Projektowanie wentylacji pożarowej w garażach podziemnych


Reklama

Wilo pomaganie przez serwisowanie

Obowiązek stosowania samoczynnych urządzeń oddymiających w garażach dla samochodów osobowych wynika w Polsce z rozporządzenia Ministra Infrastruktury [1] i dotyczy garaży zamkniętych o powierzchni całkowitej przekraczającej 1500 m2 (§ 277 ust. 4).

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury [1] oprócz garaży zamkniętych wyróżnia także garaże otwarte, zwolnione z obowiązku stosowania samoczynnych urządzeń oddymiających, z tym że garaże te powinny mieć zapewnione przewietrzanie naturalne każdej kondygnacji spełniające następujące wymagania (§ 108 ust. 2):

1) łączna wielkość niezamykanych otworów w ścianach zewnętrznych na każdej kondygnacji nie powinna być mniejsza niż 35% powierzchni ścian, z dopuszczeniem zastosowania w nich stałych przesłon żaluzjowych, nieograniczających wolnej powierzchni otworu;

2) odległość między parą przeciwległych ścian z niezamykanymi otworami nie powinna być większa niż 100 m;

3) zagłębienie najniższego poziomu posadzki nie powinno być większe niż 0,6 m poniżej poziomu terenu bezpośrednio przylegającego do ściany zewnętrznej garażu, a w przypadku większego zagłębienia – powinna być zastosowana fosa o nachyleniu zboczy nie większym niż 1:1.

Zadania

Instalacja wentylacji oddymiającej w garażu zamkniętym powinna usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura, które uniemożliwią bezpieczną ewakuację, oraz powinna mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem (§ 270). Wentylatory oddymiające powinny przy tym mieć klasę F600 60, jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza 400ºC, a F400 120 w pozostałych przypadkach. Inne klasy dopuszcza się wtedy, gdy taka możliwość wynika z analizy obliczeniowej temperatury dymu oraz zapewnienia bezpieczeństwa dla ekip ratowniczych [1].

W określonych przypadkach w garażach, w których należy stosować samoczynne urządzenia oddymiające, wymagane są również stałe urządzenia gaśnicze wodne (tryskaczowe lub zraszaczowe). Powoduje to konieczność rozpatrywania kwestii ich wzajemnego wpływu na siebie. Dotyczy to garaży znajdujących się w budynkach wymienionych w § 27 ust. 2 pkt 2-4 rozporządzenia MSWiA [2]:

* o liczbie miejsc służących celom gastronomicznym powyżej 600,

* wysokościowych – użyteczności publicznej lub zamieszkania zbiorowego.

Zastosowanie stałych urządzeń gaśniczych wodnych pozwala na złagodzenie niektórych ograniczeń projektowych (§ 277 ust. 2 pkt 1 i ust. 3, oraz § 237 ust. 6 pkt 1 rozporządzenia Ministra Infrastruktury [1]), umożliwiając:

* powiększenie dopuszczalnej powierzchni strefy pożarowej garażu zamkniętego z 5000 do 10 000 m²,

* objęcie jedną strefą pożarową więcej niż jedną kondygnację podziemną garażu zamkniętego,

* powiększenie dopuszczalnej długości przejścia ewakuacyjnego w garażu zamkniętym o 50%, a więc z 40 na 60 m.

Podobne powiększenie długości przejścia ewakuacyjnego w garażu zamkniętym o 50% jest możliwe również w przypadku zastosowania samoczynnych urządzeń oddymiających, uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu.

Przepisy polskie nie określają w pełni wymagań dla wentylacji oddymiającej garaży i zgodnie z art. 5 ust. 1 ustawy Prawo budowlane [3] należy w ich uzupełnieniu posługiwać się dodatkowo aktualnymi zasadami wiedzy technicznej. Biorąc pod uwagę zasady wiedzy technicznej, należy jednak zawsze uwzględniać różnice w realiach krajów, z których one pochodzą, oraz Polski. W krajach Unii Europejskiej najbardziej zaawansowane badania tej problematyki są prowadzone w Wielkiej Brytanii [4, 5]. Dodatkowo trzeba też zaznaczyć, że w 2006 r. została wprowadzona nowa norma dotycząca wentylacji oddymiającej garaży w Belgii [7], w 2010 roku w Holandii [10], natomiast w 2012 roku znowelizowano na podstawie raportu [13] z 2011 r. przepisy nowozelandzkie [14]. Z kolei w roku 2015 ukazała się najnowsza wersja normy NFPA 15 [15].

Nowe wytyczne

W tym roku pojawiły się w Polsce nowe wytyczne do projektowania wentylacji pożarowej garaży wydane przez Instytut Techniki Budowlanej [18], które jednak zostały bardzo źle odebrane przez środowisko branży budowlanej ze względu na bardzo zawyżone wymagania w zakresie doboru wydajności dla instalacji oddymiających oraz niezgodności formalne z obowiązującymi przepisami w zakresie omówionych poniżej kryteriów oceny warunków bezpiecznej ewakuacji z garaży i możliwości prowadzenia w nich działań gaśniczych [19].

