Villanyszerelők Lapja

Tűzvédelem

A tűzálló kábelrendszerek létesítésének néhány kérdése

2018. augusztus 7. | Kruppa Attila |  126 | |

A tűzálló kábelrendszerek létesítésének néhány kérdése

A tűzálló kábelrendszerek létesítésének egyértelmű kötelezettsége Magyarországon először a 9/2008. ÖTM rendeletben jelent meg. Bár az utóbbi tíz évben sok ilyen rendszer készült, és ma már bizonyosan állítható, hogy a téma szerves részévé vált a villamos és a tűzvédelmi szakemberek életének, az nem jelenthető ki, hogy megszűntek volna a vitás kérdések. Cikkünkben ezek közül foglalkozunk néhánnyal.

Tűzálló, működőképesség-megtartó vagy funkciótartó?

Minden szakterület születését a fogalmak, szakkifejezések formálódása követi, így történt ez a tűzálló kábelrendszerek esetében is. A német nyelvterületen – ahonnan e műszaki megoldást a hozzá tartozó szabályrendszerrel együtt más országokhoz hasonlóan mi is átvettük – a „működőképesség-megtartó” (Funktionserhalt) elnevezéssel illetik ezeket, és az angol terminológia (function maintenance) is hasonló. A téma magyarországi megjelenésekor a hazai szaknyelv a német kifejezések tükörfordítására támaszkodott, amelyet azonban hamarosan az egyszerűbb és szemléletesebb „tűzálló” megnevezés váltott le, és ez a szakkifejezés, a „tűzálló kábelrendszer” került be az Országos Tűzvédelmi Szabályzat fogalmai közé is. Ez tehát egy egzakt megnevezés, és a leghelyesebb így hivatkozni azokra a villamos vezetékrendszerekre, amelyek feladata, hogy tűz esetén különböző tűzeseti fogyasztók működtetését lehetővé tegyék. Természetesen elfogadható a „működőképesség-megtartó kábelrendszer” vagy a „funkció(meg)tartó kábelrendszer” használata is, de ez semmiképp nem nevezhető szakszerűbbnek, egyértelműbbnek, mint a „tűzálló kábelrendszer”.

Miért csak egyféle műszaki megoldást emlegetünk, holott tűzálló kábelrendszert többféle módon is kialakíthatunk?

Nemcsak a hazai, hanem a nemzetközi szakirodalom nagy része is az ún. „integrált tűzállóságú kábelrendszerek”-re koncentrál, melyeket tűzálló kábel és tűzálló kábeltartó-szerkezet együttese alkot.

Az integrált tűzállóságú kábelrendszereknek két fő alkotóeleme a tűzálló kábel és a tűzálló kábeltartó szerkezet. Az elnevezésben az „integrált” jelző arra utal, hogy a kábel, illetve a tartószerkezet kialakításánál fogva tűzálló, így a tűzvédelmi intézkedés nem különíthető el a kábeltől, illetve a tartószerkezettől.

A tűzálló kábelrendszerek kialakításának egyéb módja is van – pl. a nem tűzálló kábelrendszer beburkolása speciális, e célra szolgáló tűzvédelmi anyagokkal –, és ezért igazságtalannak, netán szándékos torzításnak tűnhet az, hogy ezekről lényegesen ritkábban esik szó. Ez az „aránytalanság” azonban nem annak eredménye, hogy a különböző gyártók mennyire hatékonyan képesek saját érdekeiket, termékeiket képviselni (bár a szándék kétségtelenül megvan erre…), hanem a gyakorlat visszatükröződése. Hiába lehet ugyanis kiváló tűzállóságot biztosítani a kábel földárokba fektetésével, ha például az épület 3. emeletén nincs annyi föld, ami ezt lehetővé tenné. Ez a viccesnek szánt megjegyzés arra kívánja felhívni a figyelmet, hogy az egyes műszaki megoldások alkalmazásának számos feltétele van, amelyekre tekintettel kell lenni a kiválasztásnál. Az integrált tűzállóságú kábelrendszerek azért terjedhettek el, mert ezek létesítése illeszkedik a legjobban a gyakorlati elvárásokhoz és lehetőségekhez. (És ennek az elterjedtségnek a következménye az is, hogy gyakran az integrált tűzállóságú kábelrendszereket azonosítjuk a tűzálló kábelrendszerek fogalmával.)

