Smay: Wentylacja pożarowa w budynkach

Smay: Wentylacja pożarowa w budynkach
wielokondygnacyjnych
Proponowany przez firmę Smay system SWAY® rozwiązuje szereg problemów pojawiających się w
wentylacji pożarowej budynków wysokościowych (WW). Niniejszy rozdział przedstawia specyfikę
takich budynków pod kątem stosowania odpowiednich systemów wentylacji pożarowej.
Klasyfikacja budynków wielokondygnacyjnych
Wysokość budynku
Pierwszym kryterium decydującym o konieczności stosowania odpowiedniego systemu wentylacji
pożarowej jest wysokość budynku. Zgodnie z obowiązującymi przepisami zabezpieczenia przed
zadymieniem należy obligatoryjnie stosować w budynkach średniowysokich, wysokich i
wysokościowych. W budynkach średniowysokich dopuszczalne jest oddymianie lub zapobieganie
zadymieniu. Dla budynków wysokich, w przypadku obiektów mieszka Inych ZL IV oraz
przemysłowo-ma gazy nowych PM, istnieje możliwość stosowania zabezpieczenia przed zadymieniem
(oddymianie lub zapobieganie zadymieniu) a dla pozostałych klas ZL - systemów zapobiegających
przed zadymieniem. W przypadku budynków wysokościowych należy stosować wyłącznie systemy
zapobiegania zadymieniu.
Klasyfikacja budynków pod względem wysokości.
Ogólne przepisy techniczno-budowlane wskazują na konieczność zastosowania następujących system
ów wenty la ej i pożarowej w za leż noś ci od wysokości budynku:
●
●
●
●
w budynkach niskich zawierających strefę pożarową ZL II klatki schodowe należy wyposażyć w u
rządzenia zapobiegające zadymieniu lubstużącedo usuwaniu dymów;
w średniowysokich zawierających strefę ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V klatki schodowe należy
wyposażyć w urządzenia zapobiegające zadymieniu lubstużące do usuwania dymów;
w budynkach wysokich poza ZL IV i PM na leży stosować systemy za pobiegania zadymieniu;
w budynkach wysokościowych na leży stosować wyłącznie systemy za pobiegania zadymieniu.
Zagrożenie ludzi (klasy ZL I Większość obiektów średniowysokich, wysokich i wysokościowych
stanowią budynki zaliczane do kategorii ZL. Są to obiekty o różnym przeznaczeniu funkcjonalnym,
przy czym mogą one mieć ściśle określone zastosowanie lub tączyć na swojej powierzchni różne
funkcje użytkowe. W pierwszym przypadku klasyfikacja obiektu jest jednoznaczna i wynika z zapisów
rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie ( §209 p. 2).
Klasyfikacja obiektów pod względem kategorii zagrożenia ludzi.
ZL I
obiekty zawierające pomieszczenia przeznaczone do jednoczesnego
przebywania ponad 50 osób nie będących ich stałymi użytkownikami,
a nie przeznaczone przede wszystkim do użytku ludzi o
ograniczonej zdolności poruszania się
obiekty przeznaczone przede wszystkim do użytku ludzi
ZL II o ograniczonej zdolności poruszania się, takie jak szpitale,
żłobki, przedszkola, domy dla osób starszych
ZL III obiekty użyteczności publicznej, niezakwalifikowane do ZL I i ZL II
ZL IV obiekty mieszkalne
ZL V obiekty zamieszkania zbiorowego nie zakwalifikowane do ZL I i ZL 11
Przepisy zawarte w rozporządzeniu opisują jedynie ogólne wymogi stawiane wentylacji pożarowej
dla każdej z wymienionych kategorii, przy czym w sposób szczególny traktowane są kategorie ZL II i
ZL IV. W pierwszym przypadku, ze względu na specyfikę obiektów przeznaczonych dla osób o
ograniczonych zdolnościach poruszania się, stosuje się ostrzejsze kryteria dla systemów
zabezpieczenia. Obiekty mieszkalne są traktowane znacznie łagodniej i dla tej kategorii, nawet w
grupie budynków wysokich, zgodnie z przepisami dopuszczalne jest stosowanie instalacji
zapobiegających zadymieniu.
