Главная / Системы пожарной вентиляции

Системы пожарной вентиляции

Zenitnye-fonary1Ни для кого не секрет, что кровля — это один из основных элементов, влияющих на эксплуатационную безопасность здания. В случае пожара конструкция кровли находится в чрезвычайной опасности (равно как и здание в целом и люди в нем), к тому же зачастую тушение пожара и проведение спасательных работ необычайно осложняется из-за трудностей доступа к очагу пожара и возможности обвала конструкции. Применение дымоудаляющего оборудования (системы дымоудаления), которому посвящена данная статья, поможет не только обеспечить людям безопасную эвакуацию, а пожарным — локализовать источник пожара, но также многократно снизит опасность для конструкции кровли благодаря уменьшению температуры внутри помещения.

Противопожарное дымоудаляющее оборудование может быть разделено на два типа, предназначенное для:

• естественного удаления дыма (люки, или клапаны, дымоудаления, окна для дымоудаления);

• механического удаления дыма (вентиляторы).

Дымоудаляющее оборудование совместно с оборудованием, обеспечивающим приток воздуха, входит в состав систем пожарной вентиляции. Обеспечить защиту от задымления необходимо как по строительно-техническим нормам и правилам (СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»; СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция, кондиционирование»), так и в соответствии с концепцией противопожарной защиты объекта. Ее отправной точкой должен быть сценарий развития событий во время пожара, на основании которого необходимо подобрать противопожарное оборудование.  Строительно-технические требования описывают два принципиальных метода защиты от задымления: удаление дыма, а также предотвращение задымления.

На практике применяется простая комбинация:

• удаление дыма (противодымная вентиляция) обеспечивается

с помощью люков дымоудаления, окон (фрамуг) либо специальных вентиляторов;

• для предотвращения задымления (противодымной защиты), в основном, используются системы, обеспечивающие в защищаемом пространстве избыточное давление (так называемый подпор воздуха) по отношению к пространству, охваченному пожаром.

В проектировании разделение методов защиты от задымления значительно более сложное, особенно в случае, когда целью является обеспечение соответствующих условий эвакуации людей.

Удаление дыма

Zenitnye-fonary3Этот метод можно использовать как в целях облегчения эвакуации людей, защиты строительных конструкций, так и обеспечения условий для тушения пожара. Удаление дыма чаще всего используется для того, чтобы не допустить излишнего задымления эвакуационных путей в жилых зданиях, а также на одноуровневых объектах общественного пользования (например, в торговых центрах), в складских комплексах, на производственных объектах, a также для удаления дыма из этих зданий после пожара (СНиП 41-01-2003, СНиП 31-03-2001 «Производственные здания», СНиП 31-04-2001 «Складские здания», МДС 21-1.98 «Предотвращение распространения пожара»).

Основной принцип данной системы — не допустить снижения слоя дыма (в количестве, которое токсично и ограничивает видимость) ниже определенной границы безопасности. В большинстве проектных стандартов для общественных зданий этот уровень +2,5 м или +3,0 м от пола. В гаражах рекомендуемая высота зависит от функции, которую выполняет данная система. Если основная функция — это содействие эвакуации людей, то необходимо обеспечить пространство, свободное от дымового слоя высотой 2,5 м или 80 % высоты (всегда принимается меньшая величина). Если же основная функция — содействие спасательным мероприятиям, то толщина незадымляемого слоя может быть и ниже (в качестве граничной величины принимается в этом случае 1,75 м).

Система должна быть спроектирована и выполнена таким образом, чтобы во время, необходимое для эвакуации людей или тушения пожара, слой дыма не снизился ниже границы безопасности. Это означает необходимость создания в наивысшей части здания ограниченной дымовой зоны (с сохранением допустимой площади и размеров), с соответствующей площадью отверстий для удаления дыма, и в то же время служащей для притока так называемого дополнительного воздуха для дымоудаляемого пространства.