Az alternatívák kérdése természetesen gyakran felvetődik, például a normál kábelrendszer elburkolásának lehetősége (gipszkartonhoz hasonló) tűzvédelmi lapokkal. Ez a megoldás azonban csak gerincnyomvonalaknál nyújthatna reális lehetőséget, mert azokon a nyomvonalszakaszokon, ahol csupán néhány kábel megy egymás mellett, elveszíti rentabilitását. Ott pedig, ahol sok kábel fut egymás mellett, felvetődik, hogy mi történik abban az esetben, ha a tűzvédelmi csatornán belül keletkezik tűz valamely áramkörben. Ha a csatornán belül elhelyezett kábelek nem tűzálló kivitelűek (márpedig nem szoktak azok lenni, hiszen elsősorban emiatt kifizetődő ennek a megoldásnak az alkalmazása), akkor az egyetlen vezetéken keletkező tűz átterjedhet a többi vezetékre is, végeredményben hibák láncolatát eredményezve. Márpedig a tűzvédelem egész szabályrendszere egyszeres hiba feltételezésére épül, és ennek nyilvánvalóan nem felel meg az a szituáció, amelyben tűz keletkezik, és ezzel egyidejűleg a tűzvédelmi rendszerek (jelentősebb része) is meghibásodnak.
Ilyen és ehhez hasonló megfontolások révén vált az integrált tűzálló kábelrendszer az elméleti megoldások közül szinte egyeduralkodóvá, és ezért nem csodálkozhatunk azon sem, hogy ez a megoldás tulajdonképp eggyé vált a tűzálló kábelrendszer fogalmával. Ez persze nem azt jelenti, hogy az integrált tűzállóságú kábelrendszereknél a szabályos létesítés feltételei mindig adottak…

Milyen feltételei vannak a tűzálló kábelrendszerek szabályos kialakításának?

Rögtön tisztázzuk: az itt leírtak csak a tűzálló kábel és tűzálló kábeltartó szerkezetek együtteseként kialakított („integrált tűzállóságú”) tűzálló kábelrendszerekre vonatkoznak – egyéb esetben más szempontokat kell figyelembe venni. Egyértelmű, hogy a tűzálló kábelrendszer létesítéséhez szükség van olyan tűzálló kábelre, amely az MSZE 24102 (DIN 4102-12) szabvány szerint E30, E60 vagy E90 tűzállósági osztályú. Ezt a tűzállóságot a vonatkozó, jelenleg is hatályos 22/2009. ÖM rendelet értelmében Tűzvédelmi Megfelelőségi Tanúsítvány igazolja (ezzel kapcsolatban lásd még később, a CPR-rendelettel összefüggésben leírtakat). Szükség van továbbá olyan kábeltartó szerkezetre, amelynek tűzállóságát szintén az MSZE 24102 (DIN 4102-12) szabvány szerinti vizsgálat, illetve az annak alapján kiállított TMT igazolja.
A kábel és a kábeltartó szerkezet közül az utóbbi a problémásabb, hiszen a kábeleket a kivitelezés helyszínén abban a formában használják fel, ahogy azok a gyárból kikerülnek, azokon (legalábbis szabályos kivitelezés esetén) nem történik olyan átalakítás, amely az eredeti jellemzőket lényegesen befolyásolná. A kábeltartó szerkezetek azonban komplex szerkezetek, amelyeket több elemből a helyszínen kell összeszerelni a helyszíni adottságoknak megfelelően. Ebből eredendően az elkészült kábeltartó szerkezet tényleges tűzállósága sokkal bizonytalanabb, mint a kábelé. Mindaddig ugyanis, amíg a felhasznált kábel lényegében megegyezik azzal, amely átesett a bevizsgáláson, a kábeltartó szerkezet kisebb-nagyobb mértékben eltér attól, és ez mindig felveti annak a kérdését, hogy a bevizsgált konstrukcióra megállapított tűzállósági jellemzők milyen mértékben vonatkoztathatóak az attól eltérő szerkezetekre. Ezt a problémát az hivatott áthidalni, hogy a tűzálló kábeltartó szerkezetekre a bevizsgálási dokumentáció részeként konstrukciós rajzok készülnek, amelyek részletesen tartalmazzák, hogy a kábeltartó szerkezetet milyen alkatrészekből és hogyan kell összeállítani. Így a tartószerkezet megfelelősége arra az egyszerű kérdésre vezethető vissza, hogy az megfelel-e a kivitelezési útmutatóban foglaltaknak.

