Согласно статистическим исследованиям около 80% людей при пожарах гибнут не от ожогов, а от отравления продуктами горений или от удушья. Поэтому оборудование жилых, административных, производственных и других зданий эффективными системами дымоудалеия (ДУ) и вентиляции три пожаре будет иметь ключевое значение для безопасности, живущие или работающих в них людей.

Противодымная защита зданий

Противодымная защита представляет собой комплекс объемно-планировочных и инженерно-технических решений, главной целью которого является предотвращение (при пожаре) задымления путей эвакуации из помещений и зданий. Это позволяет уменьшить вероятность гибели людей при их эвакуации из здания, сократить материальные потери, сделать безопаснее и эффективнее работу пожарных по обнаружению и ликвидации очага пожара.

Требования, регламентирующие проектирование, эксплуатацию и ремонт систем противодымной защиты зданий и сооружений, содержатся в системе нормативных и методических документов. Номенклатура помещений и зданий, подлежащих оборудований системами противодымной защиты, и состав этой системы приводятся в отраслевых нормативных документах и СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений". Требования к исполнению систем противодымной защиты и отдельных ее элементов изложены в СНиП 2.04.05-91 «Отопление. Вентиляция и кондиционирование».

Согласно этим требованиям дымоудаление необходимо производить из помещений без естественного освещения через остекленные проемы в наружных ограждениях и из помещений с большим скоплением людей, где отсутствует естественное освещение и нет отрывающихся при пожаре проемов с достаточной для удаления дыма площадью.

Систему дымоудаления помещения при пожаре можно не предусматривать, если время опускания слоя дыма до высоты рабочей зоны {23 и от пола помещений) превышает расчетное время эвакуации, то есть если люди успевают покинуть помещение до момента опускания слоев дыма до опасной для них высоты.

Система удаления дыма и газов после пожара устанавливается в помещениях, оборудованных установками автоматического газового пожаротушения, и предназначена для проветривания помещения после завершения тушения пожара.

Система противодымной защиты в зависимости от объемно-планировочного решения и этажности здания может включать и себя;

• систему дымоудаления из помещений и {или) коридоров;
• снег ему удаления дыма и газов после пожара;
• систему обеспечения незадымляемости лестничных клеток;
• систему подпора воздуха в шахты лифтов, лестнично-лифтовые, лестничные и лифтовые холлы.

Новые требования к оборудованию для создания вентиляционных систем были сформулированы в 1997-1998 гг. в доку­ментах НПБ 241 -97 и НПБ 253-98. Также в них были даны подробные описания процедуры испытаний, проводимых в лабораториях ВНИИПО. Все эти нор­мативные документы обязывают проек­тантов, инвесторов и управляющих объектами ответственно подходить к созданию систем противопожарной вентиляции и выбору соответствующего оборудования.

Классификации оборудования для систем дымоудаления

Устройства, подлежащие обязательной пожарной сертификации и предназначенные для создания систем дымоудаления, можно разделить на следующие группы:

• вентиляторы дымоудаления для систем ДУ - осевые, радиальные, крышные с горизонтальным и крышные с вертикальным выбросом потока горячих газов;
• огнезадерживающие клапаны для систем вентиляции (В) и кондиционировании воздуха (КВ) и клапаны дымоудаления для систем ДУ.

Кроме этого, для создания подпора (из людей) допускается применение осевых и радиальных вентиляторов и вентиляторных блоков, которые необязательно специально сертифицировать,

Вентиляторы дымоудаления

Главное отличие вентиляторов ДУ от стандартных вентиляторов состоит в возможности использовать их достаточно длительное время (до 2 часов) для перекачки продуктом горения с температурой 400-600 ºС. Это обеспечивается благодаря выполнению двух основных условий. Во-первых, вентиляторы ДУ оснащаются специальной системой охлаждений мотора, во-вторых, рабочее колесо таких вентиляторов изготавливается с многократным запасом прочности, так как при нагреве сталь становится пластичнее и колесо стремится "сложиться", Для этого применяются специальные стали, в том числе и жаростойкие. Поскольку вентиляторы дымоудаления часто располагают на крыше зданий, необходимо, чтобы они имели эстетичный внешний вид и были устойчивы к атмосферным осадкам. Нередко такие вентиляторы выполняются полностью оцинкованными и оборудуются нержавеющим корпусом.