При использовании систем механического дымоудаления требуется обеспечить соответствующую производительность вентиляторов, удаляющих загрязненный дымом воздух, одновременно использующихся для притока свежего воздуха снаружи.

Zenitnye-fonary4Не вдаваясь в подробности определения площади дымоудалящих отверстий или производительности вентиляторов, заметим, что одним из основных условий эффективной работы системы дымоудаления, в особенности естественной (или гравитационной), является одновременный запуск устройств для вытяжки и притока воздуха.

Необходимо также остановиться на возможных способах активации систем дымоудаления, изложенных в СНиП 41-01-2003 и НПБ 88-2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования»). Наиболее простой из предусмотренных способов — система ручного запуска пожарной вентиляции. Ручной запуск осуществляется с помощью ручных извещателей (так называемых кнопок дымоудаления). Следующим обязательным способом запуска системы является автоматический запуск. Он может быть обеспечен несколькими способами. Если система дымоудаления комплектуется соответствующими блоками, то она может быть соединена с системой пожарной сигнализации объекта и получить сигнал на срабатывание от нее.

Zenitnye-fonary5Другой способ обеспечения автоматического запуска системы – использование дымовых датчиков или термических предохранителей (терморазмыкателей), интегрированных в люк дымоудаления. Оба эти способа имеют одинаковые недостатки: дымовой датчик, установленный в самой высокой части здания (в особенности в здании с атриумами), может обнаружить дым слишком поздно, a возможно также, что дым вообще не дойдет на такую высоту. Равно как и термический предохранитель, срабатывающий по достижении заданной температуры (от 68 °С), может быть малоэффективен (особенно при большом расстоянии от уровня пола до уровня кровли), так как запуск систем дымоудаления зависит от времени, в течение которого под крышей объекта будет достигнута критическая температура для термического предохранителя. Дистанционный запуск системы дымоудаления обеспечивают пульты управления, позволяющие дистанционно открыть люки дымоудаления именно в той зоне, в которой был обнаружен очаг возгорания.

Важной составной частью систем, обеспечивающих удаление дыма, являются физические барьеры (дымовые или противодымные занавесы или шторы), которые призваны ограничить распространения дыма и обеспечить его временное «складирование» в созданных специально для этого резервуарах (дымoвых зонах). Резервуаром дыма будет пространство под крышей здания или его часть, ограниченная дымовыми занавесами.

Основным и очевидным преимуществом использования дымовых занавесов является возможность разделить здание на секторы (дымовые зоны) и ограничить пространство, за пределы которого дым и продукты распада практически не будут распространяться, что позволит многократно увеличить эффективность люков дымоудаления.

Вне зависимости от типа используемой системы дымоудаления, одним из основных условий эффективности работы является надежность питания. Системы, запускаемые при помощи электрического оборудования, должны питаться из так называемых гарантированных сетей (т.е. тех, которые будут действовать в случае выключателя тока при пожаре и имеющих по крайней мере два независимых источника питания) с помощью проводов, устойчивых к воздействию высокой температуры. Системы, запуск которых производится с помощью сжатого газа (пневматические системы), должны иметь гарантированную герметичность сети (трассы из медной трубки), а также резервуара с газом.

Предотвращение задымления

Метод предотвращения задымления применяется в основном для защиты эвакуационных путей (лестничных клеток и пожарных лестниц) в многоэтажных зданиях.

Принцип действия основан на том, чтобы не дать дыму проникнуть в пространство, защищаемое путем создания избыточного давления (от 20 до 150 Па). То есть в таком случае можно говорить об управлении потоком дыма (СНиП 2.08.02-89 «Общественные здания и сооружения», МГСН 4.04-94 «Многофункциональные здания», СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция, кондиционирование»).

Далее мы остановимся подробнее на конструкции люков дымоудаления.

Люк дымоудаления – это устройство, предназначенное для естественного удаления продуктов горения, а также избыточного тепла, выделяющегося во время пожара. Люк дымоудаления может быть также использован для освещения помещений и их проветривания.