Részlet egy tűzálló kábeltartó szerkezetet kivitelezési útmutatójából. Amennyiben a kivitelezett tartószerkezet nem felel meg a konstrukciós rajzoknak, megfelelősége a vonatkozó Tűzvédelmi Megfelelőségi Tanúsítvánnyal nem igazolható.

Gyakran felvetődik, hogy szabad-e eltérni a kivitelezési útmutatótól például úgy, hogy a szerkezeteket nem egy, hanem több gyártó (hasonló) termékeiből állítják össze, vagy úgy, hogy (az erősen limitált) terhelhetőséget a tartószerkezet sűrítésével kompenzálják. Sajnos a szabályos létesítés feltétele az, hogy teljesüljenek a kivitelezési útmutatóban foglaltak. A tűzálló kábelrendszerek esetében az egyetlen dolog, aminek alapján vélelmezhető a megfelelőség, hogy „nagyon hasonlítanak” arra, amit egy kemencében valóban megégettek. Nincs lehetőségünk arra, hogy a helyszínen próbát tegyünk, és általában annak sincs realitása, hogy mérnöki módszerekkel igazoljuk, hogy az elkészített tartószerkezetek tűz hatására bekövetkező deformációja nem veszélyezteti a rajtuk elhelyezett kábelek működőképességét. Eltérés esetén tehát nem igazolható a megfelelőség.

A szabályos létesítés feltételei között kell megemlítenünk azt is, hogy a szabályosan összeállított tűzálló kábelrendszert olyan építményszerkezetekhez kell rögzíteni, amelyek tűzkitét esetén is mindaddig megőrzik stabilitásukat, ameddig azt a kábelrendszertől is elvárjuk. Ráadásul az sem árt, ha a környezetben nincsenek olyan szerkezetek, amelyek tűz hatására ráeshetnek a kábelrendszerre, és leszakíthatják azt, vagy a kábelek mechanikai sérülését okozhatják.

Miért nem szerepelnek a (tűzálló) acélszerkezetek a tűzálló kábelrendszer rögzítésére alkalmas építményszerkezetek között?

Amint azt már említettük, a szabályos létesítés egyik legfontosabb feltétele, hogy a tűzálló kábelrendszert annak rögzítésére alkalmas, vagyis TKRA-építményszerkezetekhez rögzítsük. E szerkezetek felsorolását a TvMI 7.2. (Villamos TvMI) 8.5.2.1. pontja tartalmazza. Ha ezek (pl. vasbeton falak és födémek) rendelkezésre állnak, akkor nincs gond. Azonban sajnos az épületek jelentős részénél ez nem teljesül: így például a leggyakoribb esetek közé tartozik, hogy az épület fő szerkezeti elemeit acélszerkezetek (tartópillérek és gerendák, azokhoz rögzített trapézlemez vagy szendvicspanel) alkotják. Kézenfekvő a kérdés, hogy miért nem szerepel a TKRA-építményszerkezetek felsorolásában az acélszerkezet. Már csak azért is, mert ha az építmény tartószerkezeteként használhatóak ezek, akkor vajon miért ne lennének alkalmasak a (nyilvánvalóan sokkal kisebb statikai igénybevételt jelentő) tűzálló kábelrendszer megtartására. A válasz két tényezőre vezethető vissza.