Основным отличием крышных вентиляторов ДУ от осевых является то, что они должны обеспечивать давление до 1600 Па, в то время как осевые вентиляторы только до 1200 Па {допускается последовательная установка осевых вентиляторов с увеличе­нием напора в 2 раза). В данном случае давлением называют напор, развиваемый вентилятором при перемещении газа плотностью 1.2 и с температурой 20С. Однако температура и плотность дыма при пожаре могут быть различными, и при подборе используют дополнительные пересчетные формулы давления и шкалы давления дач температур 400-600 ºС. Поскольку сопротивление каналов систем ДУ. В и КБ обычно несопоставимо, экономически целесообразно использовать вентиляторы 2-режимной работы - общеобменной и аварийной, оборудованных 2-скоростнымк моторами.

Работа крышного вентилятора ДУ не должна становиться причиной возгорания кровли. Поэтому в соответствии с требованиями СНиП 2.04,05.-91 уровень выброса необходимо поднимать на 2 метра. Это условие может выполняться заснет применения крышных вентиляторов, оборудованных выбросом в стороны и специальными стаканами, или с помощью новейшей разработки - вентилятора с выбросом потока воздуха вверх.

Системы подпора воздуха

Подпорные системы целесообразно использовать тогда, когда, а отдельном помещении (например, на пути эвакуации) требуется создать избыточное давление т счет подачи свежего воздуха, а использование общеобменных систем не всегда возможно. Устанавливать подпорные системы можно непосредственно в ограждающих стенах. Для этого можно использовать осевые вентиляторы.

Огнезадерживающие клапаны

Эти клапаны должны перекрывать воздуховоды, обычно в местах прохождения каналов противопожарных преград. Командой на закрытие клапана могут служить: специальная команда от центральной станции пожарной автоматики, общее отключение питания, превышение в канале установленной температуры. После срабатывания клапан в "закрытом" состоянии должен удержать "протекание" температуры (до 1000 "С) с одной стороны на другую так, чтобы на защищаемой стороне температура не превысила нормируемого значения.

Клапаны дымоудаления

Клапаны дымоудаления должны обеспечивать герметичность яри определенных перепадах давления. Как правило, они устанавливаются непосредственно в капитальные стены из бетона или кирпича, внутри которых (или за которыми) проложены шахты системы ДУ. Клапаны ДУ закрываются только по команде от центральной станции пожарной автоматика. Для упрощений проектирования кроме специализированных огнезадерживающих клапанов или клапанов дымоудаления выпускаются комбинированные или универсальные клапаны.

Специальные устройства

Специально для решении нестандартных задач сегодня выпускаются уникальные модели клапанов, например огнезадерживающие клапаны для атомных станций, клапанов во взрывозащищенном исполнении, крышные вентиляторы ДУ в "северном" (до -50 ºС) и во взрывозащищенном исполнениях для предприятий нефтегазовой и металлургической отрасли, расположенных в районах Крайнего Севера. Некоторые клапаны действуют в комплексе с установками газового пожаротушений и открываются после действия температуры 1000 ºС для проветриваний помещения от инертного газа.

Дымоудаление из помещения

При проектировании систем противодымной защиты необходимо определить значение основных параметров оборудования, предназначенного для эффективного дымоудаления.

До выхода СНиП 2.04,05 редакции 1986 г. площадь проемов для удалений дыма из помещения должна была быть равной 0,2% от площади пола помещения. С выходом СНиП 2.04.05-86 "Отопление, вентиляция и кондиционирование" определение площади проемов осуществляется по схемам "по периметру очага пожара" или "по защите эвакуационных проемов", в первом случае система дымоудаления обеспечивает незадымленную зону заданной высоты от пола в нижней части помещения, во втором случае - предотвращает выход дыма за пределы горящего помещения. Решение первой задачи, то есть обеспечение незадымленной зоны и нижней части помещения, возможно в том случае, когда очаг пожара сравнительно невелик.

Если же размеры очага пожара не ограничены, то для обеспечения незадымленной зоны заданной высоты потребуются системы дымоудаления с неприемлемо высокими параметрами, В этом случае единственной задачей, которую сможет решить система ДУ, станет обеспечение нераспространения дыма за пределы горящего помещения.