Zgodnie z wymaganiami przepisów polskich jako cele działania systemu wentylacji oddymiającej w garażu wskazuje się:

1) zapewnienie możliwości bezpiecznego i skutecznego prowadzenia działań ratowniczych, zabezpieczających w szczególności przed zniszczeniem konstrukcji budynku, w którym znajduje się garaż,

2) niedopuszczenie do wystąpienia na przejściach ewakuacyjnych (w czasie, w którym mogą się na nich jeszcze znajdować ludzie) zadymienia lub wysokich temperatur, które uniemożliwią bezpieczną ewakuację. Trzeba też zaznaczyć, że zastosowanie urządzeń oddymiających pozwala w garażu, w którym miał miejsce pożar, na możliwie najszybsze przywrócenie stanu jego normalnej eksploatacji.

Za warunek bezpiecznego i skutecznego działania ekip ratowniczych w garażu najczęściej przyjmuje się brak przekroczenia wartości granicznych parametrów mających wpływ na bezpieczeństwo ekip ratowniczych w przewidywanym czasie rozpoczęcia działań gaśniczych (najczęściej 15 min), którymi są: temperatura 100oC i natężenie promieniowania cieplnego – 1 kW/m2, występujące w odległości 10 m od źródła pożaru, która odpowiada maksymalnej odległości, z jakiej możliwe jest prowadzenie akcji gaśniczej [16]. Zgodnie z wytycznymi ITB [18] dopuszczalna temperatura pracy ratowników wynosi 120°C, a natężenia promieniowania cieplnego – zależnie od odległości od miejsca pożaru – od 5 do 15 kW/m², co powoduje, iż szczególnie ze względu na wartości dopuszczonego poziomu promieniowania zastosowanie zaleceń wytycznych może doprowadzić do bezpośredniego narażenia życia ratowników.

Droga w czasie pożaru

Z kolei kryteria oceny warunków na drogach ewakuacyjnych w czasie pożaru zostały w Polsce określone w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 17.06.2011 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane metra i ich usytuowanie [6]) przyjmuje się według standardu brytyjskiego:

1) zadymienie na wysokości ≤ 1,8 m od posadzki, ograniczające widzialność krawędzi elementów budynku i znaków ewakuacyjnych luminescencyjnych do mniej niż 10 m,

2) temperatura powietrza na wysokości ≤ 1,8 m od posadzki przekraczająca 60°C, a w warstwie podsufitowej – na wysokości > 2,5 m – 200°C, ze względu na związane z tym promieniowanie cieplne.

Tu z kolei należy zwrócić uwagę, iż wytyczne ITB [20], jako kryterium zadymienia podają spadek zasięgu widzialności do 10 m, ale nie dla elementów budynku i znaków ewakuacyjnych luminescencyjnych, lecz dla znaków ewakuacyjnych podświetlanych. Oznacza to, iż elementy wskazane przez rozporządzenie [6] będą w takich warunkach widoczne z zaledwie 3 m, co jest oczywiście niedopuszczalne.

Wielkość projektowa pożaru

Jednym z najbardziej dyskusyjnych parametrów, a jednocześnie decydujących o wynikach analiz komputerowych, na podstawie których oceniane są systemy oddymiania garaży, jest wielkość projektowa pożaru. Przy projektowaniu wentylacji pożarowej garażu można rozpatrywać pożary o stałej mocy projektowej. Wytyczne w tym zakresie można znaleźć w normie BS [5] (tab. 1). Te same parametry zalecane są przez wytyczne ITB [18], jednak, jak pokazują najnowsze w tym zakresie badania brytyjskie (patrz wykres), wydają się one być znacznie zawyżone.

Podane w tabeli 1 wartości stałych mocy pożaru wykorzystywane są najczęściej do obliczeń „ręcznych”, natomiast w przypadku wykonywania analiz uwzgledniających rozwój pożaru w czasie (w szczególności przy wykonywaniu symulacji komputerowych CFD) norma BS wymaga oparcia się o wyniki badań eksperymentalnych, jak na przykład wspomniane wcześniej badania brytyjskie (wykres).

Na wykresie pokazano, iż pożar 3 samochodów osobowych, mimo braku instalacji tryskaczowej, przez pierwsze 15 minut swojego trwania osiąga moc 2-3 MW, a nie – jak podają wspomniane normy i wytyczne – 8 MW. W Polsce, szczególnie wśród przedstawicieli PSP, panuje wciąż jednak opinia, iż konieczne jest przyjmowanie do obliczeń mocy pożaru samochodów 8 MW, co przez większość projektantów jest robione.