Az egyik a deformáció problematikája. Azt, hogy egy tűzálló kábelrendszer tűz esetén meddig marad használható, döntően a kábeltartó szerkezetben bekövetkező deformáció határozza majd meg. A deformálódó tartószerkezeten elhelyezett, a tűzkitét hatására gyorsan sérülékennyé váló tűzálló kábelek mozognak, meghajlanak, megtörnek, amely végső soron zárlatukhoz vagy elszakadásukhoz vezet. Lényeges tehát annak igazolása, hogy a kábeltartó szerkezet deformációja nem okozza idő előtt a kábelek működésképtelenné válását. Ez a DIN 4102-12 szerinti vizsgálatokkal történik, melyekben azonban a kábeltartó szerkezet olyan építményszerkezethez van rögzítve (a kemence betonból vagy téglából készült födéméhez, oldalfalához), melyek tűz hatására bekövetkező deformációja elhanyagolható. Ezzel szemben az acélszerkezetek deformálódnak (akkor is, ha rendelkeznek tűzvédelemmel), ami a hozzájuk rögzített kábeltartó szerkezet deformációját, végeredményben pedig a kábelrendszer tűzállóságát is befolyásolja. Ennek révén elvész annak lehetősége, hogy a szabványos vizsgálatban megállapított eredményeket kétely nélkül lehessen az acélszerkezetekre is vonatkoztatni.
A másik a rögzítés problematikája. Ha az acélszerkezet deformációjának kérdését figyelmen kívül is hagyjuk, meg kellene oldani a tűzálló kábeltartó szerkezet acélszerkezethez történő rögzítését. A normál (tehát nem tűzálló) kábeltartó szerkezeteket jellemzően szorítókapcsokkal rögzítik az acélszerkezetekhez (H- vagy I-tartókhoz). A szorítókapcsok azonban hő hatására elveszítik szilárdságukat, így ez a megoldás tűzálló kábelrendszereknél nem jöhet szóba. A fúrás (átmenő csavarkapcsolat) vagy hegesztés lehetőségét az épületstatikai megfontolások általában eleve kizárják. Így összességében az acélszerkezetekhez történő rögzítés lehetősége annyira bizonytalanná és nehézkessé válik, hogy akkor sem lehet a TKRA-építményszerkezetek körébe sorolni, ha egyébként – valamilyen tűzvédelmi intézkedés révén – az acélszerkezet tűzállósága biztosított.

Ez az elméleti fejtegetés persze sovány vigaszt nyújt annak, akinek acélszerkezetes épületben kell tűzálló kábelrendszert létesítenie. Éppen ezért a Villamos TvMI D. melléklete ilyen esetre is ad kompromisszumos megoldást (pl. tűzálló kábelrendszer rögzítése trapézlemezhez). Ezzel kapcsolatban viszont az a vád érheti ezeket a megoldásokat, hogy teljesen értelmetlen a nem tűzálló építményszerkezethez tűzálló kábelrendszert rögzíteni. Gyakorlati jelentősége miatt – mert ezzel a helyzettel nap mint nap szembesülhetünk – vizsgáljuk meg ezt a kérdést is, kicsit általánosabban.

Mi értelme van tűzálló kábelrendszert létesíteni egy „nem tűzálló” épületben?

Számos olyan esettel találkozhatunk, amikor a tűzálló kábelrendszert nem (vagy a kábelrendszernél rosszabb) tűzállóságú építményszerkezetekhez kell rögzíteni. Elsőre nyilván értelmetlennek tűnik ez a megoldás, így magyarázatra szorul, hogy miért kell ragaszkodni ilyenkor is a kábelrendszer tűzállóságához.