Выбор способа дымоудаления зависит от высоты, этажности здания и других факторов. Для одноэтажных зданий нормами допускается как естественное, так и механическое (с помощью вентилятора} дымоудаление. Для помещений, расположенных в нижних этажах многоэтажных зданий устройство дымоудаления с естественным побуждением тяги не рекомендуется нормами. В случае применения вентиляторов для устройства дымоудаления из помещений в одноэтажном здании целесообразно использовать осевые или крышные вентиляторы, обладающие высокой производительностью при невысоких давлениях. Они должны иметь сертификат пожарной безопасности, Для эффективной работы системы дымоудаления дымоприемные отверстия должны быть меньше толщины слоя дыма под потолком помещения. В противном случае через часть проема дымоудаления из помещения выходят продукты горения, а через другую часть - воздух. Согласно требованиям нормативных документов площадь, обслуживаемая одним дымоприемным отверстием, не должна превышать 900 мг. Дымоприемные отверстия должны быть рассредоточены по площади помещения. Для возмещения удаляемого дыма необходимо предусмотреть приток свежего воздуха и нижнюю часть помещения. При естественном дымоудалении площадь приточных проемов может быть определена при условии, когда потери давления на приточных проемах не превышают 10% от располагаемого перепада давления. Площадь приточных отверстий при механическом дымоудалении должна быть достаточной для того, чтобы перепад давления на закрытых дверях и воротах, используемых для эвакуации, не превышал 300/Fпр Па (Fпр - площадь проема).

Создание системы дымоудаления из многоэтажных зданий

Основной задачей системы противодымной защиты многоэтажного здания является обеспечение незадымляемости при пожаре вертикальных путей эвакуации из здании (лестничных клеток). Эта задача решается путем устройства незадымляемых лестничных клеток, создания систем дымоудаления из коридоров и исключением задымления здания черва шахту лифта (рис, 1}

В зданиях повышенной этажности нормативными документами регламентируется наличие незадымляемых лестничных клеток. По принятой СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" классификации незадымляемые лестничные клетки подразделяются на три типа:

• Н1 - незадымляемость обеспечивается за счет устройства входов на лестничные клетки через наружную (воздушную) раму по балконам, лоджиям и открытым подходам (рис. 2);
• Н2 - незадымляемость обеспечивается за счет подачи наружного воздуха при пожаре в объем лестничной клетки:
• НЗ – незадымляемость обеспечивается за счет подачи наружного воздуха при пожаре в объем тамбура-шлюза перед лестничной клеткой.

Дым должен удавятся из:

• коридоров без естественного освещения через остекленные проемы в наружных ограждениях;
• коридоров зданий, высота которых и земли до нижнего края оконных и дверных проемов верхнего этажа превышает 28м {далее - "здания повышенной этажности") независимо от наличия в них естественного освещения.

В зданиях повышенной этажности необходимо устраивать отдачу наружного воздуха в шахты лифтов для создания в них избыточного, по отношению к смежным помещениям, давления (подпора) воздуха. Подпор воздуха также должен создаваться в шахтах лифтов, соединяющих подземные и наземные этажи здания и о тамбурах-шлюзах перед лифтами на подземных этажах.

Типичная схема противодымной защиты Здания (рис. 1) включает в себя систему дымоудаления из коридора этажа пожара незадымляемые лестничные клетки и систему подачи наружного воздуха в шахты лифтов. Незадымляемость лестничных клеток этого типа обеспечивается за счет подачи наружного воздуха с расходом Gax вентилятором (6) а объем лестничной клетки (3). Шахта дымоудаления из коридоров делается на всю высоту здания и оборудуется вытяжным вентилятором (5). Расход дыма, перемещаемого вентилятором дымоудаления при пожаре, обозначен Gду. На каждом этаже в шахте имеется проем, закрытый клапаном дымоудаления. В объемы шахт лифтов (4) приточным вентилятором (7) подается наружный воздух с расходом Gшл При возникновении пожара в помещении или квартире (1) продукты горения через открытую или прогоревшую дверь выходят в коридор (2). Открывается клапан дымоудаления в коридоре на этаже пожара (клапаны дымоудаления и на всех остальных этажах остаются закрытыми). Начинает работать вентилятор дымоудаления. С интервалом в 25-30 сек, включаются вентиляторы подачи воздуха на незадымляемые лестничные клетки второго типа (Н2) и шахты лифтов. Интервал между включением вентиляторов необходим для того, чтобы избежать совпадения пусковых тонов электродвигателей вентиляторов.