Zdecydowanie trudniej jest jednoznacznie określić wymagania dla budynku, w którym znajdują się
części zaliczane do różnych kategorii ZL. Łączenie w jednej kubaturze funkcji biurowych, hotelowych
i mieszkalnych jest zjawiskiem powszechnym. W takim przypadku należy dla całego obiektu
zastosować rozwiązania techniczne przypisane dla najmniej korzystnej klasy budynku (o najwyższych
wymaganiach pod względem ochrony przeciwpożarowej).
Oddzielną pod względem wymagań ochrony przeciwpożarowej (w tym systemów wentylacji
pożarowej) grupę obiektów stanowią wielokondygnacyjne budynki przemysłowe (PM). W obiektach
tego typu najczęściej nie ma obowiązku prawnego stosowania specjalnych instalacji wentylacji
pożarowej, jednak wykonanie zabezpieczenia dróg ewakuacji jest często podyktowane koniecznością
zabezpieczenia załogi obiektu, szczególnie w przypadku zakładów o wysokim ryzyku wybuchu pożaru
(np. pylonywelektrociepłowniach).
Należy również pamiętać o konieczności instalowania systemu zabezpieczenia przed zadymieniem w
obiektach posiadających strefę PM, jeżeli gęstość obciążenia ogniowego przekracza 500 MJ/m2 lub
znajduje się po mieszczę nie zagrożone wybuchem.
Wymagania odnośnie systemów wentylacji pożarowej dla różnych kategorii budynków.
Kategoria
Wysokosć
zagrożenia
budynku
ludzi
Średniowysokie
Przeważnie obiekty wielkokubaturowe z
otwartymi galeriami wyposażone w
System zabezpieczenia systemy oddymiania. Systemy
przed zadymieniem
zabezpieczenia przed zadymieniem
powinny być stosowane na wydzielonych
pionowych drogach ewakuacji.
Wysokie
i wysokościowe
System zabezpieczenia ZL I przeważnie w oddzielnej wydzielonej
przed zadymieniem
strefie z niezależnymi instalacjami
dróg ewakuacji
wentylacji pożarowej.
ZL I
Średniowysokie
ZL II
Wysokie
i wysokościowe
Średniowysokie
ZL III
Wysokie
i wysokościowe
Średniowysokie
Wysokie
ZL IV
Wysokościowe
Średniowysokie
ZL V
Obligatoryjny system
Specyfika obiektu
wentylacji pożarowej
Wysokie
i wysokościowe
Wszystkie obiektyw klasie odporności
System zabezpieczenia
ogniowej co najmniej "B" - praktycznie
przed zadymieniem
brak obiektów wysokościowych (klasa
odporności A.) Ze względu na specyfikę
System zapobiegania obiektów ZL II istnieje możliwość
wydłużonego czasu ewakuacji, dlatego
przed zadymieniem
należy projektować strefy bezpiecznej
dróg ewakuacji
ewakuacji w obrębie jednej kondygnacji.
System zabezpieczenia Przeważnie najlepiej monitorowana grupa
przed zadymieniem
obiektów, w której znajdują się Ludzie
System zapobiegania aktywni zawodowo, zdolni do sprawnej
ewakuacji. Statystycznie najmniejsze
przed zadymieniem
ryzyko groźnego w skutkach pożaru.
dróg ewakuacji
Budynki w dużej grupie ryzyka pożaru, w
której znajdować się mogą Ludzie śpiący
System zabezpieczenia i/Lub o ograniczonych zdolnościach
poruszania się. Z tego względu we
przed zadymieniem
wszystkich wielokondygnacyjnych
budynkach ZL IV rekomendować należy
System zapobiegania
stosowanie systemów zapobiegania przed
przed zadymieniem
zadymieniem pionowych dróg ewakuacji
dróg ewakuacji
oraz samozamykaczy w drzwiach.