A magyarázat egyik része az, hogy az ún. aktív tűzvédelmi rendszerek (pl. gépi hő- és füstelvezetés, beépített oltórendszer) éppen azért kerülnek be az építményekbe, hogy kevésbé szigorú passzív tűzvédelmi intézkedésekre (pl. vékonyabb – és ezért kevésbé tűzálló – falakra, födémekre) legyen szükség. Tehát az aktív rendszerek lényegében a passzív intézkedések tűzállóságának „meghosszabbítását” szolgálják. (Csak példaképp: egy csarnok trapézlemezből készült födémje várhatóan később roskad be, ha a hő- és füstelvezető rendszer megfelelően működik, és ennek következtében lassítja a trapézlemez felmelegedését.) Az aktív tűzvédelmi rendszerek működtetéséhez azonban jellemzően villamos energiára van szükség, így kézenfekvő, hogy az ezek részét képező vezetékrendszereknek használhatónak kell maradniuk mindaddig, amíg elvárjuk a tűzvédelmi rendszer működését. Ez azonban ahhoz a látszólagos ellentmondáshoz vezet majd, hogy a kábelrendszerrel szemben szigorúbb tűzállósági követelményt támasztunk, mint a rögzítésre szolgáló építményszerkezetekkel szemben.
A magyarázat másik része, hogy a különböző szerkezetek (jelesül pl. a födémek és a kábelrendszerek) a „tűzálló” és „nem tűzálló” megoldása közötti határvonal nem ugyanott húzódik, akkor sem, ha a vizsgálati módszerek nagymértékben hasonlóak. Egy – nyilván nem tűzálló – műanyag vezetékcsatornában vezetett normál kábelt nemcsak a tűzállóság szabványos vizsgálatára szolgáló, jelentős mértékű tűzterheléssel, hanem egy születésnapi gyertyával is egy-két perc alatt működésképtelenné lehet tenni. Ugyanez a gyertya a rögzítésre szolgáló trapézlemezben aligha fog kárt tenni, pedig szabványos tűzkitéttel vizsgálva az sem tűzálló. Ha tehát azt szeretnénk, hogy javítsuk egy trapézlemezen rögzített vezetékrendszer tűzeseti jellemzőit, akkor nyilvánvalóan nem a trapézlemezzel, hanem a kábelekkel és azok tartószerkezetével kell először foglalkoznunk. A „nem tűzálló” és a „tűzálló” kábelrendszer között azonban nincs köztes megoldás. Biztosan lehetne valamilyen szabályrendszert alkotni arra, hogy a „nem tűzállónál kicsit jobban tűzálló” vezetékrendszereket hogyan kell létesíteni, de egyszerűbbnek tűnik, ha ilyen esetekben tűzálló kábelrendszereket alkalmazunk, minimális eltérésekkel.

Sajnos ezeknek az ellentmondásoknak a lekezelése nem egyszerű, amit a legjobban az mutat, hogy e téren a nemzetközi szabványosítás is egy helyben topog, nyugodtan mondhatjuk, évtizedek óta. Az idő azonban halad, valahogy dönteni kell ilyen helyzetekben is, és ez a kényszer szüli azokat a már említett kompromisszumos megoldásokat, amelyeket pl. a Villamos TvMI D. melléklete tartalmaz. Bár ezek első pillantásra furcsának, értelmetlennek tűnnek, az előbbiek rávilágítanak arra, hogy a konstrukció mögött észszerű megfontolások állnak.

Tűzálló kábelrendszer egy lehetséges kialakítása a Villamos TvMI D. melléklete alapján, trapézlemezből készült födém esetén. Ezeket a kompromisszumos megoldásokat csak kényszerhelyzetben szabad alkalmazni. (TMT: Tűzvédelmi Megfelelőségi Tanúsítvány; TKRA-építményszerkezet: Tűzálló kábelrendszer rögzítésére alkalmas építményszerkezet.)

Hogyan kezeljük az eltéréseket?

Szívesen helyezkednénk arra az egyértelmű és kényelmes álláspontra, hogy a tűzálló kábelrendszerek rendkívül fontos szerepet játszanak a tűzvédelemben, ezért semmilyen eltérés nem engedhető meg. Sajnos, aki rendelkezik tapasztalattal e téren, az tudja, hogy a tűzálló kábelrendszerek minden tekintetben szabályos kivitelezése gyakorlatilag soha nem teljesíthető, következésképp a szabálytalanságok értékelése elkerülhetetlen.

Az határozottan kijelenthető, hogy ahol megkerülhetetlen műszaki okok nem zárják ki a szabályos létesítést, ott semmilyen eltérés nem engedhető meg. Így eleve csak ott jöhet szóba bármilyen fontolgatás, ahol az építészeti vagy egyéb adottságok (azaz nem megváltoztatható körülmények) miatt áll elő kényszerhelyzet. Kulcsfontosságú, hogy az ilyen helyzetek minél előbb kerüljenek felismerésre, és a lehetséges megoldásokról az építési folyamat résztvevői – tervező, kivitelező, műszaki ellenőr, hatóság – a munkák megkezdése előtt közösen döntsenek. Így elkerülhető, hogy a döntésből kimaradó szereplők utólag jobb (vagy legalábbis jobbnak mondott) megoldásokkal és – ami ennél általában lényegesebb – a kivitelezett megoldással szembeni kifogással álljanak elő.