W celu dokonania oceny wpływu nieuzasadnionego zawyżenia mocy obliczeniowej na wzrost kosztów inwestycyjnych instalacji oddymiającej wykonano obliczenia jej wymaganej wydajności (zgodnie z zaleceniami normy BS [5] i wytycznych ITB [18]), a następnie szacunkowo oceniono koszt wentylatorów oddymiających, które miałyby ją zapewnić. Obliczenia przeprowadzono dla przykładowego garażu o wysokości 3 m i szerokości 40 m. Dodatkowo porównano wydajność, jaką zalecają wytyczne ITB, w przypadku zastosowania w tym samym garażu wentylacji strumieniowej, opartej o zasady projektowania analogiczne jak w tunelach (mimo że takie zasady projektowania w garażach wcale nie są wymagane i niezbędne do osiągnięcia przedstawionych powyżej celów stawianych instalacji oddymiającej). Zestawienie powyższych parametrów przedstawia tabela 2.

Z tabeli 2 widoczne jest, iż już sam koszt wentylatorów oddymiających jest znacznie uzależniony od przyjętej mocy obliczeniowej pożaru, a co z tym idzie – obliczonej wydajności instalacji oddymiającej. Należy pamiętać, iż różnice nakładów finansowych wiążą się także z wieloma innymi elementami, jak na przykład z różnicami w wielkości szachtów instalacyjnych, które nie tylko wymagają obudowy, ale również zabierają powierzchnię użytkową obiektów.

Podsumowanie

Podsumowując, należy stwierdzić, iż stosowanie przy projektowaniu systemów zabezpieczeń przeciwpożarowych na podstawie założeń projektowych w rozwoju pożaru samochodów, pochodzących z najbardziej wymagających standardów światowych czy wytycznych ITB, wydaje się obecnie w Polsce ekonomicznie nieuzasadnione. Potwierdzają to zarówno najnowsze brytyjskie badania doświadczalne, jak i tamtejsze dane statystyczne. Obecnie trwają prace nad uporządkowaniem polskich statystyk na temat rzeczywistych pożarów występujących w garażach, które powinny ostatecznie potwierdzić powyższe tezy.

dr inż. Dorota Brzezińska

Cytowaną literaturę opublikowano w internetowym wydaniu artykułu na www.instalator.pl

Wykres. Krzywa rozwoju pożaru trzech małych samochodów osobowych [11].

Literatura:

  1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75, poz. 460 z późn. zm.).
  2. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 07.06.2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. nr 109, poz. 719).
  3. Ustawa z 07.07.1994 r. – Prawo budowlane (Dz. U. z 2006 r. nr 156, poz. 1118, z późn. zm).
  4. The Building Regulations 2000 – Approved Dokument B – Fire safety – version 2006.
  5. BS 7346-7:2013 Components for smoke and heat control systems – Part 7: Code of practice on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car parks.
  6. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 17.06.2011 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane metra i ich usytuowanie.
  7. NBN S 21-208-2 Protection incendie dans les batiments. Conception des systems d’evacuation des fumees et de la chaleur (EFC) des parkings interieurs.
  8. Measurements of the Firefighting Environment. Department for Communities and Local Government. London 1994.
  9. M. Janssens, Heat release rate of motor vehicles. 5th International Conference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods, Luxemburg 2004.
  10. NEN 6098:2010 Rookbeheersingssystemen voor mechanisch geventileerde parkeer-garages;
  11. Roisin Culinan, Fire Spread In Car Parks. Building Research Establischment 2009.
  12. J.B. Schleich, L.G. Cajot, M. Pierre, M. Brasseur 1999, Development of Design Rules for Steel Structures Subjected to Natural Fires in Closed Car Parks. European Commission, Luxemburg.
  13. P.C.R. Collier, Car Parks – Fires Involving Modern Cars and Stacking Systems, BRANZ Study Report 2011.
  14. C/VM2 Verification Method: Framework for fire safety design for New Zealand Building Code Clauses C1-C6 Protection from Fire and A3 Building Importance Levels, Ministry of Business Innovation & Employment, December 2013.
  15. NFPA 88A:2015 Standards for Parking Structures.
  16. D. Brzezińska, „Projektowanie wentylacji pożarowej a nowelizacja przepisów techniczno-budowlanych”, „Ochrona Przeciwpożarowa”, s. 34-38, 4/2009.
  17. D. Brzezińska, D. Ratajczak, „Wentylacja oddymiająca w garażach”, „Ochrona Przeciwpożarowa”, s. 18-23, 3/2010;
  18. W. Węgrzyński, G. Krajewski, „Systemy wentylacji pożarowej garaży podziemnych. Projektowanie, ocena odbiór”, ITB, Warszawa 2015.

19. D. Ratajczak, „Wytyczne garażowe W. Węgrzyńskiego i G. Krajewskiego”, „Ochrona Przeciwpożarowa”, czerwiec 2015.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij