Software pro numerické modelování plamene

Ve spolupráci s firmou Jap-Jacina vznikly na půdě TUL protipožární uzávěry, které odolají při atestu plamenem o teplotě 1200 °C více jak 90 minut, aniž by propustily oheň, žár nebo kouř. Vydrží tedy víc, než žádají normy. Unikátní protipožární řešení vyvíjené díky dotaci Ministerstva vnitra je již v patentovém řízení.

„Při požáru bytu teplota stoupne za 15 minut na cca 800 °C a během další doby narůstá až přes 1000 °C. Proto je důležitá bezpečná úniková cesta pro evakuaci osob, oddělená od ostatních prostor požárními uzávěry, které brání průniku tepla a případně zakouření,“ uvádí klíčový řešitel projektu za společnost JaP-Jacina, s. r. o., její technický ředitel Jaroslav Sieratovski.

Spolupráce TUL a Jap-Jacina, s. r. o., umožnila vyvinout rychloběžná protipožární vrata, která při atestu v akreditované zkušebně vydržela působení plamene přes 92 minut, splňují tedy evropskou normu EI 90. Nad řešením náročného úkolu se na naší univerzitě sešel pod vedením doktora Tomáše Martince a docenta Michala Petrů z Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace (CxI) tým, ve kterém jsou zastoupeni také odborníci z fakulty strojní a fakulty textilní – jsou mezi nimi Ondřej Novák, Ladislav Ševčík a Vladimír Kovačič.

Tým z TUL se podílel na vývoji kompozitní sendvičové skladby lamelových rychloběžných vrat. Unikátnost řešení spočívá nejen v posloupnosti pěti vrstev, ale také v jejich vzájemné orientaci. Pro co největší tlumení prostupu tepla bylo potřeba, aby skladba protipožárního uzávěru zajistila žáruvzdornost a co největší odrazivost teploty zpět směrem ke zdroji tepla. Díky novému typu těsnění celá konstrukce rychloběžných vrat také zvýšila kouřotěsnost.

Důležitým parametrem je v neposlední řadě kompaktnost. „Všichni výrobci protipožárních dveří a vrat se potýkají s deformacemi materiálu v důsledku působení vysoké teploty. Deformace mohou vést až k puklinám a prasklinám především v rozích dveřního křídla, v místech vsazení kliky, případně v prostoru mezi lamelami vrat, kudy pak proniká kouř a plameny,“ říká Michal Petrů, klíčový řešitel projektu z CxI.

Nový protipožární uzávěr splnil všechna kritéria. „Ani po více jak 92 minutách inovovaná protipožární vrata nepropustila plameny ani kouř, jen čidla na odvrácené straně vrat signalizovala dosažení teploty 150 °C, čímž automaticky test v akreditované laboratoři končí,“ dodává Tomáš Martinec

Nyní univerzita společně s JaP-Jacina podaly patent a užitné vzory a v sídle firmy v Mnichově Hradišti už dolaďují detaily týkající se instalace protipožárních vrat do stavebních otvorů. Kromě samotných vrat se TUL také podílela na vývoji menší zkušební pece, měřicího zařízení a softwaru na vyhodnocování dat a numerické modelování působení plamene, žáru a kouře. To přináší při vývoji materiálů a konstrukcí protipožární ochrany výrazné úspory.

„Všechny zkoušky v akreditovaných laboratořích jsou pro zkoušený výrobek destruktivní, což je velmi časově i finančně náročné – jedná se o stovky tisíc korun,“ říká hlavní řešitel projektu z JaP-Jacina Marcel Šoltys a dodává: „Asymetrické uzávěry je navíc nutné zkoušet z každé strany zvlášť. Je nutné také zkoušet výrobky ve skutečné velikosti, což náklady opět zvyšuje.“ 

„Při laboratorních experimentech v malé peci jsme levně a rychle prováděli zkoušky a získávali data pro verifikaci modelů, která bychom jinými způsoby získat nemohli. Pro správné nastavení modelů je totiž nutné znát i řadu parametrů, které výrobci u svých materiálů běžně neuvádí,“ říká Ladislav Ševčík z fakulty strojní.

Tím, že má firma k dispozici protipožární vrata, která splňují dokonce specifikaci EI 90 dle normy a jsou přitom vyrobena z cenově dostupných materiálů, může nabízet světově konkurenceschopný produkt. Unijní opatření navíc protipožární legislativu každým rokem zpřísňují, a tak se jedná s výhledem do budoucna také o strategickou konkurenční výhodu.