Utólag, a villamos kivitelezés vége felé (amikor a kábelek már be vannak húzva, és nem ritkán a kábelrendszerek takarása is folyamatban van) a felszínre bukkanó hibák rendkívül kellemetlenek. A villamos kivitelezőt ugyanis joggal érheti az a vád, hogy nem volt tisztában a kivitelezés szabályaival, mert különben bizonyára előzetesen jelezte volna a problémákat. Ilyenkor a helyzet értékelésének egyik legfontosabb szempontja annak felmérése, hogy a szabálytalanságok hatása milyen mértékben érinti a tűzvédelmi rendszerek működését, és ennek következtében a tűzvédelmi célkitűzések teljesülését. Könnyen belátható, hogy a gerincnyomvonalon elkövetett szabálytalanság potenciálisan nagyobb hatással van a vészhelyzeti működésre, mint az egy-egy tűzvédelmi eszközhöz csatlakozó végponti kábelszakaszon. Ehhez hasonlóan, a nyomvonal kisebb részén, egy-egy csomópontnál előforduló hibák is kisebb súllyal esnek latba. A lokális problémák, ha számuk nem nagy, mérnöki megfontolások alapján (pl. egyes szerkezetek megerősítésével) elfogadhatóan kezelhetőek. Az építmény egészére kiterjedő szabálytalanság esetén viszont markánsabban jelenik meg annak kérdése, hogy a hibákért és az azok kijavítására alkalmazott – a szabályostól bizonnyal eltérő – megoldásokért ki viseli majd a felelősséget.

Miért kell egyáltalán a tűzálló kábelrendszerekkel foglalkozni?

Akadnak vélemények, amelyek szerint a tűzálló kábelrendszer nem jó semmire, nem kell ezzel ennyit foglalkozni, mert a kiérkező tűzoltó úgyis lekapcsol majd mindent. Ebből persze – ha folytatjuk a gondolatmenetet – logikusan következik az is, hogy teljesen fölösleges a biztonsági világítás, a hő- és füstelvezetés stb. az épületben, hiszen a lekapcsolást követően ezek sem működnek. Ezen a ponton azonban az érvelés megbicsaklik, mert azt mindenki érzi, hogy azért az mégiscsak jó lenne, ha az alapvető tűzvédelmi rendszerek valameddig működnének. És mivel nem nagyon tudjuk, hogy a tűz hol fog keletkezni, azt nem lenne szerencsés kijelenteni, hogy a kábelrendszert nem fogja érinteni. Már csak azért sem, mert maga a kábelrendszer is lehet tűz forrása.

A vázolt dilemma jól mutatja, hogy egy olyan építmény esetében, amelyben – egymással is szoros logikai kapcsolatban álló – tűzvédelmi rendszerek (a biztonsági világítástól a hő- és füstelvezetésen át a beépített tűzoltó berendezésekig) gondoskodnak a tűzbiztonságról, illik óvatosan közelíteni a feltett kérdéshez. A passzív és az aktív tűzvédelmi intézkedések között a leglényegesebb különbség talán az, hogy utóbbiak vészhelyzeti működésének sokkal szerteágazóbb a feltételrendszere, mint az előbbiekének. Ha egy vasbeton pillért úgy méretezünk, hogy az a tűzterhelést is képes legyen órákon át elviselni (passzív tűzvédelmi intézkedés), akkor ennek az intézkedésnek a vészhelyzeti „működése” nyilvánvalóan kevesebb körülménytől függ, mint egy beépített oltórendszeré (aktív tűzvédelmi intézkedés). Márpedig ma már szinte minden építményben aktív tűzvédelmi intézkedések biztosítják védelmünket. Ezek csak akkor képesek védelmi feladatukat ellátni, ha tervezésük, kivitelezésük és működtetésük egységes koncepció – a tűzvédelmi koncepció – mentén történik. Ennek része a tápforrások és tűzeseti fogyasztók közötti kapcsolatot biztosító tűzálló kábelrendszerek szakszerű, szabályos kialakítása is, ezért létesítésük során az ennek megfelelő gondossággal és felelősségtudattal kell eljárni.

Tűzvédelem