Люки дымоудаления следует устанавливать на такие конструктивные элементы кровли, как балки и фермы, или несущую металлическую часть кровельного покрытия (профильный лист), железобетонный цоколь. Все эти конструкции должны обеспечить стабильную опору и перенос воспринимаемых нагрузок с люков на конструкцию кровли.

Люк дымоудаления может быть как точечным (являться самостоятельной конструкцией), так и встроенным в световую полосу (ленточный зенитный фонарь), иметь одну или две открывающихся створки.

Люк дымоудаления состоит из следущих основных элементов: основание; купол; механизм открывания (пневматический или электрический привод).

Основание люка чаще всего изготавливается из оцинкованной стали (точечные люки дымоудаления) или алюминия (световые полосы) и обычно в плане имеет форму прямоугольника или квадрата, реже — окружности. Основание люка подготовлено для выполнения примыкания к нему кровельной гидроизоляции (битумной или с использованием ПВХ-мембраны).

Для этого в верхней части основания прикрепляется монтажная полоса, имеющая структуру, обеспечивающую (в случае качественного выполнения монтажа) герметичное примыкание гидроизоляционного материала.

Основание должно возвышаться над уровнем кровли не менее чем на 0,30 м.

Несущие элементы купола чаще всего изготавливаются из стальных или алюминиевых профилей, а в качестве заполнения применяются панели ячеистого или монолитного поликарбоната, акриловые купола, сэндвич-панели.

Выбор заполнения зависит от ряда факторов и определяется особенностями конкретного объекта.

Основными характеристиками, которые следует учитывать при выборе оптимального типа заполнения, являются:

1. Форма купола.

• Сферическую форму может иметь купол из акрила и монолитного поликарбоната;

• Пирамидальную — и акриловый купол, и заполнение из поликарбоната;

• Плоским может быть только заполнение из поликарбоната или сэндвич-панели.

2. Светопропускная способность (выражается в процентах и показывает отношение проникающего через купол света к падающему на него).

Светопропускная способность заполнения сильно разнится (из-за большого количества возможных вариантов), и формат статьи не позволяет подробно остановиться на данном вопросе, но для примера приведем две характеристики. Максимальная светопропускная способность купола из прозрачного акрила составляет 85 %, а заполнения из прозрачного четырехкамерного поликарбоната толщиной 20 мм – 69 %.

В тех случаях, когда необходимо максимально ограничить проникновение света в помещение (например, когда этого требует номенклатура хранения в складском комплексе), следует использовать заполнение из сэндвич-панели.

3. Термическая изоляция (выражается в В/м2*К и показывает способность конструкции к сопротивлению теплопотерям). Соответственно, чем ниже значение коэффициента, тем меньше теплопотери.

Здесь мы также имеем большой разброс значений, приведем только один пример. Однослойный акриловый купол имеет коэффициент теплопередачи 5,4 В/м2•К, а заполнение из четырехкамерного поликарбоната толщиной 20 мм — 1,7 В/м2•К.

Механизм открывания следует подбирать исходя из назначения люка дымоудаления, его размеров и расположения объекта.

Подробный анализ не может быть проведен в рамках данной статьи, но, основываясь на обширной практике применения люков дымоудаления, можем дать следующие рекомендации.

В большинстве случаев применяется электрический привод, который (в зависимости от типа) также позволяет осуществлять и проветривание (в режиме вентиляции). Основным недостатком можно назвать меньшую по сравнению с пневматическим приводом скорость открывания (до 18 мм/с).

Пневматический привод разумно применять для открывания люков площадью более 3 м2 или же на объектах, расположенных на территориях с большим расчетным весом снегового покрова (снеговые районы с V по VIII согласно СНиП 2.01.07-85*).

К преимуществам пневматического привода следует отнести более высокую скорость открывания, а также надежность действия системы.

В отличие от горючего электрического кабеля коммуникация из медной трубки не повреждается во время пожара.

