větší než 1200
mm.
Jako vodorovný požární pás musí být vykonzolovány stropní desky o rozvinutém obvodu
1200mm a musí být z nehořlavé konstrukce. V předloženém projektu tyto pásy chybí (více
viz Kapitola F). Jejich současná tloušťka neodpovídá předepsaným normám.
F.
ZHODNOCENÍ NAVRŽENÝCH STAVEBNÍCH HMOT (TŘÍDA
REAKCE NA OHEŇ, ODKAPÁVÁNÍ V PODMÍNKÁCH POŽÁRU,
RYCHLOST ŠÍŘENÍ PLAMENE PO POVRCHU, TOXICITA ZPLODIN
HOŘENÍ APOD.)
Navržené konstrukční části objektu jsou druhu DP1.
Objekt musí být zateplen vnějším zateplovacím systémem s třídou reakce na oheň A1 nebo
A2. Doporučuji minerální vlnu Isover NF 333.
Není možné použít na vnější zateplení objektu EPS Isover Greywall, který vykazuje v
systému ETICS, třídu reakce na oheň B. Z důvodu velkých prosklených ploch se oblast
zateplení objektu zužuje pouze na požární pásy, proto je výhodnější použít minerální vlnu
jako jednotný zateplovací prvek.
Minerální vlnou musí být zatepleny veškeré požární pásy.
Vodorovné požární pásy nejsou v současné verzi projektu řešeny dle platných norem!
Rozvinutý obvod těchto pásů musí být větší než 1200mm a musí být z konstrukce DP1.
Doporučuji částečné vykonzolování stropní konstrukce mezi podlažími, všude tam, kde tento
Stránka 19 z 30
problém nastává. Zateplení opět z MW Isover NF 333.
Podle článku 8.14.2 ČSN [1] na povrchové úpravy stavebních konstrukcí uvnitř objektu se
kromě případů uvedených v čl. 8.14.15 nesmí použít výrobků o vyšším indexu šíření plamene
iS než určuje Tab. 14 ČSN [1].
Podle [1; 9.3.3] v CHÚC nesmí být žádné požární zatížení, kromě konstrukcí oken a dveří
(jsou-li třídy reakce na oheň B až D) a kostrukcí uvedených v [1; 8.14.5a]. Tzn. že povrchové
úpravy stavebních kostrukcí CHÚC musí být z výrobků třídy reakce na oheň A1 nebo A2;
musí se však použít podlahových krytin třídy reakce na oheň nejméně Cfl – s1 podle ČSN EN
13501-1.
Povrchová úprava vnitřních stěn a příček objektu bude omítka s malířským nátěrem. Stropy
objektu budou omítnuté a natřené. Případné sádrokartonové podhledy musí být nehořlavé.
G. ZHODNOCENÍ
MOŽNOSTI
PROVEDENÍ
POŽÁRNÍHO
ZÁSAHU, EVAKUACE OSOB, ZVÍŘAT A MAJETKU A STANOVENÍ
DRUHŮ A POČTU ÚNIKOVÝCH CEST, JEJICH KAPACITY,
PROVEDENÍ A VYBAVENÍ
Pro únik osob z bytových jednotek a z podzemních garáží slouží schodiště, jakožto CHÚC
typu B vedoucí na volné prostranství.
Z komerčních prostorů vede nechráněná úniková cesta na volné prostranství.
G.1 Obsazení objektu osobami a návrh ÚC
Stránka 20 z 30
G.2 Únikové cesty
-
1x CHÚC typu B; ČSN [2; 5.3.4]
2x ÚC - z komerčních prostor (evakuace 152 osob) [1; 9.10]
G.3 Mezní délka NÚC
PODZEMNÍ GARÁŽE - P02.01/P01-II
- l= 17,0m (nejvzdálenější bod v 2.PP garáží - ústí do CHÚC B)
- lmax= 30m dle ČSN [4; I.6.2 - pro jeden směr úniku]
KAVÁRNA A GALERIE - N01.06/N02-III
- uvažuji 2 směry úniku (vyznačeno ve výkresové dokumentaci)
- l1= 28 m (vzdálený roh galerie - CHÚC B)
- l2= 12m (1.NP - volný prostor)
- lmax= 35m dle ČSN [1; 9.9.3; Tab. 18]
G.4 Mezní délka CHÚC
CHÚC typu B
- lmax= nestanovuje se
- dle výkresové dokumentace odměřena délka CHÚC B - l= 77,0m
G.5 Odvětrání CHÚC
Odvětrávání CHÚC typu B je dle ČSN 73 0802 článku 9.4.5. Přetlak mezi chráněnou
únikovou cestou a přilehlými požárními úseky musí být minimálně 25 Pa. Vzduch musí být
dodáván nejméně v patnáctinásobku objemu prostoru chráněné únikové cesty za hodinu;
přetlak nesmí přesáhnout 100 Pa. Z důvodu 2 podzemních podlaží se jedná zároveň i o vnitřní
zásahovou cestu, musí být dodávka vzduchu zajištěna po dobu 45 minut. K zajištění
požadovaného přetlaku se musí umístit v nejvyšším místě CHÚC otvor, samočinně
otvíratelný při dosažení horní meze přetlaku (např. samotížné žaluzie). Ovládání přetlakové
ventilace je zajištěno dle ČSN [1; 9.4.8] elektrickým spínačem z CHÚC v každém druhém
podlaží.
Nasávací zařízení je umístěno na střešní konstrukci, ve vymezeném prostoru výtahové šachty
je hnán vzduch do 2. podzemního podlaží; zároveň je možné vytvořit vyústění na jakkémkoliv
podlaží dle vzduchotechnického návrhu. V nejvyšším podlaží je umístěna přetlaková
samotížná klapka, spouštící při přetlaku 100 Pa.
Spouštění přetlakové ventilace je zajištěno automaticky při detekci kouře a zplodin hoření v
CHÚC pomocí kouřového hlásiče umístěného v 6. NP nebo manuálně pomocí tlačítek v 2.PP,
1.NP, 3.NP a 5.NP. Celý systém je napojen na záložní zdroj elektrické energie.
Stránka 21 z 30
G.6 Šířky únikových cest
Podle ČSN [2; 5.3.6] pro skupiny budov OB2, kam spadá i tento objekt, se považuje za
postačující šířka nechráněné i chráněné únikové únikové cesty 1,1m. Průchod dveřmi může
být zúžen na 0,9m jde-li o dveře NÚC, nebo do chráněné únikové cesty.
Tato podmínka je ve všech bytových místech NÚC i CHÚC dodržena. Proto případný počet
únikových pruhů a kritická místa neposuzuji.
G.7 Doba zakouření a evakuace
Dle ČSN [1; 9.12] dobu evakuace neposuzuji
G.8 Osvětlení únikových cest
Nutný návrh nouzového osvětlení pro NÚC po dobu nejméně 15min. ČSN [1; 9.15.2]
Na CHÚC typu B musí být nouzové osvětlení funkční po dobu nejméně 60 min. Chráněná
úniková cesta slouží jako vnitřní zásahová cesta.
ČSN [1; 9.15.2]
Nouzové osvětlení je napojeno na elektrickou energii ze sítě a na náhradní zdroj elektrické
energie (baterie v každém nouzovém světle).
Zřetelné označení směru úniku pomocí fotoluminiscenčních tabulek všude, kde není východ
na volné prostranství přímo vidět (viz výkresová dokumentace).
Fotoluminiscenční tabulky se nalepují cca 1,7m nad podlahu a principem, že je vidět od
jednoho označení úniku na druhé označení.
Nouzové osvětlení navrhuji do CHÚC a NÚC, tak aby byla umožněna evakuace i po vypnutí
elektrického proudu.
Návrh nouzového osvětlení a fotoluminiscenčních tabulek (viz výkresová dokumentace)
H. STANOVENÍ
ODSTUPOVÝCH,
POPŘÍPADĚ
BEZPEČNOSTNÍCH VZDÁLENOSTÍ A VYMEZENÍ POŽÁRNĚ
NEBEZPEČNÉHO PROSTORU, ZHODNOCENÍ ODSTUPOVÝCH,
POPŘÍPADĚ BEZPEČNOSTNÍCH VZDÁLENOSTÍ VE VZTAHU K
OKOLNÍ ZÁSTAVBĚ, SOUSEDNÍM POZEMKŮM A VOLNÝM
SKLADŮM
Odstupové vzdálenosti od svislých stěn v objektu řešeny dle ČSN [1; 10.4.8; Příloha F].
Odstupové vzdálenosti od střešní konstrukce neřešeny. Střešní konstrukce není považována za
požárně otevřenou plochu.
- dle ČSN [1; 8.4.6]
Stránka 22 z 30
- střešní plášť se skládá:
Původně v projektu navržena tepelná izolace z PIR, ta ovšem nevyhovuje nárokům na
stávající PBŘ. Proto doporučuji střešní konstrukci zateplit minerální vlnou.
kačírek frakce 8mm (tl. 60mm)
geotextilie
2x asfaltový pás (Elastodek 40 special)
tepelná izolace MW tl. 200mm
hydroizolační asfalt. pás
spádový keramzit beton tl. 50-160mm
ŽB stropní deska tl. 300mm
štuková omítka tl. 10mm
Q= 30 MJ/m2
Q=2.30= 60 MJ/m2
Q= 30 MJ/m2
-
(Q= ∑hi . mi = 120 MJ/m2)
120 MJ/m2 < 150 MJ/ m2
Pro výpočet odstupových vzdáleností použit program Program pro výpočet odstupové
vzdálenosti z hlediska sálání tepla (verze 01.210_12) od Ing. Marka Pokorného, Ph.D.
Výpis odstupových vzdáleností dle programu:
Stránka 23 z 30
Legenda půdorysu požárního úseku:
Posouzení odstupových vzdáleností:
V příloze vložen vzorový výstupní protokol z Programu na výpočet odstupové vzdálenosti.
V požárně nebezpečném prostoru se nevyskytují žádné stavby.
Odstupové vzdálenosti od objektu nezasahují na jiný soukromý pozemek.
Únik osob z objektu není nijak omezen.
I.
URČENÍ ZPŮSOBU ZABEZPEČENÍ STAVBY POŽÁRNÍ VODOU
VČETNĚ ROZMÍSTĚNÍ VNITŘNÍCH A VNĚJŠÍCH ODBĚRNÝCH
MÍST, POPŘÍPADĚ ZPŮSOBU ZABEZPEČENÍ JINÝCH HASEBNÍCH
PROSTŘEDKŮ U STAVEB, KDE NELZE POUŽÍT VODU JAKO
HASEBNÍ LÁTKU
I.1 Vnitřní odběrná místa
Podle ČSN [6; 6.1] musí být v objektu osazeny hadicové systémy, napojené na vnitřní
vodovod. Hadicové systémy musí být trvale pod tlakem s okamžitě dostupnou plynulou
dodávkou vody.
Podle ČSN [5; 6.6] se pro návrh rozvodné vodovodní sítě počítá se současným použitím
nejvýše dvou hadicových systemů na jednom stoupacím potrubí.
Navrhuji hadicové systémy s tvarově stálou hadicí (dosah 30+10m) podle ČSN [5; 6.7] o
jmenovité světlosti alespoň 19mm [5; 6.5]. Vnitřní hydranty budou umístěny na podestě v
CHÚC dle výkresové dokumentace (umístění v 2.PP, 1.NP, 3.NP,5.NP). Nutno dodržet
umístění a rozměry hydrantové skříně 650x650x175 mm. Nástěnný hydrant bude 1,1 - 1,3 m
nad podlahou (měřeno od jeho středu).
Pro komerční prostory kavárnu s galerií (PÚ 06) navrhuji jeden vnitřní hydrant (dosah
30+10m) umístěn dle výkresové dokumentace a dle stejných parametrů jako pro ostatní
vnitřní hydranty v objektu.
PÚ 06:
∑ S . pv = 409,1 . 32 = 13091,2 je větší než 9000kg
Stránka 24 z 30
I.2 Vnější odběrná místa
Podzemní hydranty se nacházejí před objektem v ulici Nuselská a jsou napojeny na
vodovodní řad. Vzdálenost nejbližšího podzemního hydrantu činí cca 20m k hlavnímu vchodu
do objektu. Dle ČSN [5; 5.2; Tab. 1] je nejvyšší požadovaná vzdálenost na hydrant 100m od
objektu (S= 2685m2 ≥ 2000).
J.
VYMEZENÍ ZÁSAHOVÝCH CEST A JEJICH TECHNICKÉHO
VYBAVENÍ, OPATŘENÍ K ZAJIŠTĚNÍ BEZPEČNOSTI OSOB
PROVÁDĚJÍCÍCH HAŠENÍ POŽÁRU A ZÁCHRANNÉ PRÁCE,
ZHODNOCENÍ PŘÍJEZDOVÝCH KOMUNIKACÍ, POPŘÍPADĚ
NÁSTUPNÍCH PLOCH PRO POŽÁRNÍ TECHNIKU
J.1 Příjezdové komunikace + NAP
Příjezd k objektu je ulicí Nuselskou. Objekt se nachází na okraji ulice, přístup je ze tří stran.
Plocha kolem objektu je zpevněná - vyasfaltovaná. Nástupní plocha pro hasičskou techniku se
nachází poblíž hlavního vstupu do objektu na hlavní ulici a části chodníku. Chodník musí být
zpevněný. Rozměry NAP jsou 6,0 x 10,0m. Dle ČSN [1; 12.4.2] tato plocha vyhovuje. NAP
je opatřena zákazem stání a poznámkou, že se jedná o NAP hasičské techniky. Více viz
výkresová dokumentace.
J.2 Zásahové cesty
Podle ČSN [4; I.7.2] musí být zřízena vnitřní zásahová cesta. Vnitřní zásahovou cestu vedu
přes CHÚC typu B, která je po celé výšce objektu.
Podle ČSN [1; 12.6] musí být v objektu navrženy vnější zásahové cesty. Součástí vnější
zásahové cesty je vnitřní zásahová cesta společně s výstupem skrz světlík v nejvyšším podlaží
na střechu. Přístup ke světlíku je pomocí ocelového žebříku umístěného na zdi schodiště v
nejvyšším podlaží.
K. STANOVENÍ POČTU, DRUHŮ A ZPŮSOBU ROZMÍSTĚNÍ
HASÍCÍCH PŘÍSTROJŮ, POPŘÍPADĚ DALŠÍCH VĚCNÝCH
PROSTŘEDKŮ POŽÁRNÍ OCHRANY NEBO POŽARNÍ TECHNIKY
K.1 Přenosné hasící přístroje
Podle ČSN [2; 5.4] musí být v objektu instalovány hasící přístroje takto:
- jeden PHP práškový, 21A pro domovní rozvaděč elektrické energie
- jeden PHP práškový, 21A pro sklepní prostory
- jeden PHP CO2 pro strojovnu výtahu
- jeden PHP vodní, 13A na každých započatých 200m2 půdorysné plochy všech
podlaží (bez plochy bytů)
Stránka 25 z 30
Rozmístění navržených PHP je výkresové dokumentaci.