Расчет параметров вентиляторов дымоудаления из коридоров

Основной задачей расчета системы противодымной защиты здания повышенной этажности является определение (технических параметров вентиляторов дымоудаления из коридоров, подачи воздуха на незадымленные лестничные клетки и в шахты лифтов, при которых обеспечивается Незадымляемость вертикальных путей эвакуации из здания

Первая в нашей стране методика расчета требуемых параметров вентиляторов систем противодымной защиты жилых зданий повышенной этажности была разработана Н.Н. Разумовым; И.С. Шаповаловым и И.Т. Светашовым в 1973 г. В результате проведенных ВНИПО натурных огневых испытаний, опытов на полномасштабной экспериментальной установке "фрагмент этажа высотного здания" и теоретических исследований были уточнены исходные параметры этой методики и разработаны рекомендации по расчету параметров системы противодымной защиты жилых и общественных зданий повышенной этажности. Расчеты системы производятся при следующих исходных; данных:

• пожар происходит в холодное время года на нижнем типовом этаже здания;
• окна помещения, где возник пожар, и выбросные отверстия систем дымоудаления выходят на наветренный фасад здания, входная дверь здания и воздухозаборные отверстия систем подпора воздуха выходят на заветренный (подветренный) фасад здания,
• кабины лифтов располагаются на первом этаже, двери кабин и лифтовых шахт открыты;
• двери на пути эвакуации от горящего помещения до улицы открыты, остальные окна, и двери в здании закрыты. Полный расчет параметров вентиляторов является достаточно сложным. Поэтому ниже приводятся только самые общие формулы, по которым можно определить требования к производительности вентиляторов, а также давлению, которое они должны создавать.

Расчет параметров вентиляторов дымоудаления из коридоров

Производительность вентилятора дымоудаления рассчитывается по формуле:
Qшп=3600(Gд+GaN)/ρN
где ρN – плотность продуктов горения на уровне верхнего этажа, Gд – количество дыма, удаляемого из коридора, GaN - суммарный расход воздуха, проникшего в шахту дымоудаления за счет фильтрации через щели и неплотности в клапане дымоудаления верхнего этажа.

Давление, которое должен развивать вентилятор дымоудаления равно:
Рп=Рн.н.в. – наружное давление на наветренном фасаде на уровне выбросного отверстия, РшN - давление в шахте дымоудаления на уровне расположения верхнего клапана, g - ускорение свободного падения, hвыбр- расстояние по вертикали от верхнего клапана дымоудаления до выбросного удаления. Ρn - плотность приточного воздуха., Рсети - потери давления в сети обвязки вентилятора.

Расчет параметров вентилятора подачи воздуха в незадымляемую лестничную клетку Н2

При работе вентиляционной системы противодымной защиты здания повышенной этажности и незадымляемой лестничной клетки второго типа (Н2) и в шахтах лифтов создается избыточное по отношению к смежным помещениям и улице давление. За счет этого часть воздуха, подаваемого в верхнюю часть, лестничной клетки и шахты лифта, уходит через щели и неплотности дверей и окон внутрь здания и на улицу. Для обеспечения требуемых нормами параметров на первый этан здания, на лестничную клетку и в шахту лифта должно поступить определенное количество воздуха. Производительность вентиляторов подпора воздуха на лестничные клетки второго типа и в шахты лифтов должна быть больше этого количества на величину утечек воздуха через цели и неплотности дверей и окон. Расход воздуха, поступающего на первый этаж лестничной клетки со второго, равен сумме расходов воздуха, уходящего с лестничной клетки в коридор этажа пожара и на улицу через открытую входную дверь здания.

Производительность вентилятора, то есть количество воздуха, которое он должен подавать в верхнюю часть лестничной клетки для создания подпора при пожаре, рассчитывается так:
Qл.к.=3600 GN/ρN
где Qл.к - расход воздуха (подача) вентилятора; GN - расход воздуха с верхнего этажа лестничной клетки, а ρN - плотность притекающего воздуха.

Давление, которое должен обеспечивать вентилятор подачи воздуха на лестничную клетку, Вычисляется по формуле:
Рв=Рп.кN- Рн.з.в.+Рсети
где Рв - давление, развиваемое вентиля­тором, Рп.кN - давление на верхнем этаже лестничной клетки, Рн.з.в - наружное давле­ние на заветренном фасаде, Рсети - потери давления в сети обвязки вентилятора от воздухозаборного отверстия до объема лестничной клетки.

Параметры вентилятора подачи воздуха в тамбуры-шлюзы перед незадымляемыми лестничными клетками третьего типа (НЗ) определяются из условий обеспечения в тамбурах-шлюзах избыточного по отно­шению к наветренному фасаду давления в 20 Па. Это задача идентична расчету обычной вентиляционной сети.