Brak wymagań
System zabezpieczenia Budynki w dużej grupie ryzyka pożaru, w
której znajdować się mogą Ludzie śpiący.
przed zadymieniem
Często budynki monitorowane i
System zapobiegania wyposażone w stałe urządzenia gaśnicze
przed zadymieniem
oraz drzwi do pokojów klasy co najmniej
dróg ewakuacji
El 30.
Przestrzenie chronione w budynku
W obiektach z zainstalowanym systemem wentylacji pożarowej wydziela się przestrzenie chronione
przeztą instalację:
●
obudowane i oddzielone drzwiami klatki schodowe;
●
●
●
przedsionki przeciwpożarowe;
korytarze ewakuacyjne;
szybywind.
W zależności od klasyfikacji budynku oraz przyjętych rozwiązań architektonicznych ochronie
podlegać może jedna z wymienionych przestrzeni (klatki schodowe, szyby windowe), przy czym
odprowadzanie powietrza odbywać się może z przestrzeni przedsionka, korytarza lub pomieszczenia
objętego pożarem, a także przez fragment uktadu komunikacyjnego budynku. Wymagania dla
przestrzeni chronionych podaje poniższezestawienie.
Wymagania dla chronionych przestrzeni budynku
Klatki schodowe- klatki schodowe stanowią połączenie kondygnacji w budynku z poziomem wyjścia z
budynku. W budynkach wysokich, gdzie poważnie ograniczona lub niemożliwa jest ewakuacja z
zewnątrz, stanowią one jedyną drogę ucieczki.
Przy projektowaniu systemów wentylacji pożarowej obiektów wielokondygnacyjnych należy zwrócić
szczególną uwagę na zabezpieczenie wydzielonych pożarowo klatek schodowych jako jedynej drogi
bezpiecznej ewakuacji.
Uwagi odnośnie wykoniania klatek schodowych istotne dla doboru systemu wentylacji pożarowej:
●
●
Umiejscowienie klatki schodowej w budynku (strefa wewnętrzna, centralna - trzon budynku,
przyległa do ściany zewnętrznej, na zewnętrznej elewacji budynku) oraz konstrukcja klatki
(żelbetowa, całkowicie zabudowana, częściowo lub całkowicie przeszklona) mają istotny wpływ na
początkowe kształtowanie się ciśnienia wtej przestrzeni.
Układ architektoniczny (geometria) klatki ma istotne znaczenie dla przepływu powietrza i rozkładu
ciśnienia.
Przedsionki przeciwpożarowe powinny mieć wymiar nie mniejszy niż 1,4mx1,4m. Muszą być
wykonane w klasie odporności ogniowej El 60 i wentylowane co najmniej grawitacyjnie. W
systemach różnicowania ciśnień na drogach ewakuacji konieczne jest wykonanie co najmniej
nawiewu mechanicznego z transferem powietrza do przestrzeni niższego ciśnienia Lub petnej
wentylacji nawiewno wyciągowej. Przedsionki powinny mieć niezależny uktad napowietrzania każdy przedsionek powinien posiadać minimum jeden punkt doptywu powietrza.
Uwagi do projektowania przedsionka pożarowego
●
Przyjmowanie wymiaru minimalnego często nie pozwala na instalację urządzeń (klap, szachtów
napowietrzających).
Dźwigi windowe przeznaczone na potrzeby ekip ratowniczych w budynkach ZLI, ZLII ZLIII orazZLV
zaliczanych do kategorii budynków wysokich i wysokościowych muszą spełniać wymagania określone
w przepisach. Zgodnie z tymi przepisami przynajmniej jeden dźwig w każdej strefie pożarowej
powinien być przystosowany na potrzeby ekip ratowniczych (spełniać w tym zakresie wymagania
polskiej normy). Dojście do dźwigu powinno prowadzić przez przedsionek przeciwpożarowy
wykonany wg opisanych powyżej zasad. Szyb dźwigu na potrzeby ekip ratowniczych musi być
zabezpieczony przed zadymieniem.