Druh a počet pro vybrané provozy:
-
-
nr = 0,15 . (S . a . c3)1/2 ≥ 1,0
S - celková půdorysná plocha PÚ [m2]
a – součinitel odhořívání
c3 = 1,0 (v objektu se nevyskytuje SHZ ani DHZ)
nr – základní počet přenosných (ručních) hasících přístrojů
nHJ = 6 . nr
nHJ – požadovaný počet hasících jednotek
nPHP = (nHJ/HJ)
nPHP – požadovaný počet PHP
ČSN [1; 12.8]
PÚ 06 (kavárna s galerií)
- nr = 0,15 . (409,1 . 1,09 . 1)1/2 = 3,16
- nHJ = 6 . 3,16 = 18,96
- nPHP = 18,96/6 = 3,16 → 4 ks
Navrhuji 4x 21A, 6kg, práškový (6 HJ)
PÚ 01 (podzemní garáže)
- dle ČSN [4; I.7.3c] musí být v garážích instalovány pěnové nebo práškové hasící
přístroje s hasící schopností 183B a to pro náš případ, jeden hasící přístroj na prvních
započatých 10 stání a další přenosný hasící přístroj na každých započatých 20 stání
- 12 stání
Navrhuji 2x 21A, 6kg, práškový
Celkem navrženo PHP:
9x práškový, 6kg, 21A
1x vodní, 9l, 13A
1x CO2, 5kg, 55B,C
L.
ZHODNOCENÍ
TECHNICKÝCH,
POPŘÍPADĚ
TECHNOLOGICKÝCH ZAŘÍZENÍ STAVBY (ROZVODNÁ POTRUBÍ,
VZDUCHOTECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ, VYTÁPĚNÍ APOD.) Z HLEDISKA
POŽADAVKŮ POŽÁRNÍ BEZPEČNOSTI
Prostupy rozvodného potrubí nehořlavých látek v instalačních šachtách se z požárního
hlediska neřeší. Plochy světlých průřezů jsou do 40 000 mm2. Podle ČSN [1; 11.1.1a ].
Stránka 26 z 30
Vzduchotechnická zařízení na odvod vzduchu ze sociálních zařízení a z kuchyní a jejich
prostupy jsou bez nároků. Podle ČSN [8; 4.2.1]
Komerční a podzemní prostory jsou větrány vzduchotechnickým zařízením. Prostupy z
instalačních šachet těchto zařízení do požárních úseků musí být opatřeny požárními klapkami.
V CHÚC B (PÚ 04) se nachází výtah. Tento výtah není evakuační ani požární. V případě
výpadku el. proudu nebo požáru se automaticky vypne a sjede do posledního podlaží. Tento
výtah musí být řádně označen štítkem, že neslouží k evakuaci ani k požárnímu zásahu.
Výtah v komerčním prostoru není evakuační ani požární. Musí být řádně označen. V případě
požáru je vypnutý.
Autovýtah do podzemních garáží není evakuační. V případě požáru je vypnutý.
Poloha hlavního domovního rozvaděče není známa. Jeho skříň a dveře musí vykazovat
požární odolnost (EI).
M. STANOVENÍ ZVLÁŠTNÍCH POŽADAVKŮ NA ZVYŠENÍ POŽÁRNÍ
ODOLNOSTI STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ NEBO SNÍŽENÍ
HOŘLAVOSTI STAVEBNÍCH HMOT
Svislými požárními pásy jsou prefabrikáty tvaru U. Tento výrobek musí být z konstrukce DP1
a jeho rozvinutý obvod musí být min. 1200mm.
Vodorovné požární pásy v současné verzi projektu neřešeny. Doporučuji částečně
vykonzolovat stropní konstrukce. Délka rozvinutého obvodu by měla činit min. 1200mm.
Zateplení možné pouze z minerální vlny s třídou reakce na oheň A1 nebo A2.
Další zvýšení požadavků na požární odolnost stavebních konstrukcí není požadované.
Veškeré prostory objektu odpovídají stanovenému stupni požární bezpečnosti (viz Kapitola D
+ E).
N. POSOUZENÍ POŽADAVKŮ NA ZABEZPEČENÍ STAVBY POŽÁRNĚ
BEZPEČNOSTNÍMI
ZAŘÍZENÍMI,
NÁSLEDNĚ
STANOVENÍ
PODMÍNEK A NÁVRH ZPŮSOBU JEJICH UMÍSTĚNÍ A INSTALACE
DO STAVBY
a) Odvětrávání CHÚC
podle ČSN [1; 9.4.2]
b) Zařízení autonomní detekce a signalizace
ČSN [2; 5.5] + [Vyhláška č. 23/2008; Příloha 5]
N.1 Způsob a důvody vybavení stavby vyhrazenými požárně
bezpečnostními zařízeními, určení jejich druhů, popřípadě vzájemných
vazeb
- vyhrazená požárně bezpečnostní zařízení se v objektu nevyskytují
Stránka 27 z 30
N.2 Vymezení chráněných prostor
Vymezení chráněných prostor pro požární úseky v objektu není požadované. Požární úseky
jsou děleny požárně dělícími konstrukcemi s navrženou požární odolností (viz výkresová
dokumentace).
N.3 Určení technických a funkčních požadavků na provedení vyhrazených
požárně bezpečnostních zařízení, včetně náhradních zdrojů pro zajištění
jejich provozuschopnosti
Odvětrávání CHÚC typu B v případě požáru zajišťuje automatické spuštění nasávání
venkovního vzduchu pomocí vzduchotechnického zařízení umístěného na střeše. Nasáváním
vzduchu do CHÚC je vytvořen přetlak. Minimální přetlak je 25 Pa. Zároveň v nejvyšším
podlaží je umístěna samotížná přetlaková klapka, která se spouští při přetlaku 100 Pa. Celý
spouštěcí mechanismus odvětrávání CHÚC B je zajištěn automaticky nebo manuálně po
vyhlášení požáru. Impuls pro automatické vytvoření přetlaku dává samočinný kouřový hlásič
umístěn v nejvyšším podlaží na stropní konstrukci. Nebo požár lze vyhlásit ručně pomocí
elektronického tlačítka v 2.PP, 1.NP, 3.NP a 5.NP.
Každý byt bude vybaven zařízením autonomní detekce a signalizace - kouřový hlásič s
vlastním napájením (baterií); hlásič musí odpovídat normě ČSN EN 14604. Umístění hlásiče
bude vždy na stropní konstrukci ve směru úniku z bytové jednotky.
N.4 Stanovení druhů a způsobů rozmístění jednotlivých komponentů,
umístění řídících, ovládacích, informačních, signalizačních a jistících
prvků, trasa, způsob ochrany elektrických, sdělovacích a dalších vedení,
zajištění náhradních zdrojů apod.
Pro kabeláž systému na Odvětrávání CHÚC budou navrženy vodiče a kabely splňující třídu
reakce na oheň a požadavky B2CA, s1, d0 podle ČSN [1; 12.9.2].
Celý systém Odvětrávání CHÚC bude napájen z elektrické sítě a zálohované napájení bude
přes náhradní zdroj elektrické energie. Umístění náhradního zdroje elektrické energie je v PÚ
06. Toto zařízení musí být podrobováno pravidelné kontrole a revizím.
N.5 Výpočtová část
Viz jednotlivé kapitoly.
N.6 Stanovení požadavků na obsah podrobnější dokumentace
Bude vypracován podrobnější projekt na systém Odvětrávání CHÚC.
Stránka 28 z 30
O. ROZSAH A ZPŮSOB ROZMÍSTĚNÍ VÝSTRAŽNÝCH A
BEZPEČNOSTNÍCH
ZNAČEK
A
TABULEK,
VČETNĚ
VYHODNOCENÍ NUTNOSTI OZNAČENÍ MÍST, NA KTERÝCH SE
NACHÁZÍ VĚCNÉ PROSTŘEDKY POŽÁRNÍ OCHRANY POŽÁRNĚ
BEZPEČNOSTNÍHO ZAŘÍZENÍ
Objekt je vybaven bezpečnostními značkami.
V objektu musí být označen hlavní uzávěr vody a hlavní domovní rozvaděč. Umístění
hlavního domovního rozvaděče je zatím neznámé.
Výtah v PÚ 29 a PÚ 28 musí být označen cedulí, že není evakuační a v případě požáru je
vypnutý.
Dále v CHÚC je vyznačen směr úniku fotoluminiscenčními tabulkami ve výšce cca 1,7m nad
podlahou. Principem, že je vidět z jedné na druhou. Stejnými tabulkami je označen směr
úniku z podzemního podlaží.
Vjezd do podzemních garáží musí být řádně označen zákazem vjezdu pro vozidla s druhem
pohonu na LPG.
P.
NAVRŽENÉ STAVEBNÍ ZMĚNY
Při zpracovávání požárně bezpečnostního řešení objektu byly nalezeny nesrovnalosti a
nedostatky v konstrukci, které vyplývaly z požadavků PBŘ objektu. Ve výkresové části jsou
tyto změny nahrazeny nebo opraveny - znázorněno zelenou barvou. Jedná se především o :
1) Otočení otevírání dveří ve směru úniku na únikových cestách
2) Revize a sjednocení instalačních šachet, zakresleno dno IŠ v 1.PP
3) V 1. PP upraveny sklepní prostory.
4) V 2. PP uzavřen prostor pod schodištěm.
5) Zakreslení dveří do CHÚC B v 2. PP z PÚ 03
6) Z důvodu větrání CHÚC B vytvořena instalační šachta, jakožto součást výtahové šachty
7) Z komerčních prostor v 2. NP umožněn druhý únikový východ vyústěný do CHÚC.
Stránka 29 z 30
Q.
Přílohy
Příloha č. 1 - Výstupní protokol z programu na výpočet odstupových vzdáleností
Příloha č. 6 - Výkres PBŘ 3., 4. a 5. nadzemního podlaží
Příloha č. 9 - Výkres situace
Stránka 30 z 30
VÝPOČET ODSTUPOVÉ VZDÁLENOSTI Z HLEDISKA SÁLÁNÍ TEPLA
Verze 01_2010.12
Okrajové podmínky výpočtu (dle ČSN 73 0802):
1) Průběh požáru dle normové teplotní křivky
2) Pro PNP … Io,cr = 18,5kW/m2
3) Emisivita … ε = 1,0
VSTUPNÍ DATA
Požární výpočtové zatížení … pv =
Konstrukční systém objektu:
Emisivita … ε =
Kritická hodnota tepelného toku … Io,cr =
Procento POP … po =
2
45,75 [kg/m ]
nehořlavý
0,96 [-]
2
18,5 [kW/m ]
96 [%]
Interval platnosti:
< 0; 180 >
< 0,56; 1,00 >
< 40; 100 >
Rozměry sálavé plochy (světlé rozměry PÚ nebo rozměry POP při po = 100%)
→ šířka … bPOP =
25,00 [m]
< 0,01; 30 >
→ výška … hPOP =
3,58 [m]
< 0,01; 15>
VYPOČTENÉ HODNOTY
Předpokládaná teplota v PÚ … T =
Nejvyšší hustota tepelného toku … Imax =
Odstupové vzdálenosti vymezující PNP:
→ v přímém směru uprostřed POP … d =
→ v přímém směru na okraji POP … d´ =
→ do stran na okraji POP … d´s =
905 [°C]
2
100,3 [kW/m ]
8,65 [m]
4,50 [m]
2,25 [m]
PŮDORYS A ŘEZ POŽÁRNÍM ÚSEKEM
procento POP ... pO 
bPOP . hPOP
. 100
b.h
[%]
Legenda:
PÚ = požární úsek
POP = požárně otevřená plocha (nejčastěji okna nebo stěny bez požární odolnosti)
PNP = požárně nebezpečný prostor
Pokorný Marek
ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra konstrukcí pozemních staveb
Studijní pomůcka vznikla za podpory Fondu rozvoje vysokých škol pro rok 2010.
Fakulta stavební
Revize stavebně konstrukční části a návrh
vybraného prvku
(Svazek III/IV)
NÁZEV STAVBY:
Bytový dům Nuselská
MÍSTO STAVBY:
Praha 4 - Nusle
PROJEKTANT STAVBY:
Veronika Žižková
___________________________________________________________________________
Studijní program:
Studijní obor:
Odborný konzultant:
Ing. Radek Štefan
Vedoucí práce:
Roman Filip
Praha 2013
OBSAH
1.
Technická zpráva ..............................................................................................................3
1.1.
Popis objektu...............................................................................................................3
1.2.
Popis nosných a nenosných konstrukcí ......................................................................4
1.2.1. Obecně ....................................................................................................................4
1.2.2. Založení ...................................................................................................................4
1.2.3. Podzemní konstrukce ..............................................................................................4
1.2.4. Nadzemní konstrukce ..............................................................................................4
1.2.5. Schodiště .................................................................................................................5
1.2.6. Prostorová tuhost objektu .......................................................................................5
1.3.
Zatížení .......................................................................................................................6
1.4.
Podklady .....................................................................................................................6
1.4.1. Projektové podklady ...............................................................................................6
1.4.2. Další použitá literatura...........................................................................................6
1.5.
Postup prací.................................................................................................................6
1.5.1. Zakládání ................................................................................................................7
1.5.2. Železobetonové konstrukce .....................................................................................7
2.
3.
Statický výpočet ................................................................................................................8
2.1.
Návrh tloušťky desky..................................................................................................8
2.2.
Návrh rozměrů sloupu ................................................................................................9
2.3.
Návrh výztuže sloupu za běžné teploty ....................................................................14
2.4.
Posouzení sloupu při požáru .....................................................................................16
2.5.
Empirický návrh žb schodiště ...................................................................................17
2.6.
Posouzení ŽB stěny ..................................................................................................18
Seznam příloh ..................................................................................................................20
Příloha č. 1 - Výkres výztuže sloupu
Příloha č. 2 - Schematický výkres tvaru 2. podzemního podlaží
Příloha č. 3 - Schematický výkres tvaru 1. podzemního podlaží
Příloha č. 4 - Schematický výkres tvaru 1. nadzemního podlaží
Stránka 2 z 20
1. Technická zpráva
1.
Technická zpráva
1.1. Popis objektu
Bytový dům Nuselská se nachází v ulici Nuselská - Praha 4. Objekt je hmotově
členěný. Základní půdorys má tvar mnohoúhelníku. Bytový dům má 8 užitných podlaží - 6
nadzemních a 2 podzemní. Nadzemní podlaží jsou komerční a bytová, podzemní podlaží tvoří
hromadné garáže pro 12 stání, sklepní prostory a technické zázemí nezbytné pro provoz
objektu. Jedno bytové podlaží (3. NP, 4. NP, 5. NP a 6. NP) obsahuje dva byty velikostní
kategorie 3+kk.
2.PP - hromadné garáže, sklepy, strojovna autovýtahu
1.PP - hromadné garáže, sklepy, technická místnost, strojovna vzduchotechniky
1.NP - kavárna, domovní zázemí, kočárkárna
2.NP - galerie a kancelář
3.NP - 2 bytové jednotky
Hlavní vchod do soukromé části (byty) je v 1.NP. Na něj je napojeno přes zádveří
domovní zázemí a kočárkárna. Přístup do bytových pater je přes vnitřní schodiště nebo
pomocí výtahu. Vchod do komerčních prostor je oddělen, aby se minimalizoval styk
obyvatelů domu s návštěvníky kavárny. Kavárna (1.NP) s galerií (2.NP) jsou vnitřně spojeny
otevřeným schodištěm a výtahem. Vjezd do hromadných garáží je pomocí autovýtahu.
Bytový dům je navržen pro bydlení osob schopných samostatného pohybu, osoby s
omezenou schopností pohybu a osoby neschopného pohybu se budou v objektu vyskytovat
pouze nahodile a ojediněle. Ovšem komerční prostory jsou pro tyto osoby plně přizpůsobeny.