Расчет параметров вентилятора подачи воздуха в шахту лифта

Расход воздуха, который необходимо по­дать в шахту лифта для создания в ней подпора воздуха при пожаре, равен сумме расходов воздуха, уходящего через щель между кабиной и шахтой на первом этаже, и расходов воздуха, фильтрующегося че­рез щели закрытых дверей на втором и вышерасположенных этажах:

Gш.л.= Gш.л.1+Σ Gш.i
где Gш.л.1- расход воздуха, уходящего че­рез щель между кабиной и шахтой лифта на первом этаже, Σ Gш.i расход воздуха, фильтрующегося через щели закрытых дверей на втором и вышележащих этажах. Соответственно производительность вен­тилятора определяется по формуле:
Qш.л.=3600Gш.л./ρн
где ρн - плотность притекающего воздуха.

Давление Рв, которое должен обеспечи­вать вентилятор подачи воздуха в шахту лифта равно:
Рв =Рш.л.-Рн.з.в.+Рсети
где Рв - давление, развиваемое вентилятором, Рш.л. - давление в объеме шахты лифта, Рн.з.в.- наружное давление на заве­тренном фасаде на уровне воздухоприемного отверстия вентилятора, Рсети - поте­ри давления в сети обвязки вентилятора от воздухе заборного отверстия до объема шахты лифта.

Характерными особенностями вентиляторов для подачи воздуха на лестничные клетки и шахты лифтов является большая произво­дительность при низких значения давления.

Методы приемосдаточных и контрольных испытаний

Приемо-сдаточные и контрольные испы­тания вентиляционных систем противодымной защиты ранее проводились в соответ­ствии с требованиями "Инструкции по эксплуатации и ремонту автоматизирован­ных систем противопожарной защиты в жилых домах повышенной этажности". В 1997 г. был выпущен документ НПБ 240-97 "Противодымная защита зданий и сооружений. Методы приемосдаточных и периодических испытаний, более полно учитывающий спе­цифику систем противодымной защиты зда­ний различного назначения.

При проведении приемосдаточных и периодических испытаний измеряются основные параметры, регламентируемые требованиями нормативных документов и определяющие эффективность работу системы противодымной защиты. Такими параметрами являются величина избыточного давления в защищаемых объемах (лестничные клетки, шахты лифтов, лиф­товые и лестничные холлы, тамбур-шлюзы) и расходы удаляемого дыма. Величи­на избыточного, по отношению к наветренному фасаду, давления в защи­щаемых объемах должна быть не менее 20 Па. Величина измеряемого объемного расхода воздуха, удаляемого из помеще­ния или коридора, должна быть не менее расчетного значения. Нормами регламентируется также максимальный пере­пад давления, возникающий в дверях, ве­дущих с лестничной клетки на поэтажный коридор, который не должен превышать 150 Па. При дверях с размерами 2х1 м перепад давления 150 Па соответствует усилию открывания двери 15 кГс. Если из­меренные в испытаниях значения избы­точных давлений не меньше 20 Па, а рас­ходы не меньше расчетных значений, система противодымной защиты отвеча­ет нормативным требованиям и может быть принята в эксплуатацию, в против­ном случае необходимо определить при­чину несоответствия. Принципиальна» схема измерений параметров системы противодымной защиты приведена на рис. 3.

Использование огнезадерживающих клапанов

Ограничение распространения огня и про­дуктов горения по воздуховодам систем, об­служивающих помещения одной из катего­рий А, Б или В1-3, осуществляется путем установки огнезадерживающих или обрат­ных клапанов (рис. 4). Огнезадерживающие клапаны следует располагать на воздуховодах в местах пересечения ими ближайшей обслуживаемому помещению противопо­жарной преграды или перекрытия. Клапаны с пределом огнестойкости 0.25 ч могут уста­навливаться на противопожарной преграде с любой стороны при пересечении преграды с нормируемым пределом огнестойкости 0.25 ч. При нормируемом пределе огнестой­кости преграды (перекрытия) 0,75 ч должны устанавливаться клапаны с пределом огне­стойкости 0,5 ч.

Ограничение распространения огня и продуктов горения по воздуховодам об­щих систем вентиляции для жилых, обще­ственных, административно-бытовых зда­ний и помещений категорий Г, Д и В4 производственных зданий достигается установкой огнезадерживающих клапанов на поэтажных воздуховодах в местах сое­динения с вертикальным коллекторами или шахтами (рис. 5).

Противодымная защита является важным элементом обеспечения пожарной безопасности любого большого здания или строения. Правильно спроектированная и установленная система вентиляции может спасти человеческие жизни, облег­чить работу пожарных и, в конечном счете, значительно снизить ущерб, причиненные

Источник: www.veza.ru