Napowietrzaniem w celu wytworzenia nadciśnienia objęte powinny zostać wszystkie szyby windowe,
o ile nie są one zabezpieczone na poszczególnych kondygnacjach holem windowym spełniającym
wymagania stawiane przedsionkom pożarowym. Jeśli wykonano takie przedsionki, nie ma
bezwzględnej konieczności stosowania instalacji napowietrzającej w szybach windowych, poza
windami przeznaczonymi na potrzeby ekip ratowniczych.
Budynki wysokie jako obiekty potączeń hydraulicznych
Bardzo ważna jest identyfikacja zagrożeń dla skuteczności systemów bezpieczeństwa, wynikających
ze zjawisk fizycznych odpowiedzialnych za przepływ powietrza i dymu w budynku. Należy też mieć
świadomość, jaki jest wpływ warunków otoczenia na początkowe parametry pracy
systemówzabezpieczenia przed zadymieniem.
Zjawiska odpowiedzialne za przeptyw dymu w obiekcie to: rozprężanie, unoszenie, wptyw wiatru,
działająca instalacja wentylacji ogólnej, praca wind. Łączne lub częściowe występowanie powyższych
zjawisk odpowiedzialne jest za wytworzenie siew budynku uktadu ciśnień oraz przeptyw
zadymionego powietrza. W związku z tym należy je uwzględnić przy projektowaniu systemu
wentylacji pożarowej.
Zjawiska odpowiedzialne za kształtowanie się ciśnienia w budynku wielokondygnacyjnym podczas
pożaru (1-efekt kominowy, 2-unoszenie, 3-rozprężanie, 4-parcie wiatru, 5-efekt tłokowy, 6-praca
instalacji wentylacji ogólnej)
Efekt kominowy
Szczególnie istotnym czynnikiem wpływającym na kształtowanie się uktadu ciśnienia w budynkach
wielokondygnacyjnych, a tym samym na sposób realizacji zabezpieczenia przed zadymieniem, jest
zjawisko ciągu kominowego. Efekt kominowy występuje, jeśli na skutek różnicy ciśnienia pomiędzy
skrajnymi kondygnacjami budynku następuje przepływ powietrza w otwartych pionach (klatki
schodowe, szachty windowe i instalacyjne). Problem jest szczególnie widoczny w budynkach o
znacznej wysokości (powyżej 30 m) i często jest powodem niewłaściwego funkcjonowania systemu
napowietrzania.
Jeżeli ruch powietrza odbywa się od dołu ku górze mowa jest o normalnym (naturalnym ciągu
kominowym). Normalny ciąg korni nowy jest najbardziej widoczny zimą, przy niskich temperaturach
zewnętrznych. Nawiew zimnego powietrza zewnętrznego do ciepłej przestrzeni klatki schodowej
powoduje znaczne nasilenie niekorzystnego zjawiska rozwarstwienia ciśnienia na kondygnacjach
skrajnych.
Przy ruchu powietrza skierowanym od górnych do dolnych kondygnacji mowa jest o odwróconym
ciągu kominowym. Odwrócony ciąg kominowy pojawia się, jeśli temperatura na klatce schodowej jest
niższa niż temperatura otoczenia. Efektem tego jest podciśnienie na górnych kondygnacjach klatki
schodowej i nadciśnienie na dolnych kondygnacjach. Takie parametry powodują powstanie gradientu
ciśnienia, gdzie ciśnienie o wartości wyższej występuje na kondygnacjach niższych, zaś na górnych
piętrach budynku ciśnienie przyjmuje wartości niższe.
Zjawisko efektu kominowego związane jest nie tylko ze zmiennością pór roku, zakłócenia pracy
systemów zabezpieczenia nadciśnieniowego widoczne są również wciągu doby. Ustalone w pewn m
okresie (np. jednego dnia) warunki otoczenia nie zawsze gwarantują, że o określonej godzinie w
obiekcie panować będzie znany rozkład ciśnień. Nawet niewielka zmiana temperatury zewnętrznej,
spowodowana np. załamaniem pogody, może spowodować, że w bardzo krótkim czasie pojawi się lub
nasili widoczne rozwarstwienie ciśnienia w trzonie klatki schodowej, na poszczególnych
kondygnacjach budynku.