Stránka 3 z 20
1.2. Popis nosných a nenosných konstrukcí
1.2.1. Obecně
Vzhledem k charakteru budovy, jejímu výškovému a půdorysnému členění a
celkovému půdorysnému rozměru je objekt tvořen jedním dilatačním cekem. Nosná
konstrukce objektu bude převážně monolitická železobetonová. Objekt sousedí z jedné své
strany s jiným objektem. Spojující stěna bude z keramického zdiva Porotherm P+D.
Zastavěná plocha objektu činí 700m2. Dům má dvě podzemní a šest nadzemních
podlaží. Suterén je půdorysně jiných rozměrů než nadzemní část budovy. Vše je vyznačeno
ve výkresové dokumentaci. Konstrukční výška pro bytová podlaží je 3,1m; pro komerční
podlaží 4,0m; a pro suterén 3,0m.
1.2.2. Založení
Konstrukce je založena technologií bílé vany. Nutno udělat inženýrsko-geologický průzkum,
který více specifikuje podloží, na které se založení navrhne. Pod vnitřními sloupy eventuálně
zesílit tloušťku základové desky z důvodu zamezení protlačení a rozložení zatížení. Zdi bílé
vany budou tl. 300mm. Veškeré prostupy přípojek musí být dokonale utěsněny proti
pronikající vodě. Na výztuž bude použita ocel B 500B. Beton musí být vodotěsný (max.
průsak 40mm), specifikace C 30/35 - XC2 - Cl 0,4 - Dmax = 22 - S4.
1.2.3. Podzemní konstrukce
Dvoupodlažní podzemní konstrukce je dostatečně únosná proti vodorovným silám a
zemním tlakům.
Obvodové suterénní stěny jsou železobetonové tl. 300 mm, vnitřní jádro
železobetonové tl. 300 mm. Sloupy jsou rovněž železobetonové kruhového půdorysu o d=
400 mm. Stropní konstrukce je obousměrně pnutá železobetonová deska s jednotnou
tloušťkou 250 mm.
Rozměry stropních konstrukce a sloupů jsou ověřeny v předběžném návrhu ve
statickém výpočtu.
1.2.4. Nadzemní konstrukce
Nosné stěny jsou kompletně železobetonové. Pouze stěna sousedící s vedlejším
Stránka 4 z 20
objektem je z keramických tvárnic. Ověřena tloušťka 300 mm mezibytové ŽB stěny v 3.NP.
Nosné sloupy jsou železobetonové. Dle podlaží buď kruhového nebo čtvercového
půdorysu o průměru nebo délce strany 400mm. Sloupy mají skrytou ocelovou límcovou
hlavici. Specifikace betonu je C 35/45 - XC1 - Cl 0,2 - Dmax 0,16 - S4. Výztuž z ocele B
500B.
Nenosné stěny jsou z keramických tvarovek systému Porotherm P+D. Nenosné stěny
instalačních šachet jsou ze sádrokartonových desek Knauf. Instalační příčky z keramických
tvarovek systému Porotherm P+D nebo z pórobetonových příčkovek Ytong.
Stropní konstrukce ve všech podlažích jsou jednotné tloušťky 250 mm. Jedná se o
lokálně podepřenou železobetonovou konstrukci. Specifikace použitého betonu je C 25/30 XC3 - S4. Výztuž je z ocele B 500B. Stropní konstrukce nad nejvyšším podlaží bude
doplněna o tepelnou izolaci, hydroizolaci a spádový beton.
1.2.5. Schodiště
Schodišťová ramena jsou železobetonová. Ramena jsou vyráběny v duchu jednotného
pracovního postupu celého objektu, a to monoliticky.Tloušťka schodišťové desky je min.
150mm.
Schodiště musí být opatřeno přípravkem proti přenášení kročejového hluku. Jedná se o
prvek firmy Schock Tronsole.
Mezipodesty budou železobetonové o stejné tloušťce jako ramena.
1.2.6. Prostorová tuhost objektu
Prostorovou tuhost objektu proti vodorovným silám zajišťuje monolitické železobetonové
jádro. Monolitické železobetonové stropní desky jsou tuhé a roznesou vodorovné zatížení do
sloupů a stěn.
Stránka 5 z 20
1.3. Zatížení
Konstrukce objektu byla navržena na tato proměnná zatížení:
- v bytových místnostech .................................................. 5,0 kN/m2
- na ploché běžně nepřístupné střeše .............................. 0,75 kN/m2
Zatížení sněhem na konstrukci bylo uvažováno 2,5 kN/m2.
1.4. Podklady
1.4.1. Projektové podklady
Projektová a výkresová dokumentace od autorky projektu Veroniky Žižkové.
1.4.2. Další použitá literatura
Statický výpočet počítán podle platných ČSN:
ČSN EN 1990
ČSN EN 1991-1-1
ČSN EN 1991-1-2
ČSN EN 1992-1-1
ČSN EN 1992-1-2
Technické podklady výrobců (Porotherm, Knauf, Schock).
Navrhování betonových a zděných konstrukcí na účinky požáru - Procházka a kol. (2010)
Webový portál www.ebeton.cz
Vlastní podklady v podobě dříve řešených úloh.
1.5. Postup prací
Pro výstavbu jsou použity běžné stavební postupy. Na tomto místě zdůrazňuji nutnost
dodržení zejména následujících předpisů:
Stránka 6 z 20
1.5.1. Zakládání
Nutno udělat inženýrsko-geologický průzkum v místě založení stavby.
Pokud vznikne při rozpojování zeminy nerovné dno, nesmí být zarovnáváno nakypřenou
horninou, ale pouze podkladním betonem! Pokud bude zemina v základové spáře jakkoliv
poškozena, je nutno ji odtěžit a nahradit betonem.
1.5.2. Železobetonové konstrukce
Je nutno upozornit na dodržení podmínek ošetřování a ochrany betonu.
Před betonáží musí být řádně ošetřeny pracovní spáry.
Při rychlém tempu výstavby betonových konstrukcí bude nutno dodržet lhůtu min. 28 dní pro
ponechání bednění (nebo alespoň stojek bednění). Stropy není možno odbednit a zpětně
podstojkovat!
Zejména u nechráněných vnějších částí železobetonových konstrukcí je nutné dbát na
dostatečné krytí betonářské výztuže.
Stropní konstrukce se nesmí opírat o spodní nenosnou příčku, protože by se mohlo postupně
přenášet zatížení z nejvyšších podlaží do spodní stropní konstrukce, která je dimenzována
pouze na zatížení z jednoho patra. Proto je nutné zdít příčky až po provedení stropů a
nedozdívat je až ke stropní konstrukci, neklínovat je.
Stránka 7 z 20
2. Statický výpočet
2.
Statický výpočet
2.1. Návrh tloušťky desky
- obousměrně pnutá ŽB deska
- lokálně podepřená
- největší rozpětí : l = 6300 mm (dominantní přenos zatížení ve směru delšího rozpětí)
EMPIRIE
hD = (1/33 ≈ 1/35) . l = (1/33 ≈ 1/35) . 6300 = (191 ≈ 180) mm
OHYBOVÁ ŠTÍHLOST
λ < λd
λ = l/d = 6300/d
λd = χc1 . χc2 . χc3 . λd,tab
λd,tab = 22,2
- lokálně podepřený strop
- beton C 25/30
- ρ = 0,5%
λ < λd
d < 6,3/28,86
d < 0,218 m
Stránka 8 z 20
KRYTÍ VÝZTUŽE
cnom = cmin + ∆cdev = 20 + 10 = 30 mm
cmin = max (20;16;10) = 20 mm
- max. profil výztuže v desce 16 mm
- beton C 25/30 - XC3 - S4 - 25mm - sníženo na třídu S3 - 20 mm
∆cdev = 10 mm
TLOUŠŤKA DESKY
hD = d + 0,5 . Ø + cnom = 218 + 8 + 30 = 256 mm
(NAVRHUJI: hD = 250 mm)
dx = hD - 1,5 . Ø - cnom = 250 - 1,5 . 16 - 30 = 196 mm
dy = hD - 0,5 . Ø - cnom = 250 - 0,5 . 16 - 30 = 212 mm
d = (dx + dy)/2 = (196 + 212)/2 = 204 mm
2.2. Návrh rozměrů sloupu
- uvažován vnitřní sloup v nejnižším podlaží (2.PP)
- počet podlaží: n = 6+2 = 8
- konstrukční výška:
1.NP = 4,0 m
2.NP = 4,0 m
3. - 6.NP = 3,1 m
1.PP = 3,0 m
2.PP = 3,0 m
Stránka 9 z 20
ZATĚŽOVACÍ PLOCHA SLOUPU
b = (5,875 + 6,3)/2 = 6,1 m
a = (4,1 + 5)/2 = 4,55 m
Azat = 6,1 . 4,55 = 27,8 m2
ZATÍŽENÍ
ostatní stálé:
střecha - 2,5 kN/m2
patro - 2,0 kN/m2
proměnná:
střecha - 0,75 kN/m2
patro - 5,0 kN/m2
ZATÍŽENÍ
vl. tíha strop. desek
vl. tíha sloupu
ostatní stálé - patro
ostatní stálé - střecha
∑ STÁLÉ
užitné - patro
proměnné - střecha
∑ PROMĚNNÉ
POČET VÝPOČET
CHARAKTERISTICKÉ
[kN]
ϒ
[-]
NÁVRHOVÉ
[kN]
8
23,94
7
1
8 . 0,25 . 27,8 . 25
0,071 . 23,94 . 25
7 . 27,8 . 2
1 . 27,8 . 2,5
1390
42,5
389,2
69,5
1891,2
1,35
1,35
1,35
1,35
1876,5
57,4
525,4
93,8
2553,1
7
1
7 . 27,8 . 5
1 . 27,8 . 0,75
973
20,9
993,9
1,5
1,5
1459,5
31,3
1490,8
CELKOVÉ
2885,0
4043,9
PŘEDPOKLAD
- sloup kruhové průřezu ⦰300 mm (Asloup = 0,071 m2)
- beton C 30/37
Stránka 10 z 20
fcd = 30/1,35 = 22,222 Mpa
- stupeň využití: ρ = 0,03 (3%)
- σs = 400 Mpa
POSOUZENÍ ÚNOSNOSTI
NRd ≥ NEd
NRd = 0,8 . Ac . fcd + As . σs = 0,8 . Ac . fcd + Ac . ρ . σs =
= 0,8 . 0,071 . 22 222 + 0,071 . 0,03 . 400000 = 2114,2 kN
NEd = 4043,9 kN
2114,2 kN ≥ 4043,9 kN
(NEVYHOVUJE)
Navrhuji zvětšit rozměr sloupu na průřez ⦰400mm (Asloup = 0,126m2)
Navrhuji zlepšit vlastnosti betonu užitím C 35/45 (fcd = 35/1,35 = 25,926 Mpa)
NRd = 0,8 . Ac . fcd + As . σs = 0,8 . Ac . fcd + Ac . ρ . σs =
= 0,8 . 0,126 . 25926 + 0,126 . 0,03 . 400000 = 4125,3 kN
NEd = 4043,9 kN
NRd ≥ NEd
4125,3 kN ≥ 4043,9 kN
(VYHOVUJE)
Stránka 11 z 20
POSOUZENÍ NA PROTLAČENÍ
zatěžovací plocha vnitřního sloupu: Azat = 27,8 - (π . 0,22) = 27,674 m2
u0 = π . 400 = 1256,6 mm
u1 = π . (400 + 4 . 204) = 3820,2 mm
zatížení na 1 podlaží: VEd = (0,25 . 25 . 1,35 + 2 . 1,35 + 5 . 1,5) . 27,674 = 515,8 kN
Podmínka 1:
.
,
=
,
= 2,316
,
=
.
<
= 0,4 . .
,
! <
","# . #"$,% . " &
"'#$,$ . ' (
,
=4
!
(VYHOVUJE)
= 2,316 Mpa
+
'#
= 0,6 . )1 − '#,- . = 0,6 . )1 − '# . = 0,54
'#
= 0,4 . 0,54 . ",%# = 4 Mpa
,
Podmínka 2:
.
,"
=
,"
= 0,76
0.
≤2
.
,
! ≤ 1,25 . 0,276 = 0,693
!
Stránka 12 z 20
(NEVYHOVUJE)
,"
2
=
","# . #"$,% . " &
= 0,76 Mpa
%5' ,' . ' (
= 1,25 ( 789ř7í <=>? )
,
==
=
. A . &B(100 . C" .
,
,
=
,"5
ϒ,
A = 1+F
=
'
,"5
",#
D)
= 0,12 . 1,99 . &B(100 . 0,005 . 25) = 0,554
= 0,12
'
= 1 + F'
(
= 1,99
Doporučená Podmínka 2 nevyhovuje. Z toho důvodu navrhuji skrytou ocelovou hlavici límcovou.
u2 = π . ((408 + 200) . 2 + 400) = 5076,8 mm
G. H
≤2
?' . I
,"
=
,"
= 0,573
.
! ≤ 0,693
,
!
(VYHOVUJE)
Stránka 13 z 20
,"
=
","# .#"$,% . " &
# J$,5 . ' (
= 0,573 Mpa
2.3. Návrh výztuže sloupu za běžné teploty
⦰ 400 mm
Ac = (π . 4002)/4 = 125 663,71 mm2 = 0,12566 m2
beton C 35/45 - XC1 - Cl 0,2 - Dmax 0,16 - S4
výztuž B 500B
předpokládaný stupeň vyztužení: ρ= 3%
As,req = Ac . ρ = 125 663,71 . 0,03 = 3769,9 mm2
dle Tabulek ploch výztuže:
As= 3927 mm2
⟶
8 ⦰25 mm
NEd = 4043,9 kN
(viz str. 3)
NRd = 0,8 . Ac . fcd + As . σs =
= 0,8 . 0,12566 . (35000/1,35) + 3769,9 . 10-6 . 400000 = 4114,2 kN
NEd ≤ NRd
4043,9 kN ≤ 4114,2 kN
(VYHOVUJE)
KRYTÍ
cnom = cmin + ∆cdev = 25 + 10 = 35 mm
cmin = max (10;25;10) = 20 mm
- max. profil výztuže v desce 25 mm
Stránka 14 z 20
- beton třídy S4 - 25mm - sníženo na třídu S3 - 20 mm
∆cdev = 10 mm
PŘESAHOVÁ DÉLKA VÝZTUŽE
8 ⦰25 mm
As = 3927 mm2
As,req = 3769,9 mm2
základní kotevní délka:
•
w
=
€
.
•‚,ƒ„…
•†
=w,xyz =
#
= ","# .
= 2,25 . ‡" . ‡' .
ˆ
⦰
(
{
.+
%J$},}
%}'J
|
=
'#
(
= 417,39
.
("J,%}
%,%
= 790,5 ~~
!
= 2,25 . 1,0 . 1,0 . 1,4667 Mpa
η1 = 1,0 (dobré podmínky uložení výztuže)
η2 = 1,0 (⦰ < 32 mm)
fctd = fctk/ϒc = 2,2/1,5 = 1,46667
fctk = 2,2 (beton C 35/45)
návrhová přesahová délka:
l0 = α1 . α2 . α3 . α5 . α6 . lb,req =
= 1 . 1 . 1 .1 . 1,5 . 790,5 = 1186mm
NÁVRH TŘMÍNKŮ
Navrhuji ⦰sw 10 mm
základní vzdálenost třmínků: s1= min(15 . ⦰, h, b, 300) =
Stránka 15 z 20
= min(375, 400, 400, 300) = 300mm
zhuštěná vzdálenost třmínků: s2 ≤ 0,6 . s1 = 0,6 . 300 = 180mm
Výkres výztuže sloupu v Příloze č. 1.
