Neviditelný nátěr, který chrání dřevo před plameny

Bez ošetření dřevo snadno hoří. To bylo v minulosti příčinou mnoha velkých požárů. Například při velkém požáru Londýna v roce 1666 shořela velká část centrálního Londýna, protože dřevo představovalo hlavní část při výstavbě budov.

I v našich zemích bývaly škody po požárech tak významné, že 21. srpna 1751 byl Marií Terezií vydán tzv. Ohňový patent. Povinnými se staly mj. zděné komíny i hliněná mazanina v dostatečné tloušťce. Následně Josef II. patentem vydaným 24. ledna 1787 zcela zakázal stavět celodřevěné domy. Od té doby se sice mnohé změnilo, dřevo je ale stále širokou veřejností (a legislativou) vnímáno jako hořlavý materiál.

S rostoucí oblibou konstrukčního dřeva ve stavebnictví je proto jeho hořlavost jednou z největších výzev. Vědci z Technologické univerzity Nanyang v Singapuru (NTU Singapur) vynalezli neviditelný nátěr, který dokáže změnit dřevo v nehořlavý materiál.

I když podíl „dřevostaveb“ roste, je většina budov stále stavěna pomocí kombinace oceli, betonu a skla, tedy materiálů které jsou relativně méně náchylné k požáru.

Současné postupy pro ochranu dřevěných budov před požáry vyžadují použití protipožárních panelů (typicky sádrokartonových a magnéziových desek) nebo musí být dřevo natřeno protipožárními nátěry, které většinou překrývají strukturu dřeva.

Nový neviditelný nátěr vyvinutý vědci z NTU Singapur umožňuje, aby vynikla přirozená kresba dřeva, a přitom poskytuje účinnou bariéru proti plamenům, když je „aktivována“ ohněm.

Tento ohnivzdorný povlak, který vynalezl tým vedený docentem Aravindem Dasarim z NTU School of Materials Science and Engineering, má tloušťku pouhých 0,075 mm a je vysoce transparentní, takže je pouhým okem neviditelný. Když se zahřeje plamenem, dojde k sérii složitých chemických reakcí, které způsobí, že povlak zuhelnatí a expanduje na více než 30násobek své původní tloušťky. Tato zuhelnatělá vrstva brání přístupu plamenů k dřevu, jak bylo prokázáno zkouškou provedenou akreditovanou laboratoří. (Poznámka: Kodex protipožárních opatření v budovách 2018 (Singapurské síly civilní obrany), postup požární klasifikace pro všechny stavební výrobky: EN 13501-1 / EN 13823)

Zuhelnatělý povlak chrání dřevo před plameny

„Většina dřevěných panelů má pouze průhledný povlak, který je chrání před vlhkostí, povětrnostními vlivy nebo škůdci, ale nejsou navrženy tak, aby vydržely vysokou teplotu. Dřevo tak může stále velmi rychle hořet,“ vysvětluje docent Dasari, odborník na protipožární materiály a dodává: „V našem nátěru jsme použili technologii k uzamčení určitých sloučenin a interakci s pryskyřicí. Ty se aktivně podílí na chemických reakcích systematickým způsobem, když jsou vystaveny vysokému teplu, což vede k zuhelnatění. Toto uhlí bylo navrženo tak, aby bylo extrémně žáruvzdorné a izolovalo dřevo pod ním před vysokým žárem.“

Pod seškrábnutým zuhelnatělým povlakem (vpravo) je dřevo zdravé a nepoškozené na rozdíl od nechráněného dřeva (vlevo)

Tým NTU nyní jedná o licencích s různými společnostmi. Např. Venturer Timberwork (Singapur) aktivně zkoumá použití tohoto inovativního nátěru k ochraně svých dřevěných prvků v jednom ze svých současných projektů.

„Ve Venturer, stejně jako ostatní zainteresované strany v sektoru průmyslových dřevostaveb, věříme, že se více nových projektů bude zabývat použitím této nové technologie nátěru, pokud lze zlepšit požární odolnost. Má potenciál snížit náklady a spoléhání se na jiná dražší řešení, jako je použití silnějšího dřeva ke zvýšení požární odolnosti nebo zapouzdření dřeva protipožárními deskami, což neguje krásu této udržitelné a produktivní stavební technologie,“ říká Kevin Hill, výkonný ředitel společnosti Venturer Timberwork.

Očekává se, že tento nový nátěr bude ve stavebnictví velmi žádaný, protože dřevěné stavby musí splňovat specifické požární předpisy pro budovy, stanovené regulačními orgány.

Na trhu je k dispozici pouze několik produktů, které dokážou zajistit současně transparentnost i zpomalení hoření. Produkty, které prohlašují, že mají obě tyto vlastnosti, jsou v současnosti buď extrémně drahé, nebo nejsou schopny splnit mezinárodní standardy požadované pro průmyslové použití.

Při standardních průmyslových zkouškách, jako jsou zkoušky Single Burning Item, (Poznámka: Zkouška dle průmyslové normy provedená v sou­ladu s EN 13501-1 / EN 13823, kterou vyžadují úřady, jako je Singapurská civilní obrana) provedených v akreditované laboratoři třetí strany, dosáhl povlak vyrobený v NTU nejvyšší možné třídy. Při vystavení plamenu o vysoké teplotě vytváří povlak velmi málo kouře a je schopen zabránit šíření ohně. To je důležité, protože v případě požáru musí ochranné materiály nejen zpomalovat hoření, ale také minimalizovat tvorbu kouře, aby byla umožněna bezpečná evakuace osob z budovy.

Když je zuhelnatělá ochranná vrstva seškrábána, dřevo pod ní je stále neporušené, což dokazuje účinnost nátěru při ochraně dřeva. Podívejte se na ukázkové VIDEO.

Podle nedávné zprávy společnosti Exactitude Consultancy se očekává, že globální trh ohnivzdorných nátěrů do roku 2029 (Poznámka: Trh ohnivzdorných nátěrů podle typu (intumescentní nátěry, cementové nátěry), technologie (rozpouštědlové, vodou ředitelné), substráty (kov, dřevo), aplikační technika (nástřik, kartáč a válec) a region, globální trendy a prognóza od roku 2022 do roku 2029. Poradenství ohledně přesnosti. (25. května 2022). https://exactitudeconsultancy.com/reports/2777/fire-proof-coatings-market/) vzroste na 1,065 mld. USD z 975 mil. USD v roce 2020.

Foto: archiv autora