W przypadku wybuchu pożaru efekt kominowy stwarza niebezpieczeństwo przemieszczania dymów
pożarowych do klatki schodowej (pionowej drogi ewakuacji). Zjawisko to występuje poniżej Linii
obojętnej, czyli w strefie podciśnienia: dymy pożarowe zasysane są z pomieszczenia objętego
pożarem do klatki schodowej.
Ryzyko przetłaczania dymu w budynku przy występowaniu ciągu kominowego bez instalacji
zapobiegania zadymieniu.
Unoszenie
Zjawisko to jest inaczej zwane wyporem hydrostatycznym gorących gazów na kondygnacji, na której
powstat pożar. Odpowiada za „przesączanie" się toksycznych produktów spalania przez
nieszczelności w konstrukcji budynku do kondygnacji położonych powyżej źródła pożaru.
Zabezpieczeniem przed unoszeniem może być utrzymanie nawiewu z instalacji wentylacji ogólnej na
kondygnacje poza strefą objętą pożarem w celu podniesienia w tej części budynku ciśnienia.
Rozprężanie
Jest to zjawisko wynikające z rozszerzalności cieplnej gorących gazów podczas pożaru.
Parcie i ssanie wiatru
Wiatr opływający budynek wytwarza wjego otoczeniu charakterystyczny układ ciśnienia. Na ścianie,
na którą napiera wiatr (strona nawietrzna) następuje wzrost ciśnienia. Po przeciwnej stronie
budynku (strona zawietrzna) wytwarza się strefa obniżonego ciśnienia.
Wpływ wiatru na działanie instalacji wentylacji pożarowej jest poważnym problemem jeżeli następuje
planowe (np. otwarcie okien) lub przypadkowe (np. pęknięcie okien) rozszczelnienie budynku.
Powstający w takich warunkach układ ciśnień wewnątrz budynku może w istotny sposób wpłynąć na
działanie instalacji zabezpieczenia przed zadymieniem. Wzależności od kierunku wiatru oraz miejsca
rozszczelnienia ściany budynku należy mieć na uwadze możliwość wystąpienia zjawiska zassania lub
wtłaczania dymu.
Zagrożenie wtłaczania dymu na drogi ewakuacji na skutek oddziaływania wiatru.
Wysysanie dymu na skutek działania wiatru.
Efekt tłokowy
Jest to zjawisko towarzyszące pracy wind w budynkach. Poruszająca się do góry winda dziata jak ttok:
wytwarza nadciśnienie w części szybu znajdującej się nad nią, a we fragmencie szachtu windowego
pod kabiną wytwarza się strefa podciśnienia. Zjawisko jest szczególnie widoczne w przypadku wind
ekspresowych, poruszających się z dużą prędkością.
Zagrożenie wynikające z tego zjawiska to przetłaczanie dymu przez poruszające się windy. Aby
wyeliminować to zagrożenie, w chwili wykrycia pożaru wszystkie kabiny powinny zostać
automatycznie sprowadzone na kondygnację parteru i tam pozostać zablokowane (z otwartymi
drzwiami). Należy przewidzieć system kompensowania ciśnienia (w postaci np. klap upustowych),
które będą obsługiwały szyby wind przeznaczonych dla ekip ratowniczych.
Systemy wentylacji pożarowej budynków wielokondygnacyjnych
W przypadku budynków wysokich i wysokościowych wyróżnia się dwa zasadnicze typy systemów
wentylacji pożarowej: systemy oddymiania oraz systemy zapobiegania zadymieniu. Systemy te różnią
się pod względem możliwych do zastosowania rozwiązań technicznych, pełnionych w obiekcie funkcji
oraz gwarantowanego poziomu bezpieczeństwa budynku.
KONTAKT
SMAY Sp z o.o.