2.4. Posouzení sloupu při požáru
požadovaná požární odolnost:
R 45
délka sloupu: l = 3000 mm
l0,fi = 0,7 . l = 0,7 . 3000 = 2100 mm
NEd = 4043,9 kN
NRd = 4114,2 kN
ηfi,1 = 0,7 (konzervativní)
‡+›,' =
œ- •žŸ . zœ •z
=
0¡¢0,£
• ,% .#
£¤,¡
£¥¥&,0 0¦¢ ,¡
•
£¤,¡
£¤,¡
= 0,478 (přesnější, uvažováno dále ve výpočtu)
NEd,fi = 4043,9 . 0,478 = 1933,0 kN
MEd,fi = 0 kNm
METODA A
e0,fi = M0Ed,fi/N0Ed,fi = 0
emax = 0,15 . b = 0,15 . 400 = 60 mm
(VYHOVUJE)
0,15 . b ≤ lmax ≤ 0,4 . b
60 ≤ 60 ≤ 160 mm
(VYHOVUJE)
Stránka 16 z 20
As ≤ 0,04 . Ac
3927 mm2 ≤ 5026,6 mm2
(VYHOVUJE)
µfi = ηfi = 0,478
Hodnoty dle [Tabulky 2.2.1; Navrhování betonových a zděných konstrukcí na účinky požáru;
Procházka a kol.] :
amin = 38 mm
bmin = 400 mm
pro R 90
a = 47,5 mm
≥
amin = 38 mm
b = 400 mm
≥
bmin = 400 mm
(VYHOVUJE)
2.5. Empirický návrh žb schodiště
D1
l = 4600 mm
(1/30 ≈ 1/35) . 4600 = (153 ≈ 131)
Stránka 17 z 20
D2 + D4
l = 4150 mm
(1/30 ≈ 1/35) . 4150 = (138 ≈ 118)
D3
l = 2100 mm
(1/30 ≈ 1/35) . 2100 = (70 ≈ 60)
NAVRHUJI JEDNOTNOU TLOUŠŤKU 150 mm.
2.6. Posouzení ŽB stěny
ŽB stěna T1 - 3.NP - mezibytová (tloušťka 300 mm)
Azat = [(6,5 + 4,9)/2] . 4,25 = 24,2 m2
Stránka 18 z 20
ZATÍŽENÍ
POČET
VÝPOČET
CHARAKTERISTICKÉ
ϒ
NÁVRHOVÉ
[kN/4,25m]
vl. tíha stropních
desek
ostatní stálé - patro
ostatní stálé - střecha
∑ STÁLÉ
užitné - patro
proměnné - střecha
∑ PROMĚNNÉ
[kN/4,25m]
4
4 . 25 . 0,25 . 24,2
605
1,35
816,75
3
1
3 . 2 . 24,2
1 . 2,5 . 24,2
145,2
60,5
810,7
1,35
1,35
196,0
81,7
1094,4
3
1
3 . 24,2 . 5
1 . 24,2 . 0,75
363
18,2
381,2
1,5
1,5
544,5
27,2
571,7
CELKOVÉ
1191,9
1666,2
ZATÍŽENÍ NA 1 bm: NEd = 1666,2/4,25 = 392,1 kN/m
NEd ≤ NRd = 0,8 . Ac . fcd + ρ . Ac . σs
392,1 ≤ 0,8 . Ac . 25000/1,35 + 0,0025 . AC . 400000
392,1 ≤ 14814,8 . Ac + 10000 . Ac
392,1 ≤ 24814,8 . Ac
Ac = 63,3
Ac = b . 1
b ≥ 63,3 mm
(VYHOVUJE)
Stránka 19 z 20
3. Seznam příloh
3. Seznam příloh
Příloha č. 1 - Výkres výztuže sloupu
Příloha č. 2 - Schematický výkres tvaru 2. PP
Příloha č. 3 - Schematický výkres tvaru 1. PP
Příloha č. 4 - Schematický výkres tvaru 1. NP
Stránka 20 z 20
Fakulta stavební
Rozšiřující tematická část
(Svazek IV/IV)
Požární rizika fotovoltaických panelů na střechách
Fire Risk Photovoltaic Panels on the Roofs
Studijní program:
Studijní obor:
Vedoucí práce:
Roman Filip
Praha 2013
Poděkování
Chtěl bych poděkovat celé své rodině, zejména rodičům, kteří mi poskytují skvělé podmínky ke studiu. Poděkování patří i mé přítelkyni, především za morální podporu. Při tvorbě
této rozšiřující části bakalářské práce bych se neobešel bez pomoci odborníků, kteří mi byli
ochotni věnovat svůj čas. Jejich pomoci a poskytnutých materiálů si velice vážím. Zvláště
bych chtěl poděkovat Ing. Marku Pokornému, Ph.D. za vedení bakalářské práce. Dále bych
chtěl poděkovat Ing. Martinovi Dobiášovi a Ing. Martinovi Moudrému z HZS hlavního města
Prahy za možnost konzultovat problematiku z hlediska požární prevence. Také bych chtěl
poděkovat Ing. Michalovi Kratochvílovi z HZS hlavního města Prahy za odbornou konzultaci
k požárům fotovoltaických zařízení. V neposlední řadě bych chtěl poděkovat Ing. Tomáši
Jandovi ze společnosti hb Solar CZ s. r. o., který mi poskytl informace, materiály a konzultaci
k instalacím fotovoltaických zařízení na střechách.
II
Abstrakt
Předmětem této rozšiřující části bakalářské práce je analýza požární problematiky fotovoltaických elektráren umísťovaných na střešní konstrukce objektů. Důraz je především kladen na zabezpečení požadavků požární ochrany a požární bezpečnosti staveb, na rizika spojená s požáry těchto zařízení a na nejednotnost výkladu legislativy. V úvodu práce jsou vysvětleny základní pojmy, principy, složení a dělení fotovoltaických systémů. Dále se práce zaměřuje na problematiku požární prevence, řeší přístup výrobců těchto zařízení na požadavky
požární ochrany a přibližuje fotovoltaiku z hlediska požární represe. Pro zajímavost jsou uvedeny tři skutečné požáry fotovoltaických zařízení doplněné o fotografie.
Klíčová slova
fotovoltaický článek, fotovoltaický panel, fotovoltaická elektrárna, legislativa, umísťování,
SolarEdge, mikroměnič, central stop, total stop, požární represe, požární rizika
Abstract
A subject of this expanding part of the bachelor thesis is to analyse fire problems of the
photovoltaic power plants installed on roof structure of the building. Emphasis is placed primarily on the security requirements of fire protection and fire safety, risks associated with
fires of these equipment and inconsistencies in the interpretation of legislation. The thesis
explains basic concepts, principles, composition and division of photovoltaic systems in the
introduction. The bachelor thesis focuses on fire prevention and it deals about producers and
their approaches on fire protection requirements. More the bachelor thesis explains topic of
photovoltaic of fire repression. There are listed the three real fires of photovoltaic devices
supplemented by photographs for your information.
Key words
photovoltaic cell, photovoltaic panel, photovoltaic power plant, legislation, placement,
SolarEdge,
microinventer,
central
stop,
total
stop,
fire
repression,
fire
risk
III
Obsah
Poděkování ............................................................................................................................... II
Abstrakt .................................................................................................................................. III
Abstract................................................................................................................................... III
Obsah ...................................................................................................................................... IV
Seznam použitých symbolů a zkratek ................................................................................. VII
1.
2.
3.
Úvod ................................................................................................................................... 1
1.1.
Motivace .................................................................................................................. 1
1.2.
Cíle ........................................................................................................................... 1
1.3.
Struktura ................................................................................................................... 2
Principy fotovoltaiky ........................................................................................................ 3
2.1.
Slunce jako zdroj energie ......................................................................................... 3
2.2.
Fotovoltaický jev ..................................................................................................... 4
Složení fotovoltaického systému ...................................................................................... 6
3.1.
Fotovoltaický článek ................................................................................................ 6
3.1.1. Dělení fotovoltaických článků podle vývoje .......................................................... 6
3.1.2. Dělení fotovoltaických článků podle používání ..................................................... 7
3.2.
Fotovoltaické panely ................................................................................................ 8
3.3.
Fotovoltaické systémy ........................................................................................... 10
3.4.
Elektrická instalace ................................................................................................ 11
IV
3.5.
Ochrana před bleskem............................................................................................ 13
3.5.1. Vnější ochrana ..................................................................................................... 13
3.5.2. Vnitřní ochrana ................................................................................................... 14
3.6.
4.
Nosné konstrukce pro umístění fotovoltaických elektráren na střechách .............. 14
Fotovoltaické systémy z pohledu požární prevence ..................................................... 16
4.1.
Legislativa .............................................................................................................. 16
4.2.
Podmínky pro umísťování a povolování fotovoltaických systémů .................... 16
4.2.1. Fotovoltaická elektrárna umístěná v obci bez územního plánu .......................... 17
4.2.2. Fotovoltaická elektrárna umístěná v obci s platným územním plánem ............... 17
4.2.3. Menší fotovoltaická elektrárna připojená na síť a ostrovní systémy
instalované na zastavěném stavebním pozemku .................................................. 18
instalované na stavbě .......................................................................................... 18
4.2.5. Shrnutí podmínek pro umísťování a navrhování fotovoltaické elektrárny ......... 19
4.3.
Požadavky požární ochrany na menší fotovoltaické systémy
umístěné
na stavbě................................................................................................................. 19
4.4.
5.
Problematika začlenění fotovoltaické elektrárny podle požárního nebezpečí ..... 22
Postavení výrobců vůči požadavkům požární ochrany ............................................. 23
5.1.
Technologie SolarEdge .......................................................................................... 24
5.2.
Technologie mikroměničů ..................................................................................... 24
5.3.
Central stop a total stop.......................................................................................... 24
V
6.
7.
Fotovoltaické systémy z hlediska požární represe ..................................................... 26
6.1.
Požární rizika fotovoltaických elektráren na střechách ......................................... 26
6.2.
Rozdělení požárů střech s fotovoltaickými systémy .............................................. 26
6.3.
Problematika z hlediska zasahujících hasičů ......................................................... 27
6.4.
Navrhnutá opatření................................................................................................. 28
6.5.
Riziko spojené se stárnutím fotovoltaického panelu ............................................. 28
Závěr ................................................................................................................................ 29
Seznam použité literatury ...................................................................................................... 31
Přílohy ...................................................................................................................................... 34
Příloha č. 1 - Požár fotovoltaické elektrárny na hospodářské budově v Tisimicích ............ 34
Příloha č. 2 - Požár fotovoltaické elektrárny na sportovní hale v Berouně.......................... 35
Příloha č. 3 - Požár fotovoltaické elektrárny na skladové hale ve Všechromech ................ 36
VI
Seznam použitých symbolů a zkratek
FV = fotovoltaika
FVP = fotovoltaický panel
FVE = fotovoltaická elektrárna
FVS = fotovoltaický systém
FVC = fotovoltaický článek
PO = požární ochrana
HZS ČR = Hasičský záchranný sbor České republiky
JPO = jednotka požární ochrany
GŘ MVČR = Generální ředitelství ministerstva vnitra České republiky
VII
1. Úvod
1. Úvod
1.1. Motivace
V posledních letech se počet fotovoltaických elektráren na našem území zněkolikanásobil.
Stalo se tak díky schváleným státním podporám a zajištěnému výkupu vyrobené elektrické
energie za výhodné ceny.
S rostoucími počty těchto zařízení přibývají i možná rizika. Ve sdělovacích prostředcích se
často objevují informace o chybách v legislativě ohledně fotovoltaiky, o problémech s umisťováním a také i o přibývajících požárech. Bohužel správnost informací z této strany je zavádějící.
Z toho důvodu mě problematika fotovoltaických zařízení zaujala. V této práci se zaměřuji
na přiblížení a nahlédnutí na problém z několika odlišných, ale vzájemně propojených stran.
Informuji o fotovoltaických zařízeních jako takových, dále o možnostech jejich umísťování
včetně právních nesrovnalostí, o postavení výrobců fotovoltaických systémů a také o přístupu
z hlediska požární represe. Příčiny možných rizik, ochrana před nimi, nebezpečí hrozící
při požárech fotovoltaických elektráren a navrhnutá opatření jsou rovněž součástí této práce.
Získané informace jsem doplnil o odborné konzultace s příslušníky HZS ČR (včetně odboru prevence) a se společností, která se zabývá na našem trhu instalací fotovoltaických zařízení.
Myslím si, že práce vystihuje největší rizika spojená s výstavbou fotovoltaické elektrárny
na střešní konstrukci. Proto by mohla být přínosem k lepší orientaci v oboru.
1.2. Cíle
Cílem této rozšiřující části bakalářské práce je seznámení se s fotovoltaickými systémy
se zaměřením na umisťování na střechách objektů a analýza požární problematiky fotovoltaických elektráren na střešních konstrukcích z různých hledisek - požární prevence, výrobci a požární represe.
Stránka 1 z 36
1. Úvod
1.3. Struktura
Kapitola s názvem ,,Úvod“ popisuje proč jsou předmětem této rozšiřující bakalářské práce
požární rizika fotovoltaických elektráren umístěných na střešních konstrukcích.
Kapitola s názvem ,,Principy fotovoltaiky“ vysvětluje vznik a šíření slunečního záření a uvádí
princip fotovoltaického jevu, na jehož bázi se vyrábí elektrický proud.
Kapitola s názvem ,,Složení fotovoltaického systému“ uvádí členěnou hierarchii prvků
ve fotovoltaickém systému vyrábějící elektrický proud. Dále přibližuje základní druhy běžně
používaných kabeláží v instalacích. A také informuje o ochraně fotovoltaického systému
před bleskem a možnostech upevnění na střešních konstrukcích.
Kapitola s názvem ,,Fotovoltaické systémy z pohledu požární prevence“ v sobě zahrnuje
právní problematiku s výstavbou a umístěním fotovoltaických elektráren.
Kapitola s názvem ,,Postavení výrobců vůči požadavkům požární prevence“ popisuje způsoby a možnosti nouzového odpojení fotovoltaického zařízení na objektech. Také je zde nastolena problematika s umisťováním na velkoplošných střechách z pohledu výrobců materiálů.
Kapitola s názvem ,,Fotovoltaické systémy z hlediska požární represe“ seznamuje s riziky při
požárech fotovoltaických elektráren na střechách. Dále uvádí rozdělení požárů na střechách
podle Generálního ředitelství HZS ČR. Kapitola také informuje o problematice zásahů JPO a
o rizicích spojených se stárnutím panelů v čase.
Kapitola s názvem ,,Závěr“ shrnuje poznatky z jednotlivých kapitol této práce a vyzdvihuje
nejdůležitější myšlenky.
Kapitola s názvem ,,Obsah příloh“ přibližuje tři případy skutečných požárů fotovoltaického
zařízení na střechách budov. Popisy různých typů požárů jsou doplněny o fotografie.
Stránka 2 z 36
2. Principy fotovoltaiky
2.1. Slunce jako zdroj energie
V době, kdy od prvních pokusů s elektrickou energií uplynula přes dvě staletí, existuje mnoho
způsobů jak elektrickou energii vyrábět. V současnosti se naše zraky upírají na vylepšení dosavadních metod výroby a na využití elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Jedním z nich
je i sluneční energie.
Slunce je nejbližší hvězda od Země a je centrálním tělesem naší sluneční soustavy.