Далее приведем основные технические характеристики люков дымоудаления, которые наиболее важно учитывать при проектировании:

• геометрическая площадь – площадь, определенная номинальными размерами люка;

• активная площадь – эффективная площадь дымоудаления; зависит от аэродинамического коэффициента люка; активная площадь определяется как результат умножения геометрической площади проема и аэродинамического коэффициента; величина активной площади люка дымоудаления приведена в технической документации производителя. На практике активная площадь люка всегда меньше его геометрической площади;

• угол открывания – для одностворчатых люков он может быть до 140-160°, для двухстворчатых — до 90°;

• температура срабатывания термического предохранителя – задается типом используемого баллона; может быть выбрана в зависимости от проекта системы дымоудаления и принятой концепции защиты здания; обычно колеблется в диапазоне 68-181 °C.

Люки не рекомендуется устанавливать на кровле в местах, где могут появляться избыточные нагрузки в связи с формой (например, на большом удалении от конька на скатных кровлях) и локализацией (например, вблизи стены более высокого здания).

Противодымный занавес (штора) – представляет собой физический барьер на пути распространения дыма вне обозначенной дымовой зоны. Занавес может быть стационарным (текстильная ткань) или автоматическим (разворачиваемая текстильная ткань).

Проектируя дымовые занавесы в здании, нельзя забывать про роль, которую этот занавес выполняет, — ограничение распространения дыма за пределы определенной территории. Монтаж должен быть произведен таким образом, чтобы занавес являлся действительным барьером для дыма.

Проектная документация, в зависимости от потребностей, может предусматривать выполнение крепления занавесов с использованием как существующих строительных элементов, так и дополнительных конструкций. Вид занавеса, а также его размеры определяются проектным решением. Дымовые занавесы следует устанавливать непосредственно под потолком, монтируя их на специально приготовленной для этой цели конструкции или других предназначенных для этого проектом элементах здания. Рекомендуется использовать несущие элементы из бетона или стальные. При их проектировании следует учитывать как вес оборудования, так и то, что плоскость крепления может быть как вертикальная, так и горизонтальная.

Дымовые занавесы изготавливаются из негорючего материала, ограничивающего проникновение дыма. Стационарные дымовые занавесы могут быть сделаны из стекла, гипсокартонных плит, листового металла, ткани и других материалов.

Если для проводки каких-либо коммуникаций потребуется выполнить отверстия в дымoвых занавесах, их следует герметизировать негорючим материалом, а соединение занавеса с крышей должно отличаться устойчивостью к проникновению дыма и продуктов горения.

Активные (автоматически разворачиваемые) дымовые занавесы должны устанавливаться и эксплуатироваться согласно инструкциям производителя.

Zenitnye-fonary6Особенное внимание следует обратить на свободно свисающие (не имеющие контакта с полом) занавесы, которые из-за разницы давлений могут отклоняться, уменьшая толщину слоя «складируемого» дыма. Для миниминизации отклонений следует применять утяжеляющие грузы
в нижней части (замыкающей кромке) занавеса. Вес нагрузки определяется проектировщиком и фирмой-поставщиком.

Необходимо помнить, что для обеспечения автоматического опускания занавесов в случае возникновения пожара их, как и другое оборудование дымоудалящей вентиляции, необходимо подключать к системе пожарной сигнализации.

Последним, из рассматриваемых нами в данной статье, элементом системы дымоудаления является дымоудаляющий вентилятор.

Дымоудаляющий вентилятор – устройство, применяемое в системах механической пожарной вентиляции для удаления дыма и продуктов горения.

В месте установки вентиляторa следует проверить надежность конструкций кровли, стропил, стены, пола помещения, где будет установлено устройство.


Кшиштоф Багински, главный специалист

по противопожарной защите, проектировщик Mercor SA

Ирена Кобяк, руководитель проекта отдела дымоудаления Mercor SA

Дмитрий Доровской, заместитель коммерческого директора «Роспруф»

«Кровли», № 2 (21) 2009