Obrovské množství energie, které v sobě skýtá, je hnací silou pro Zemi a život na ní. Každou
sekundu probíhají na povrchu Slunce termonukleární reakce, které jsou zdrojem záření(1).
Šíření tohoto záření probíhá radiálně do okolního prostoru.
Výkon ozáření Sluncem a roční energie ozáření (energie = výkon x čas) se vztahuje
na osluněnou plochu a normuje se na čtvereční metr. Sluneční konstantou se nazývá výkon
slunečního záření dopadajícího svisle na atmosferický obal. Hodnota této konstanty je
1367 W/m2. Velikost konstanty se průchodem atmosféry snižuje. A to především z důvodu
odrazu, pohlcení nebo rozptylu záření o molekuly vzduchu, kapky vody nebo o pevné
mikročástice (2).
Velikost energie ze Slunce je proměnlivá. Záleží na teplotě, denní době a stavu podnebí.
Z toho důvodu dělíme sluneční záření na difuzní (zatažená obloha) a přímé (jasná obloha), jak
to znázorňuje obrázek č. 1 (2).
Obrázek č. 1 - Ztráty solárního záření při průchodu atmosférou
Stránka 3 z 36
Využití solárního záření může probíhat aktivním nebo pasivním způsobem. Za aktivní
využití se považuje výroba elektrické energie nebo výroba tepla pomocí solárních kolektorů.
Do pasivního využití spadá tepelná složka slunečního záření.
2.2. Fotovoltaický jev
Fotovoltaický jev objevil v roce 1839 francouzský fyzik Alexander Bequerel. Fyzikální děj je
charakterizován přeměnou energií, která probíhá nehlučně a bez spotřeby látek v solárně aktivních materiálech. Fyzikálně byl popsán až Albertem Einsteinem počátkem 20. století.
Slovo fotovoltaika vzniklo složením dvou slov. Z řeckého photo (= světlo) a od jednotky
elektrického napětí Volt (italský fyzik Alessandro Volta).
Termínem fotovoltaika je označována metoda přímé přeměny slunečního záření na elektřinu (stejnosměrný proud) s využitím fotovoltaického jevu. Přeměna probíhá na velkoplošném
polovodičovém prvku; tzv. ve fotovoltaickém článku. Pro termín fotovoltaický článek se běžně užívá spojení solární článek nebo FV článek (dále jen FVC).
Průběh transformace solárního elektromagnetického záření na elektrickou energii tkví
v dopadu fotonů1 na minimálně jeden P-N přechod. Tím jsou z ozářené vrstvy (materiál typu
N) vygenerovány elektricky negativně nabité částice, zatímco ve druhé vrstvě (materiál typu
P) převažují prázdná místa (tzv. díry), která snadno přijímají elektrony. V místě styku těchto
dvou vrstev vzniká P-N přechod. Mezi první a druhou vrstvou vzniká rozdíl potenciálů, který
lze naměřit jako elektrické napětí. Toto napětí se u krystalických solárních článků pohybuje
v rozmezí 0,6-0,7 V (měřeno při teplotě 25 °C). Uzavře-li se elektrický obvod, teče přes spotřebič elektrický proud (2). Zjednodušený princip je patrný z obrázku č. 2 (3).
1
Foton nebo také světelné kvantum. V kvantové fyzice se tak označuje nejmenší energetické množství elektromagnetického záření; (2)
Stránka 4 z 36
Obrázek č. 2 - Princip využití fotovoltaického jevu ve FV článku; (4)
Stránka 5 z 36
3. Složení fotovoltaického systému
Přesné definice, schematické zapojení a základní pojmy stanovuje ČSN 33 2000 7-712 (Elektrická instalace budov - Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech - Solární fotovoltaické (PV) napájecí systémy) (4).
3.1. Fotovoltaický článek
FV článek je základním prvkem u FVE, který může být při účinku světla či oslunění zdrojem elektrické energie (4). Na trhu existuje mnoho druhů solárních článků. Liší se svým tvarem, strukturou, vlastnostmi, barvou a výkonem. Nejběžnější, s podílem na trhu 86% (2), jsou
solární články na bázi krystalického křemíku. Typický rozměr článku je 10 x 10 cm a je schopen při maximálním výkonu vyrobit stejnosměrný proud velikosti až 3 A. Důležitou vlastností je, že s rostoucí teplotou klesá elektrický výkon článku. S tímto poznatkem se uvažuje
v hodnocení požárních rizik u fotovoltaických elektráren (dále jen FVE). V běžné praxi
se používá dělení fotovoltaických článků podle jejich vývoje na čtyři generace.
Obrázek č. 3 - Monokrystalický křemíkový článek
3.1.1. Dělení fotovoltaických článků podle vývoje
I. generace FV článků
Jedná se o nejběžnější a nejpoužívanější typy článků. Mohou být různých tvarů (kruhové,
čtvercové, obdélníkové, šestihranné). Základem je křemíková deska buď monokrystalická
nebo polykrystalická. Dosahují průměrné účinnosti běžně 15 až 17%, výjimečně se speciální
strukturou přes 21% (2), (3).
Stránka 6 z 36
II. generace FV článků
Jde především o tenkovrstvé články. Při výrobě těchto článků je nižší spotřeba materiálů,
avšak vyšší počáteční investiční náklady, se kterými museli výrobci bojovat. Příkladem jsou
články z amorfního a mikrokrystalického křemíku nebo směsné polovodiče označované
jako CIS nebo CdTe. Výhodou je možnost užití flexibilních materiálů při výrobě (kovové
nebo textilní fólie) a široká možnost aplikace. Nevýhodou je větší záběr solární plochy než je
pro stejný výkon potřeba u FVC I. generace (2), (3).
III. generace FV článků
Do této generace spadají systémy, které používají k separaci nábojů jiné metody než P-N přechod. Příkladem jsou polymerní nebo fotogalvanické články. Výroba těchto článků měla přinést ,,fotovoltaickou revoluci“. Hlavním cílem byla snaha maximalizovat využití energie dopadajících fotonů. Ovšem v současnosti se tyto články téměř nepoužívají. U těchto článků
nastávají problémy s nízkou účinností, krátkou životností a malou stabilitou vlastností (2), (5).
IV. generace FV článků
Fotovoltaické články této generace dosahují účinnosti až 41,1%. Děje se tak díky vícevrstvé
struktuře (dvoj až trojvrstvé články), která je doplněna o speciální čočku, která přispívá
až k 500 krát vyššímu osvětlení než u předchozích generací. Polovodiče jsou složeny ze směsi
germania a galium-india. Díky speciální struktuře dokážou využít celý rozsah slunečního záření (3).
3.1.2. Dělení fotovoltaických článků podle používání
Monokrystalické křemíkové články
Monokrystalický článek je uvažován jako primární druh FV článků. Účinnost se pohybuje
mezi 12-16%. Monokrystalická buňka má tvar černého osmiúhelníku. Přijímají pouze přímé
záření. Křemík je jednotné struktury. Znázornění na obrázku č. 3.
Polykrystalické křemíkové články
Druh těchto křemíkových článků se v praxi užívá nejvíce. Stupeň účinnosti je mezi 12-14%.
Polykrystalická buňka je zabarvena modře a má tvar čtverce. Přijímá pouze přímé záření.
Články mají sice nižší výkon, ale mají zase větší účinnost při osvětlení ze strany. Jsou vhodnější pro nepohyblivé instalace.
Stránka 7 z 36
Obrázek č. 4 - Polykrystalický křemíkový článek;
Zdroj: WEB Větrná energie s.r.o.
Amorfní články
Jsou vyráběny nejmodernějšími metodami nanášení slabovrstvé tloušťky křemíku do skleněného obalu nebo fólie. Nevýhodou je menší účinnost, proto ke stejnému výkonu jako u polykrystalických článků je potřeba zhruba 2,5 krát větší obsazená plocha FVP. Výhodou a i budoucností fotovoltaického průmyslu je zabudování amorfních článků do trubicových systémů (více viz Kapitola 3.2.).
Obrázek č. 5 - Amorfní panel;
Zdroj: WEB Větrná energie s.r.o.
3.2. Fotovoltaické panely
Fotovoltaické panely (tzv. moduly) jsou dalším článkem v popsání principu výroby elektrické
energie. Způsobem, jakým vyrábí elektřinu, chrání životní prostředí (4). Samostatný FV článek vyrábí malé množství napětí, proto se dělají sestavy solárních modulů v počtu 36 kusů
pro výstupní napětí 12 V nebo 48, 54, 60 a 72 kusů pro výstupní napětí 24 V. Mezi sebou jsou
články vzájemně propojeny sériově nebo i sériově-paralelně. Vše je hermeticky uzavřené
v krycích materiálech. Celá tato soustava je považována za fotovoltaický panel. Odolnost materiálů musí být vysoká vůči mechanickému nebo klimatickému poškození. Teplotní rozdíly
za běžných podmínek působící na panel jsou od - 40 °C do + 70 °C. Čelní deska se povětšiStránka 8 z 36
nou dělá z tvrzeného skla. Konstrukce bývá duralová nebo hliníková. Posouzení způsobilosti
konstrukce a schválení typu FV modulu je v České republice hodnoceno podle ČSN EN
61215 (6).
Obrázek č. 6 - Řez fotovoltaickým panelem; (3)
Výkon panelů se posuzuje jako nominální. Stanovuje se laboratorně při testech, kdy je panel vystaven energetické hustotě záření 1000 W/m2 při teplotě 25 °C a světelné spektrum odpovídá průchodu slunečního záření bezoblačnou atmosférou. Jednotkou nominálního výkonu
panelu, udávajícího špičkový výkon panelu za ideálního letního dne, je Wp 2. Výkon panelu
je uváděn i ve wattech (W) a pohybuje se v rozmezí 150 - 280 W. V literatuře se uvádí životnost panelů přibližně 25 let.
Typy FVP závisí na druhu použitých článků k jejich sestavě. Druhy panelů jsou tedy stejné
jako druhy FV článků. Nejrozšířenější jsou panely z článků na bázi technologie tlustých vrstev (monokrystalické a polykrystalické křemičité desky). Rozdíly mezi těmito panely a panely
z technologie tenkých vrstev (amorfní křemíkové desky) jsou ve výkonu za slunečného a zataženého dne. Tenkovrstvé technologie jsou účinnější za jasného dne, kdežto s rostoucí oblačností jejich účinnost klesá. Slabovrstvé panely mají stálý výkon i s větší oblačností, kdy je
záření rozptýlené. Budoucností fotovoltaických technologií jsou amorfní trubicové systémy.
Ty kombinují kladné vlastnosti předchozích uvedených panelů. Díky využívání technologií
válcových trubic zachycují solární záření v plném rozsahu 360°. Na elektrickou energii dokážou přeměnit přímé, ale i odražené a rozptýlené světlo. Další výhodou trubicových systémů je
přirozená cirkulace mezi jednotlivými prvky modulu. Tím se nezvyšuje provozní teplota
a panel si udržuje maximální výkon. Ukázku a princip těchto systémů přibližuje obrázek č.7
(3). Nevýhodou je jejich optická záměna za solární kolektory.
2
Wp = wattpeak = vyjadřuje maximální výkon ve wattech za ideálního letního dne
Stránka 9 z 36
Obrázek č. 7 - Princip amorfního trubicového panelu; (3)
Fotovoltaické panely se dají jednoduše zaměnit za solární kolektory. Děje se tak při
neznalosti problematiky nebo při složitých podmínkách požáru. Běžně jsou užívané typy
solárních kolektorů, které zprvu působí jako panely FVE. Záměna může být nebezpečná
při případných požárech pro hasiče, kteří kolektor
na ohřev teplé vody nepokládají
za ohrožující jejich životy, na rozdíl od panelů fotovoltaických (více viz Kapitola 6.). Solární
kolektory lze využívat k přitápění nebo k ohřevu vody. Solární panely nemají elektrické
vybavení, minimálně navyšují požární zatížení a nijak neovlivňují taktiku zásahu JPO (7).
Obrázek č. 8 - Trubicový fotovoltaický
panel; Foto: Ing. Michal Kratochvíl
Obrázek č. 9 - Solární kolektor na ohřev
vody; Zdroj: www.arsolar.cz
3.3. Fotovoltaické systémy
Fotovoltaické systémy jsou posledním a nejvyšším prvkem v členění výroby elektrické energie pomocí slunečního záření. Dají se rozdělit do čtyř skupin, kde závisí na jejich umístění
a na vzájemném propojení článků nebo panelů.
Stránka 10 z 36
I. Drobné aplikace
Každý z nás s tímto druhem FVS přišel už do styku. Jedná se o fotovoltaické články v kalkulačkách nebo sem patří solární nabíječky akumulátorů.
II. Síťové systémy (grid-on)
Jedná se o systémy nacházející se na střechách a fasádách objektů (rodinné, bytové, administrativní apod.). Dále sem spadají i fotovoltaické elektrárny na volné ploše. Grid-on systémy
musí být připojeny k distribuční síti. Připojení podléhá schvalovacímu řízení. Využití těchto
zařízení je dvojí. Buď se dají používat k výrobě elektrické energie pro vlastní spotřebu s možností prodeje přebytku do sítě, nebo se využívají výhradně za účelem prodeje vyrobené energie.
III. Ostrovní systémy (grid-off)
Umísťují se všude tam, kde není distribuční síť nebo kde nelze udělat elektrická přípojka.
Používají se k distribuci elektrické energie v odlehlých oblastech, k napájení osamělých zabezpečovacích zařízení nebo monitorovacích systémů. Elektrická energie vyrobená systémem
grid-off lze spotřebovávat přímo, nebo lze akumulovat v bateriích. Obě předchozí využití
lze také zkombinovat v hybridním systému.
IV. Fotovoltaika integrovaná do budov (Building Intergrated Photovoltaics, BIPV)
Fotovoltaické panely jsou integrovány do budovy a plní funkci fasád nebo střech objektů.
Jsou schopné propouštět dostatek světla a zároveň tepelně izolují a chrání objekt před nepříznivými vlivy. Vysoce sofistikovaný způsob BIPV mají vybudovaný v Japonsku, Německu
a Nizozemsku.
3.4. Elektrická instalace
Pro připojení fotovoltaické elektrárny k distribuční síti jsou potřeba připojovací skříň, měnič
(střídač) napětí, rozvaděč (elektroměrová skříň) a kabeláž pro vzájemné propojení. FV zařízení se skládá většinou z několika větví (tzv. stringů), které jsou svedeny do připojovací skříně
a jsou propojeny stejnosměrným vedením se střídačem. Sekce od přípojnice FV panelu přes
připojovací skříň až k měniči napětí se nazývá DC3 strana. Nachází se v ní pouze stejnosměrné napětí a proud. Pro tuto oblast se používají vodiče s označením DC. Od měniče napětí
3
DC = direct current = stejnosměrný proud
Stránka 11 z 36
po elektroměrnou skříň se používají kabely s označením AC4 (tzv. AC strana). Jedná se o oblast, kde teče střídavý proud a napětí (2), (4).
K zajištění bezpečnosti osob v blízkosti FV zařízení by měla elektroinstalaci provádět odborně způsobilá osoba. Veškeré elektroinstalace a příslušenství s ní spojená musí odpovídat
technickým požadavkům, které jsou na ně kladeny. Napájecí vodič je opatřen přístrojem
na proudovou ochranu, který je umístěn na straně AC od hlavního přívodu. Měnič napětí
ze strany DC musí být opatřen pojistkovým odpojovačem. Při projektování FV zařízení by
se měla minimalizovat celková délka vedení. Především stejnosměrná část by měla být
co nejkratší, z důvodu zajištění bezpečnosti osob. Stejnosměrná DC strana je i po odpojení
zařízení považována za živou, nebo-li činnou. Nelze ji vypnout a stále se v ní nachází napětí,
které je životu nebezpečné. Rozvodná zařízení elektrické energie, hlavní vypínače a živá část
musí být řádně označeny (více viz Kapitola 5.3.) (8).
Obrázek č. 10 - Schéma zapojení FVE; (9)
Vodiče využívané k účelům FVE musí odolávat působení očekávaných vnějších vlivů,
především klimatických - velké teplotní rozdíly, mechanické namáhání a UV záření. Problémem u elektroinstalací jsou následky vzniklé zkratem. Proto jedním ze způsobů zamezení
nežádoucího zkratu a uzemnění je oddělené vedení kladného a záporného vodiče v dvojité
izolaci (2), (3), (4).
Průřezy vodičů by měly být dimenzovány s dostatečnou rezervou. Používané kabely
ve stejnosměrné části musí být navrženy na napětí až 800 V. V praxi se často využívají solární kabely, které jsou konstruovány za účelem odolaní UV záření, povětrnostním vlivům a
4
AC = alternating current = střídavý proud
Stránka 12 z 36
mají velký teplotní rozsah (-55 °C až 125 °C). Vedení by nemělo být umístěno přímo
na střešní konstrukci, nýbrž by se mělo nacházet na konstrukci systému.
Obrázek č. 11 - Příklady používaných solární kabelů; Zdroj: www.elektrika.cz
3.5. Ochrana před bleskem
V běžných případech platí, že fotovoltaické systémy nezvyšují rizikovost zasažení objektu
bleskem. Přesto, převážně na žádost pojišťovatelů, je ochrana před bleskem v polohách
se zvýšeným výskytem bouřek doporučena. V sousedním Německu u FVE s výkonem
nad 10 kW je tato ochrana požadována (2). Při umísťovaní FVE na střechách objektů se musí
posoudit střešní plášť, konstrukce FV systému a systém ochrany před bleskem, zda vyhovují
technickým podmínkám vyhlášky č. 23/2008 Sb. (10). V našich podmínkách jsou zavedeny
dva druhy ochrany.
3.5.1. Vnější ochrana
Na šikmých střechách ji představují běžné bleskosvody umístěné na hřebenu a uzemněné
svody. Nosnou konstrukci FV systému stačí propojit s uzemňovacím vodičem. U plochých
střech se může využít stávající bleskosvod, který se zapojí obdobně jako u střech šikmých.
Případně se dodatečně instalují jímací tyče, které jsou uzemněny svody. Důležité je dodržení
ochranného úhlu jímací tyče, jinak se stává tento systém nestabilní (Obrázek č. 12).
U fotovoltaických systému, kde se neuvažuje s instalací bleskosvodů, je potřeba uzemnit měnič napětí a případně regulátor nabíjení (11).
Stránka 13 z 36
Obrázek č. 12 - Ochranný úhel jímací tyče bleskosvodu; (12)
3.5.2. Vnitřní ochrana
Tento způsob ochrany se zřizuje z důvodu zamezení škod od přepěťových špiček z rozvodné
sítě. Každý úder blesku v okruhu jednoho kilometru může vytvořit v elektrickém vedení přepětí. Druhou možností vzniku je indukce ve vodivých smyčkách při propojení jednotlivých
panelů. K zamezení vzniku případných škod od přepětí se uzemňuje kladný i záporný vstup
do střídače napětí. Jako přepěťová ochrana jsou používány různé druhy bleskojistek a moderním řešením se stává tzv. kombinovaná ochrana (11).
3.6. Nosné konstrukce pro umístění fotovoltaických elektráren
na střechách
Umístit fotovoltaické systémy lze prakticky na jakýkoliv typ střešní konstrukce, který má
vhodnou orientaci a dostatečnou únosnost. Jediné omezení nastává u střešních plášťů,
schopných po svém povrchu šířit požár, na které by se FVE neměly instalovat. Pro šikmé
střechy se používají mechanické konstrukce pevně spojené s konstrukcí střechy. Systém držáků FV panelů musí být odolný vůči vlivům vnějšího prostředí. Nejběžněji používaným materiálem pro jeho lehkost, dobrou zpracovatelnost a dostupnost je hliník. Na nosnou konstrukci
šikmé střechy jsou pomocí háků ukotveny horizontální příčné profily, které nesou samotné
panely. FV panely lze také instalovat, resp. integrovat do střešního pláště, kde zastávají plnou
funkčnost běžně užívaných střešních plášťů. Nosné systémy jsou pak řešeny s ohledem
na únosnost a tvar střechy a FV panelů.
Stránka 14 z 36
Obrázek č. 13 - Kotvení FVP na šikmé střešní konstrukci;
Zdroj: www.wintech.cz
Pro kotvení na šikmé střechy mnoho různých způsobů není, pouze se různě modifikuje mnou
popsaná varianta. Více možností nastává u kotvení na plochých střechách. Kotvící prvky FVP
se snaží přizpůsobit nezasahování do izolací střech samonosnými držáky a nezatěžovat příliš
stavbu svojí hmotností. Materiály používané k výrobě jsou hliník a plast (popř. kačírek
na přitížení).
Obrázek č. 14 - Plastové a hliníkové kotvící prvky na plochých střechách;
Zdroj: www.solartechnik-kropf.cz; www.hbsolar.cz
Stránka 15 z 36
4. Fotovoltaické systémy z pohledu požární prevence
4. Fotovoltaické systémy z pohledu požární
prevence
4.1. Legislativa
V České republice se výroba, stavba a provoz FV systémů řídí mnoha právními předpisy,
na které navazuje řada technických norem. Nejzákladnějšími jsou Metodická pomůcka Ministerstva pro místní rozvoj (13), energetický zákon (14), zákon o podpoře využívání obnovitelných zdrojů (15), stavební zákon (16), vyhláška o obecních požadavcích na využívání území
(17), vyhláška o podrobnější úpravě územního řízení a veřejnoprávní smlouvy (18), zákon
o požární ochraně(19), vyhláška o požární prevenci (8), vyhláška o technických podmínkách
požární ochrany staveb (10), nařízení vlády stanovující technické požadavky na elektrická
zařízení nízkého napětí (20), ČSN 33 2000-7-712 (4), ČSN EN 61215 (6), ČSN IEC 755 (21),
ČSN EN 60439 - 1 ed. 2 + Z1 (22), ČSN 33 2000 - 4 - 41 ed. 2 (23), ČSN 73 0804 (24).
Na FVS nelze aplikovat ČSN 73 0848 - Požární bezpečnost staveb - Kabelové rozvody. Je
chybným rozhodnutím projektantů tento předpis používat. Norma ČSN 73 0848 se nevztahuje na výrobny elektrické energie (3).
4.2. Podmínky pro umísťování a povolování fotovoltaických
systémů
Umístění a povolení stavby FVE závisí na několika podmínkách. Záleží, zda umístěná FVE
se nachází v obci s platným územním plánem, nebo v obci bez územního plánu. Další důležitou podmínkou je umístění v nezastavěném či zastavěném území. Dále svou roli hraje i velikost výrobny elektřiny. V neposlední řadě záleží na umístění na volné ploše, na zastavěném
stavebním pozemku nebo na stávající stavbě.
Zjednodušené dělení podle metodické pomůcky Ministerstva pro místní rozvoj (13):
I.
FVE, solární parky
A. Obec bez územního plánu
a. na pozemku v nezastavěném území
b. na pozemku v zastavěném území
Stránka 16 z 36
B. Obec s platným územním plánem
a. na pozemku v nezastavěném území
b. na pozemku v zastavěném území
II.
Menší FVS připojené na síť a ostrovní systémy instalované na zastavěném stavebním pozemku
III.
Menší FVS připojené na síť a ostrovní systémy instalované na stavbě
4.2.1. Fotovoltaická elektrárna umístěná v obci bez územního plánu
I. Na pozemku v nezastavěném území5
Na pozemky nezastavěného území nelze umístit FVE. Ve výčtu staveb podle § 18 odst. 5
stavebního zákona (16) se tento typ zařízení nenachází.
II. Na pozemku v zastavěném území6
V zastavěném území obce lze bez územního plánu, popř. bez jiného dokumentu nahrazující územní plán s vydáním územního rozhodnutí (lze nahradit veřejnoprávní smlouvou,
§ 76 (16)), umísťovat FV zařízení. Ovšem nesmí být stavbou FVE snížena kvalita životního prostředí nad limitní hodnoty. Užívání FVE vyžaduje kolaudační souhlas.
4.2.2. Fotovoltaická elektrárna umístěná v obci s platným územním plánem
I. Na pozemku v nezastavěném území
Na pozemky nezastavěného území nelze umístit FVE. Ve výčtu staveb podle § 18 odst. 5
stavebního zákona (16) se tento typ zařízení nenachází.
II.
Na pozemku v zastavěném území a v zastavitelné ploše7
Umístění FVE pouze v souladu s územním plánem obce a s vydáním územního rozhodnutí. popř. veřejnoprávní smlouvou. Posoudit a rozhodnout o umístění stavby může
i stavební úřad. Nesmí být však omezena hlavní funkce územního plánu (13). Užívání
FVE vyžaduje kolaudační souhlas.
5
Zákon č. 183/2006 Sb., § 2 odst. 1 písm. e) definuje nezastavěné území jako pozemky nezahrnuté do zastavěného území nebo zastavitelné plochy
6
Zákon č. 183/2006 Sb. definuje zastavěné území jako území vymezené územním plánem, popř. obec
bez územního plánu má zastavěné území, které bylo vymezeno k 1. září 1996
7
Zastavitelnou plochou dle zákona č. 183/2006 Sb. se rozumí taková plocha, která je možno v územním plánu
dané obce zastavět
Stránka 17 z 36
instalované na zastavěném stavebním pozemku
Menšími FVS se rozumí takové systémy, jejichž vyrobená elektrická energie je spotřebována
v dané lokální stavbě a případný přebytek prodán do distribuční sítě. Také to můžou být zařízení vyrábějící energii výhradně za účelem prodeje do distribuční sítě. Nebo se jedná o systémy vyrábějící elektrickou energii k zásobování staveb ve svém okolí, které nemají vybudovanou elektrickou přípojku. Podle stanoviska (13) jsou menší FVS posuzovány jako technická
zařízení stavby (jsou vnitřním/domovním zařízením stavby).
Umístění technického zařízení stavby je na pozemku (vně stavby). Instalovaný výkon FVE
musí být nanejvýš 20 kW (§ 103 odst. 1 písm. e) bod 9 (16)). Podle zmíněného stanoviska
realizace nevyžaduje stavební povolení ani stavební ohlášení. Nastává zde ovšem sporná situace, kdy se od FVE (jakožto od výrobny elektřiny) odměřuje vzniklé ochranné pásmo8, které
může zasahovat na sousední pozemky bez vědomí a souhlasu jejich vlastníků.
Užívání FVE nevyžaduje kolaudační souhlas ani oznámení o užívání stavby stavebnímu
úřadu.
instalované na stavbě
I tyto FVS se posuzují jako vnitřní zařízení stavby. Problematickým bodem jsou ovšem dodatečné instalace na stávající objekty. Je nutné provést začlenění dle § 81 stavebního zákona
(16), zda se jedná o změnu vlivu užívání stavby na území.
Ohlášení stavebnímu úřadu ani stavební povolení se nevyžaduje, pokud jsou dodrženy
podmínky o maximálním instalovaném výkonu 20 kW (§ 103 odst. 1 písm. e) bod 9 (16))
a jsou dodrženy i podmínky § 103 odst. 1 písm. d) (16). Na druhé straně je zde ovšem § 104
odst. 2 písm. a) (16), který vyžaduje ohlášení stavebnímu úřadu. V případě nesplnění výše
uvedených podmínek se postupuje dle obecného principu stavebního zákona, který vyžaduje
stavební povolení. Pokud je stavba provedena na základě ohlášení stavebnímu úřadu, tak potřebuje kolaudační souhlas k provozu. Oznámení stavebnímu úřadu nebo kolaudační souhlas
8
Ochranné pásmo zařízení el. soustavy = prostor v bezprostřední blízkosti tohoto zařízení určený k zajištění
jeho spolehlivého provozu a k ochranně života, zdraví a majetku osob § 46 odst. 1 (15)
Stránka 18 z 36
se nevyžaduje v případě provedení stavby podle § 103 stavebního zákona. Nastává zde ovšem
sporná situace s ochrannými pásmy jako v Kapitole 4.2.3.
4.2.5. Shrnutí podmínek pro umísťování a navrhování fotovoltaické
elektrárny
Z dělení podle umisťování solárních systémů vyplývá, že druhy FV zařízení podle stanoviska
Ministerstva pro místní rozvoj (25) nelze zařadit mezi stavby veřejné technické infrastruktury9, protože se podle energetického zákona jedná o výrobnu elektřiny. V § 2 odst. 2 písm. a)
bod 20 energetického zákona (14) je uvedeno: ,, energetické zařízení pro přeměnu různých
forem energie na elektřinu, zahrnující všechna nezbytná zařízení; výroba elektřiny o celkovém
instalovaném elektrickém výkonu 100 MW a více, s možností poskytovat podpůrné služby
k zajištění provozu elektrizační soustavy, je zřizována a provozována ve veřejném zájmu “.
Pro umístění FV systému je nutný soulad s platným uzemním plánem. Pokud ale výrobna
elektřiny má celkový instalovaný výkon menší než 100 MW, je možné její umístění v zastavěném nebo zastavitelném území a to za předpokladu dodržení územně plánovací dokumentace (25). Při umísťování menších FVE na stávající stavby se nevyžaduje, za dodržení podmínek uvedených v Kapitole 4.2.4, ohlášení stavebnímu úřadu ani stavební povolení. Vzniká tím
právní nejistota, která zatěžuje vlastníky sousedních pozemků ochrannými pásmy od FVE,
jakožto od výrobny elektřiny. V tomto případě se jedná o nejednoznačnou interpretaci stavebního zákona (16). Za zmínku stojí, že instalace slunečních kolektorů na ohřev vody na střešním plášti není nijak výjimečně omezena.
4.3. Požadavky požární ochrany na menší fotovoltaické systémy
umístěné na stavbě
Zařazení FVE do výroben elektřiny zamezuje uplatnění ustanovení § 18 odst. 6 stavebního
zákona (16). Proto se dále postupuje podle zákona o požární ochraně (19). Společně s tímto
zákonem se uplatňuje § 2 odst. 1 vyhlášky o technických podmínkách požární ochrany staveb
(10), kde je uvedeno, že stavba musí být umístěna a navržena tak, aby podle druhu splňovala
technické podmínky požární ochrany na:
9
Zákon č. 183/2006 Sb., § 2 odst. 1 písm. k) bod 2 definuje technickou infrastrukturu jako vedení a stavby
s nimi provozně související zařízení technického vybavení (např. vodovody, vodojemy, trafostanice, energetické
vedení, ..)
Stránka 19 z 36
 odstupové vzdálenosti a požárně nebezpečný prostor;
 přístupové komunikace a nástupní plochy;
 zabezpečení stavby či území jednotkami požární ochrany.
U fotovoltaických systémů na volném prostranství nebo u ostrovních zařízení se postupuje
dle ČSN 73 0804 (24). Druhy těchto FVE lze považovat za otevřená technologická zařízení,
od kterých je stanovena minimální odstupová vzdálenost 6,5 m. Tuto hodnotu lze snížit výpočtem.
Přístupové komunikace a nástupní plochy jsou nadefinovány v Příloze č. 3 vyhlášky (10).
Vjezdy na pozemky obestavěné, ohrazené nebo znepřístupněné pro příjezd požární techniky
musí být o minimální šířce 3,5 m a výšce 4,1 m. Každá neprůjezdná jednopruhová přístupová
komunikace delší než 50 m musí být na svém konci opatřena smyčkovým objezdem nebo
plochou umožňující otáčení vozidla. Nástupní plocha pro požární techniku se navrhuje 4 m
od hranice ochranného pásma takovým způsobem, který umožňuje příjezd a provedení zásahu
mimo ochranné pásmo.
Energetický zákon (14) udává, že kolem každé výrobny elektřiny musí být zřízena
ochranná pásma:
 ochranné pásmo výrobny elektřiny je vymezeno svislými rovinami vedenými
ve vodorovné vzdálenosti 20 m kolmo na oplocení nebo od vnějšího líce obvodového pláště výrobny elektřiny ((14); § 46 odst. 7);
 ochranné pásmo vzniká dnem nabytí právní moci územního rozhodnutí o umístění
stavby, pokud není podle stavebního zákona (16) vyžadován ani jeden z těchto dokladů, potom dnem uvedení zařízení elektrizační soustavy do provozu ((14); § 46
odst. 1);
 v ochranném pásmu je zakázáno bez souhlasu vlastníka zřizovat stavby nebo
umisťovat jakékoliv konstrukce ((14); § 46 odst. 8);
 v ochranném pásmu je zakázáno skladovat hořlavé a výbušné látky ((14); § 46
odst. 8);
 v ochranném pásmu je zakázáno provádět zemní práce či jakékoliv jiné činnosti
ohrožující spolehlivost výrobny elektřiny ((14); § 46 odst. 8);
 v ochranném pásmu musí být umožněn neustálý přístup k výrobně elektrické energie ((14); § 46 odst. 8).
Stránka 20 z 36
Požadavky požární ochrany (dále pouze PO) na elektroinstalaci jsou řešeny v Kapitole 3.4.
Označení hlavního vypínače elektrického proudu a označení rozvodného zařízení je nařízeno
§ 11 odst. 2 písm. f) vyhlášky č. 246/2001 Sb. (8).
Umístění střešních FVP nesmí znemožňovat odvětrání části nebo celého objektu. Dále nesmí omezit provoz, opravy a údržbu spalinových cest. Instalace zároveň nesmí bránit přístupu
jednotek požární ochrany při zásahu. FVP musí být zároveň instalovány tak, aby byl zajištěn
při maximálním výkonu dostatečný odvod tepla z daného místa (Příloha č. 3 bod 9; (10)).
Na dodatečně zateplené fasády budov expandovaným (pěnovým) polystyrenem a na střešní
plášť schopný šířit požár10 by se nemělo FV zařízení instalovat. Při dodatečném instalování
na střešní plášť stávajících objektů se postupuje podle skupiny změny staveb I. Zatřídění
do skupiny změny staveb I je podle čl. 3.3 písm. b) bodu 8) ČSN 73 0834 (26):
,,solární panely umístěné na střešním plášti stávajících objektů (zpravidla nad stojany LPG
a PHM), pokud jejich požární zatížení je do 5,0 kg . m-2 a navazující technologické zařízení je
v samostatném požárním úseku (solární panely umístěné mimo stavební objekty se požárně
nehodnotí).“
Při určování požárního rizika FV panelu se do celkového požárního zatížení započítávají
veškeré výrobky a zařízení s třídou reakce na oheň B až F včetně volně vedených vodičů. FV
panel se neuvažuje jako zdroj vzniku požáru. Běžný panel obsahuje cca 1,8 kg PET (polyethylen) a 0,5 kg fólie EVA (ethylen-vinil-acetát). To představuje zatížení zhruba 4,8 kg . m-2
normové výhřevnosti dřeva (cca 81,7 MJ) (27). Je paradoxem, že FVP se nehodnotí jako
zdroj vzniku požáru, ale z důvodu obsahujících hořlavých látek se oheň po něm šíří dobře.
Pokud je střešní plášť schopný šířit požár, musí být užity kabely FVS s třídou reakce na oheň
B2cas1,d0. Do celkového požárního zatížení tyto vodiče už nezapočítáváme. V čl. 12.2.5.1
písm. b) ČSN 73 0804 (24) je uvedeno, že prostupy kabelů požárně dělícími konstrukcemi
musí být požárně utěsněny plně v souladu s článkem 6.2 ČSN 73 0810 (4/2009 + Z1: 5/2012
+ Z2: 2/2013). Příklady správně provedeného utěsnění kabeláže certifikovaným výrobcem
znázorňuje Obrázek č. 15.
10
Střešní plášť schopný šířit požár má povrchovou vrstvu z materiálů třídy reakce na oheň B - F (materiály šířící
požár). Střešní plášť schopný šířit požár se nesmí umísťovat do požárně nebezpečného prostoru.
Stránka 21 z 36
Obrázek č. 15 - Příklady prostupů kabelových tras; Zdroj: HILTI ČR spol. s r.o.;
Legenda: protipožární rukáv (vlevo), protipožární pěna (vpravo)
4.4. Problematika začlenění fotovoltaické elektrárny podle
požárního nebezpečí
Obecně je problematické určit, do jaké kategorie provozované činnosti je možné zařadit FVE
podle požárního nebezpečí. Vyhláška o požární prevenci (8) uvádí v § 18 písm. a) a b) popis
podmínek a činností u zařízení, které se zatřiďují do kategorie složitých podmínek pro zásah.
I když FV zařízení není přímo uvedeno ve výčtu staveb v závorce tohoto paragrafu, lze jej
tam nepřímo začlenit. Výše zmíněná vyhláška specifikuje složité podmínky pro zásah
za okolností, kdy jsou tyto činnosti provozovány ,, ...v prostorách a zařízeních, kde by vstup
nebo činnost jednotky požární ochrany bez upozornění na zvláštní nebezpečí nebo postup hašení znamenal ohrožení zdraví a životů hasičů ...“. Podle § 4 odst. 2 písm. j) zákona o požární
ochraně (19) se zařízení se složitými podmínkami pro zásah zařazují do skupin provozovaných činností se zvýšeným požárním nebezpečím. Jelikož ve výše uvedené legislativě není
nikde uveden pojem fotovoltaický systém, nelze ho považovat za právoplatný. Provozovatel
FVE by měl problematiku konzultovat s místně příslušným HZS ČR, který by měl provozovateli vydat písemné stanovisko sdělující, zda se jedná o zásah s běžnými podmínkami
či nikoliv. Posouzení by mělo být vydáno v součinnosti se zástupci odboru prevence a odboru
IZS a výkonu služeb.
Stránka 22 z 36
5. Postavení výrobců vůči požadavkům požární ochrany
5. Postavení výrobců vůči požadavkům
požární ochrany
Požární ochrana se snaží minimalizovat následek případného požáru při instalaci a používání
FV zařízení. Těmto požadavkům se více či méně snaží vyhovět i výrobci FVS. Výrobci musí
FV zařízení a jeho komponenty (např. panely, střídače napětí, rozvodnice) podrobovat zkouškám posouzení shody, které je určeno nařízením vlády č. 17/2003 Sb. (20). Některé součásti
zařízení jsou vyráběny za účelem trvalého zabudování do stavby. Z toho důvodu musí splňovat další právní požadavky na mechanickou odolnost, požární bezpečnost, životní prostředí
a další (28).
Požární rizika FV zařízení na střechách vznikají převážně ze dvou hlavních důvodů.
Buď ze vzniklého zkratu, který může mít mnoho příčin, nebo z důvodu požáru stávajícího
objektu. Požár FVS je spíše sekundární záležitostí. Příčiny vzniku zkratu mohou být
např. porucha výrobku, neodborně provedená instalace, přepětí, zásah bleskem, živelná pohroma typu vichřice nebo povodní. Aby se při krizových situacích zamezilo ohrožení osob,
ohrožení zasahujících hasičů a minimalizovaly se škody na majetku, snaží se výrobci vyvíjet
různá bezpečnostní, odpojovací nebo nouzová zařízení. Jsou jimi:
 technologie SolarEdge;
 technologie mikroměničů.
Při instalacích FVE na plochých střechách o výměrách 20 000 m2 i 30 000 m2 (příkladem
mohou být skladové haly poblíž hlavních dopravních tahů na našem území) se zohledňuje § 7
vyhlášky o technických podmínkách požární ochrany (10). Vzniká tím požadavek na členění
střešního pláště, který je schopen šířit po svém povrchu požár. Vzniklé plochy nesmí přesáhnout 1500 m2. Oddělovací pásy musí mít minimální šířku 2000 m a nesmí šířit požár (s klasifikací BROOF(t3)). Instalace FVE musí zmíněné členění dodržovat a navíc vedené kabeláže,
procházející přes oddělovací pásy, nesmí po svém povrchu šířit požár (klasifikace B2cas1,d0).
Popsanou metodiku doplňuje obrázek č. 16. Pokud je střešní plášť tvořen z konstrukcí druhu
DP1 nebo vykazuje klasifikaci BROOF (t1) členit se nemusí a může tvořit plochy větší jak
1500 m2.
Stránka 23 z 36
Obrázek č. 16 - Velkoplošná střecha s instalovanou FVE
5.1. Technologie SolarEdge
Jedná se o izraelskou technologii, která se měla původně instalovat za účelem zlepšení výkonu FVP. Systém je založený na tzv. optimalizátorech výkonu. Pomocí těchto jednotlivých
zařízení jsou sériově propojeny panely. Při mimořádné situaci, kdy je proud na straně AC
vypnut v rozvaděči, optimalizátory automaticky sníží napětí v živé části (DC strana) na bezpečnou úroveň. Nevýhodou je relativně nákladná pořizovací cena jednoho optimalizátoru,
který se dá instalovat na jeden až dva FVP. S tím souvisí i pracnější zapojení celého systému.
5.2. Technologie mikroměničů
Mikroměnič je nejmladší technologií ve fotovoltaice. Jedná se o zařízení, které se připojuje
ke každému FV panelu a mění stejnosměrný proud (DC) vyrobený v panelu na střídavý (AC),
který je distribuován do sítě. Nestabilní živá část vedení (DC strana) je minimalizována
a přímo od panelů teče bezpečný střídavý proud.
5.3. Central stop a total stop
V případě požáru nebo při mimořádné události musí být od roku 2009 umožněno vypnutí
elektrické energie v objektu. Děje se to z důvodu zajištění bezpečnosti osob a zasahujících
hasičů. Pro bezpečné a rychlé odpojení musí být navrženy kabelové trasy a příslušná zařízení.
Centrální vypnutí elektrických zařízení v objektu a zároveň ponechání plně funkčního požárně
bezpečnostního zařízení zajišťuje CENTRAL STOP. V případě potřeby musí být umožněno
i totální odpojení veškerých zařízení v objektu, což zajišťuje TOTAL STOP. Vypnutí total
Stránka 24 z 36
stop musí být chráněno proti nechtěnému odpojení. Kabelové trasy k ovládání vypínacích
prvků musí být navrženy proti mechanickým a tepelným účinkům. Vypínací zařízení musí být
snadno dostupné. K tomu slouží i označení s textovou tabulkou ,,total stop“ a ,,central stop“
(29).
Vypínací prvky CENTRAL STOP a TOTAL STOP nelze umisťovat do nevypnutelné
části (DC strana) FV elektrárny.
Obrázek č. 17 - Příklady vypínacích prvků; (7)
Stránka 25 z 36
6. Fotovoltaické systémy z hlediska požární represe
6. Fotovoltaické systémy z hlediska
požární represe
6.1. Požární rizika fotovoltaických elektráren na střechách
Při požárech FVS na střešních konstrukcí se vyskytují tyto druhy nebezpečí (5), (30):
 přítomnost stejnosměrného napětí a proudu;
 nebezpečí úrazu elektrickým proudem a popálení;
 požár se šíří z panelu na panel, elektrickou instalací, hořlavými částmi konstrukce, izolací, krytinou, prachem, dutými stavebními konstrukcemi;
 vysoká teplota postižených oblastí;
 vznik toxického kouře;
 explozivní hoření panelů (viz Příloha č. 2);
 ztráta nosnosti konstrukcí panelů a jejich zřícení, odpadávání krytiny, ztráta
stability konstrukce a její zřícení;
 odpadávaní a sesunutí panelů ze střešní konstrukce.
Rozmístění panelů, hořlavost jejich konstrukce, typ a hořlavost konstrukce střechy a hořlavost střešního pláště (popř. krytiny) má podstatný vliv na rozvoj a šíření požáru. Výše uvedené druhy nebezpečí nejsou ovšem spojeny pouze s požáry. Mohou nastat i rizika z větrných
katastrof (nárazové větry, vichřice). Panely zůstávají stále pod napětím, i když jsou odtrženy
od nosné konstrukce, popř. mohou viset či padat z konstrukce střechy. Nebezpečí mohou nastat také při povodních. Střecha s instalovanou FVE vyrábí elektrický proud a komponenty
výrobny umístěné v dostupné výšce jsou zaplaveny. Bez použití speciálních technologiích
uvedených v Kapitole 5. není možné živou část elektrárny odpojit, případně vyzkratovat.
6.2. Rozdělení požárů střech s fotovoltaickými systémy
Podle Metodického listu GŘ MVČR (30) se rozdělují požáry střech s FV systémy následně:
I.
Požár elektroinstalace FV systému, zejména měničů nebo jistících prvků v rozvodech AC. Ty však většinou nejsou součástí konstrukce střechy. K požáru se přistupuje jako při hoření elektrických zařízení pod elektrickým proudem. K hašení
se používají nevodivá hasiva (CO2 nebo práškové přenosné hasící přístroje). Popřípadě se může aplikovat voda nebo pěna. Příklady požárů FVS sportovní haly
Stránka 26 z 36
v Berouně (viz Příloha č. 2) nebo skladové haly ve Všechromech (viz Příloha č. 3)
ukázaly, že za určitého dodržení bezpečnostních podmínek (vzdálenost, necelistvost
vodního paprsku, odtok hasiva) lze vést zásah i těmito zmíněnými hasivy - voda,
pěna;
II.
III.
Požár střešní konstrukce s FV panely a rozvodných kabelů mezi nimi;
Požár budovy, na které je umístěn FV systém.
6.3. Problematika z hlediska zasahujících hasičů
Po příjezdu jednotek požární ochrany na místo požáru FVE na střešní konstrukci nastává
mnoho nejasností a problémů. To vede ke zpomalení zásahu, k ohrožení životů hasičů
a ke zvětšení rozsahu případných škod. Zasahující hasiči se setkávají s následujícími nebezpečími (19), (30), (31).
 nerozpoznání přítomnosti FVE v objektu;
 nemožnost okamžitého rozpoznání solárních kolektorů na ohřev vody (běžně vedený
zásah - žádné nebezpečí) od FV panelů (hrozící nebezpečí pro zasahující hasiče);
 hasiči neznají typ, velikost FVE a její členění (tj. umístění rozvaděčů, měničů napětí,
ovládacího zařízení, velikost a umístění nebezpečné stejnosměrné části vedení, trasy
rozvodů vedení);
 při požáru zaniká možnost manuálního odpojení panelů pomocí rychlospojek z důvodu neznalosti a různorodosti zapojení těchto zařízení;
 i po odpojení střídače zůstává DC strana stále pod napětím;
 nemožnost chození po panelech FVE;
 nemožnost rozebírání jednotlivých panelů v průběhu požáru z důvodu ohrožení stejnosměrným proudem;
 hašení pod napětím;
 nezjistitelnost majitele FVE - komplikace při předávání místa zásahu;
 nevhodné nástupní plochy pro výškovou požární techniku ;
 při rozsáhlých požárech, kdy dojde ke zřícení objektu, na kterém je instalovaná FVE,
a zároveň nedojde k dostatečnému porušení panelů zavalením nebo zasypáním - můžou být určité části FVE stále aktivní.
Stránka 27 z 36
Hašení požárů FVE se řídí podle Metodického listu č. 14 kapitoly N Bojového řádu jednotek požární ochrany (30).
6.4. Navrhnutá opatření
Nebezpečí uvedená v Kapitole 6.3. vedou ke zpomalení zásahu a k ohrožení životů zasahujících hasičů. Hasiči vidí problém v nejednotném provedení instalace FVS, v chybějícím označení druhu FVE, neúplném označování komponentů a jednotlivých zařízení a neznalosti polohy umístěného měniče, DC strany a dalších zařízení. Velký problém je i v tzv. ,,černých“ nepovolených stavbách. Jednotnost zapojení, správné označování a hlavně jednotný výklad legislativy o fotovoltaice by řešení případných nejasností, sporů a požárů FVE zjednodušily.
6.5. Riziko spojené se stárnutím fotovoltaického panelu
Zajímavé zjištění přinesl výzkum, kdy se termokamerou kontroluje funkčnost FV panelů
spuštěných do provozu před několika lety. Výrobci deklarují ztrátu účinnosti o 20% proti
původnímu stavu za 25 let provozu. Ale už po 3 až 5 letech se ukázal vysoký lokální nárůst
teploty na některých panelech (viz Obrázek č. 18). Tento nepříznivý jev vede ke snížení
účinnosti panelu a razantně navyšuje riziko požáru (32).
Obrázek č. 18 - Pohled termokamerou na FVP za provozu; (32)
Stránka 28 z 36
7. Závěr
7. Závěr
Záměrem této práce bylo seznámení se s fotovoltaickými systémy a analýza požární problematiky fotovoltaických elektráren na střešních konstrukcích z různých hledisek - požární prevence, výrobci a požární represe.
Principy výroby elektrické energie fotovoltaickou elektrárnou tkví ve fyzikálním jevu objeveném v 19. století. Fotovoltaika jakou ji známe dnes, byla původně vesmírnou technologií,
kterou díky výrobě elektrické energie měly být zásobovány moduly vysílané do kosmu. Postupným nárůstem spotřeby elektřiny v síti, zlepšováním technologií a dotačními programy
se stala důležitým zdrojem elektrické energie pro lidstvo.
Fotovoltaická elektrárna je tvořena měničem napětí, připojovací skříní, rozvaděčem, kabeláží a hlavně sériovým nebo sériově-paralelním propojení panelů, které tvoří vzájemně propojené fotovoltaické články. S množstvím propojených fotovoltaických panelů narůstá velikost
vyrobené elektrické energie. Fotovoltaická elektrárna se dá rozdělit na živou část, kterou nelze vypnout (stejnosměrné napětí) a neživou část (střídavý proud), kterou lze odpojit. Důležité
je, aby instalaci fotovoltaické elektrárny prováděli odborníci, kteří používají kvalitní materiály a zařízení vyhovující platným normám na našem území.
Do fotovoltaického systému se dají nainstalovat technologie pro zajištění bezpečnosti živé
části (SolarEdge, mikroměniče napětí) ovšem za navýšení investice. Nouzové vypínače central stop a total stop nelze umisťovat do živé nevypnutelné části.
Problematika legislativy v umisťování fotovoltaické elektrárny tkví v zařazení FVE
do výroben elektrické energie, na které se vztahují ochranná pásma. Ze stejného důvodu nelze
při projektování FVE vycházet z normy ČSN 73 0848 (29). Situace se navíc komplikuje tím,
že stavební (16) a energetický zákon (14) pojednávají o problematice fotovoltaické elektrárny
nejednoznačně.
Z hlediska požární prevence při stavbě fotovoltaické elektrárny narůstají nároky na nástupní plochy, příjezdové komunikace a na umístění. Pozornost by se měla věnovat nedostačujícímu označování FVE a jejího zařízení, zejména u instalací na střešních konstrukcích.
Samostatnou problematikou je stárnutí panelů fotovoltaické elektrárny. Výrobci deklarují
jejich 80% účinnost po 25 letém provozu. Bohužel kontrola panelů pomocí termokamery
Stránka 29 z 36
7. Závěr
po dvou až tří letech provozu ukázala u některých z nich jiné hodnoty. V některých částech
jednotlivých panelů docházelo k lokálnímu nárůstu teploty (až o 10°C), tudíž ke snižování
výkonu a navýšení rizika požáru.
Fotovoltaický panel představuje zatížení zhruba 4,8 kg/m2 normové výhřevnosti dřeva.
Samotný FV panel se jako příčina vzniku požáru většinou neuvažuje. Při dostatečně intenzivním požáru se oheň šíří principem z panelu na panel. Rizika pro hasiče jsou velká. Plynou
především z nemožného vypnutí fotovoltaické elektrárny, kdy ani po shození hlavního vypínače elektrického proudu není bezpečně zajištěna živá část FVE. Zkušenosti ze zásahů umožňují hašení hasebními látkami jako jsou CO2, prášek, ale i pěna a voda. Poslední dvě jmenovaná hasiva se užívají pouze za dodržení podmínek necelistvosti vodního paprsku, zajištění
bezpečného odtoku hasiva a dostatečné vzdálenosti od hořícího zařízení. Dosavadní požáry
fotovoltaických panelů ukázaly, že mohou nastat jejich lokální exploze, které jsou doprovázeny ohlušující ránou. Nehrozí však vylétávání materiálu do okolí. Hasiči by ocenili kvalitní
a dostatečné označení FVE a jejího zařízení. V případě požáru jim zpomaluje zásah nerozpoznatelnost fotovoltaických panelů od solárních kolektorů, které se naopak nepovažují za rizikové.
Úplně na závěr bych chtěl konstatovat, že umísťování fotovoltaických elektráren na střechách objektů s sebou přináší problémy, které jsou vyvolané především nejednotností legislativy a nestanovením jednotné metodiky, která by platila celoplošně. Vše závisí na individuálním přístupu majitele fotovoltaické elektrárny a na individuálním posouzení dotčených orgánů (např. místně příslušného HZS ČR). S tím jsou spojena i rizika při požáru fotovoltaického
zařízení, která mohou vést ke zpomalení hasebního zásahu nebo k ohrožení životů osob, vyskytujících se v blízkosti FV systému.
Stránka 30 z 36
7. Závěr
Seznam použité literatury
1. Ottova všeobecná encyklopedie. Praha : Ottovo nakladatelství - Cesty Praha, 2003. 1. ISBN
80-71781-959-X.
2. HASELHUHN, Ralf. Fotovoltaika: Budovy jako zdroj proudu. Ostrava : HEL, 2010. 1.
ISBN 978-80-86167-33-6.
3. HOŠEK, Zdeněk. Požární bezpečnost fotovoltaických systémů I. Praha : Časopis 112,
2011. 4.
4. ČSN 33 2000-7-712 - Zařízení jenoúčelová a ve zvláštních objektech - Solární
fotovoltaické (PV) napájecí systémy (3/2006) + Z1 (11/2006). Praha : ÚNMZ.
5. POŠÍK, Štěpán. Nebezpečí při zásahu na objekt s fotovoltaickou elektrárnou. Ostrava :
Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství,
Katedra požární ochrany a ochrany obyvatelstva, 2010.
6. ČSN EN 61215 Fotovoltaické (PV) moduly z krystalického křemíku pro pozemní použití Posouzení způsobilosti konstrukce schváleného typu. Praha : ÚNMZ, 1/2006.
7. KRATOCHVÍLl, Petr a KRATOCHVÍLl, Michal. Prezentace Elektro + FTV + Solar.
Praha : Kratochvíl, Petr; Kratochvíl, Michal, 2011.
8. Vyhláška č. 246/2001 Sb., o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního
požárního dozoru (vyhláška o požární prevenci).
9. HOŠEK, Zdeněk. Prezentace na konferenci Energie pro budoucnost. Požární bezpečnost Fotovoltaické systémy. Praha : Ministerstvo vnitra - generální ředitelství HZS ČR, 2010.
10. Vyhláška č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb ve znění
vyhlášky č. 268/2011 Sb. .
11. HENZE, Andreas a HILLEBRAND, Werner. Elektrický proud ze slunce: Fotovoltaika
v praxi. Ostrava : HEL, 2000. ISBN 80-86167-17-7.
12. PETRÁK, Josef. Prezentace. Obnovitelné zdroje elektrické energie - fotovoltaické
elektrárny. Hradec Králové : HZS Královéhradeckého kraje, 2011.
Stránka 31 z 36
7. Závěr
13. Metodická pomůcka Ministerstva pro místní rozvoj k umisťování, povolování a užívání
fotovoltaických staveb a zařízení. Fotovoltaika . 2009.
14. Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických
odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon), ve znění pozdějších předpisů.
15. Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie a o
změně některých zákonů (zákon o podpoře využívání obnovitelných zdrojů), ve znění
pozdějších předpisů.
16. Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění
účinné od 1. ledna 2013.
17. Vyhláška č. 501/2006 Sb., o obecních požadavcích na využívaní území, ve znění
pozdějších předpisů.
18. Vyhláška č. 503/2006 Sb., o podrobnější úpravě územního řízení a veřejnoprávní
smlouvy.
19. Zákon č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů.
20. Nažízení vlády č. 17/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na elektrická
zařízení nízkého napětí .
21. ČSN IEC 755 Všeobecné požadavky pro proudové chrániče. Praha : ÚNMZ, 5/1994.
22. ČSN EN 60439 - 1 ed. 2 (5/2007) + Z1 Rozvaděče nn - Část 1: Typově zkoušené a
částečně typově zkoušené rozvaděče (9/2011). Praha : ÚNMZ.
23. ČSN 33 2000 - 4 - 41 ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí - Část 4 - 41: Ochranná
opatření pro zajištění bezpečnosti - Ochrana před úrazem elektrickým proudem (8/2007) + Z1
(4/1010). Praha : ÚNMZ.
24. ČSN 73 0804 - Požární bezpečnost staveb - Výrobní objekty (2/2010) + Z1 (2/2013).
Praha : ÚNMZ.
25. Metodická sdělení Ministerstva pro místní rozvoj . Fotovoltaická elektrárna. 2010.
Stránka 32 z 36
7. Závěr
26. ČSN 73 0834 - Požární bezpečnost staveb (3/2011) - Změny staveb + Z1 (7/2011) + Z2
(2/2013). Praha : ÚNMZ.
27. KRATOCHVÍL, Václav, NAVAROVÁ, Šárka a KRATOCHVÍL, Michal. Požárně
bezpečnostní zařízení ve stavbách. Ostrava : Sdružení požárního a bezpečnostního
inženýrství, 2011. ISBN 978-80-7385-103-3.
28. HOŠEK, Zdeněk. Požární bezpečnost fotovoltaických systémů II. Praha : Časopis 112,
2011. 6.
29. ČSN 73 0848 - Požární bezpečnost staveb - Kabelové rozvody. Praha : ÚNMZ, 4/2009.
30. Požáry střešních konstrukcí s fotovoltaickým systémem. Bojový řád jednotek požární
ochrany - taktické postupy zásahu, Metodický list číslo 47 P. Praha : Ministerstvo vnitra generální ředitelství Hasičského záchranného sboru České republiky, 2012.
31. KOPAČKA, Josef. Požár fotovoltaické elektrárny a řešení požárního zásahu v
Plzeňském kraji. Ostrava : Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, Fakulta
bezpečnostního inženýrství, Katedra požární ochrany a ochrany obyvatelstva, 2012.
32. JABŮREK, Petr. Prezentace. Fotovoltaická elektrárna & HASIČI. Praha : Pražská
energetika, 2012.
Stránka 33 z 36
Přílohy
Přílohy
Příloha č. 1 - Požár fotovoltaické elektrárny na hospodářské
budově v Tisimicích
Dne 17. března 2013 v 13,30 byl nahlášen požár FV panelů na střeše hospodářské budovy na
Kolínsku. Hořela celá střecha o rozměrech 25 m x 10 m. Zásah stěžovaly instalované FVP a
pod střechou uskladněná sláma. Hasiči dostali požár pod kontrolu po půl hodině zásahu. Poté
probíhaly dohašovací práce a rozebírání střešní konstrukce. Nebyl nikdo zraněn a škoda byla
odhadnuta na 2 mil. korun. Příčina vzniku požáru zůstává v šetření.
Obrázek č. 19 - Vedení zásahu na hospodářský objekt s FVE; Zdroj:
www.pozary.cz
Obrázek č. 20 - Způsobené škody požárem
na zařízení; Zdroj: www.pozary.cz
Stránka 34 z 36
Přílohy
Příloha č. 2 - Požár fotovoltaické elektrárny na sportovní hale
v Berouně
Dne 12. října 2012 byl nahlášen požár vzduchotechniky a střechy ve sportovní hale Eden v
Berouně. Byl vyhlášen druhý stupeň požárního poplachu a na místo bylo vysláno několik
JPO. Zásah byl veden na střechu, kde byla nainstalována FVE, pomocí útočných proudů na
střední pěnu a vodu. Oheň poškodil čtvrtinu střechy, čtvrtinu FV zařízení, čelní štítovou stěnu
a podhledy. Škoda dosáhla hodnoty 15 mil. korun a příčina je nejasná. Zajímavostí byly nepřetržité a velice se rozléhající exploze jednotlivých panelů během požáru (viz internetový
odkaz http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=sLaQzDT8K7A).
Obrázek č. 21 - Požár FVE v plném rozsahu;
Zdroj: www.pozary.cz
Obrázek č. 22 - Vedení hasebního zásahu hasivem
(střední pěna); Zdroj: www.pozary.cz
Obrázek č. 23 - Nenávratně poškozená FVE požárem; Zdroj: www.pozary.cz
Stránka 35 z 36
Přílohy
Příloha č. 3 - Požár fotovoltaické elektrárny na skladové hale
ve Všechromech
Požár byl nahlášen na operační středisko HZS ČR 12. srpna 2012 v 10,30. Jednalo se o požár
FV panelů a izolace na části skaldové haly o rozměrech 520 m x 100 m. Hasiči vedli zásah
třemi útočnými proudy. Po jedenácté hodině byl požár pod kontrolou. Požárem byla zasažena
plocha o přibližných rozměrech 20 m x 20 m. Z důvodu vyloučení případného šíření požáru
byla střecha zkontrolována termokamerou. Příčina požáru je stále v šetření. Včasným zásahem byl zachráněn majetek v hodnotě 500 mil. korun. Způsobená škoda činila 1 mil. korun.
Obrázek č. 24 - Rozsah škod způsobených požárem FVE; Zdroj: HZS Středočeského kraje
Obrázek č. 26 - Ohořelý světlík z důvodu nedostatečných odstupových vzdáleností; Zdroj: HZS
Středočeského kraje
Obrázek č. 25 - Poničené FV panely následkem
vysokých teplot; Zdroj: HZS Středočeského kraje
Obrázek č. 27 - Popraskaný FV panel následkem
vysokých teplot; Zdroj: HZS Středočeského kraje
Stránka 36 z 36

České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební

Transkript

Podobné dokumenty

ČSN P CEN/TS 45545