Systemy oddymiania w obiektach budowlanych. Pożar pod kontrolą

zobacz artykuł w formie pdf   zobacz pdfa  zobacz pdfa  zobacz pdfa

Systemy zabezpieczenia przeciwpożarowego budynków (w tym instalacje wentylacji pożarowej) stanowią znaczne obciążenie finansowe dla inwestora, co przy statystycznie niewielkim prawdopodobieństwie pożaru budzi zrozumiałą niechęć dla tego typu układów. Powszechną praktyką jest zatem dążenie do stosowania systemów spełniających minimalne wymagania narzucone przepisami i standardami ubezpieczyciela, bez należytej dbałości o ich poprawne funkcjonowanie techniczne. W poszukiwaniu rozwiązań najtańszych należy jednak pamiętać nie tylko o literze, ale również o znaczeniu kluczowych przepisów prawa budowlanego i o ochronie przeciwpożarowej.
Zgodnie z nim główną rolą instalacji wentylacji pożarowej jest zapewnienie użytkownikom budynku bezpiecznego opuszczenia podczas pożaru. Ponadto omawiane systemy powinny pełnić funkcję ułatwiającą działanie ekip ratowniczych i ochronną dla konstrukcji budynku. Praktyczna realizacja powyższych zadań wymaga od systemu wentylacji znacznie więcej niż tylko spełnienia minimalnych wymagań, egzekwowanych podczas prób odbiorczych na etapie przekazania budynku do użytkowania. Instalacja musie być sprawna i skuteczna podczas pożaru, który może wydarzyć się po wielu latach eksploatacji obiektu. Taka interpretacja nakłada na projektanta i wykonawcę instalacji obowiązek zastosowania pewnych i trwałych rozwiązań zgodnych z zasadami wiedzy inżynierskiej. W prezentowanym cyklu chciałbym zwrócić uwagę na to, jakie zadania spełniać powinna instalacja oddymiania budynków oraz w jaki sposób podczas procesu projektowego i wykonawczego zadbać, żeby cele funkcjonowania systemu mogły być zrealizowane.

Magazyn Instalatora

Zadania
Dyrektywy unijne oraz krajowe ustawy (Ustawa prawo budowlane oraz Ustawa o ochronie przeciwpożarowej) wraz z aktami wykonawczymi do tych ustaw (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie oraz Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów) stanowią podstawę dla zasad funkcjonowania i roli wentylacji pożarowej. W tym miejscu należy przypomnieć, że chociaż dyrektywy Unii Europejskiej stanowią nadrzędne akty prawne, a kraje członkowskie zobligowane są do likwidacji kolizji prawa krajowego z prawem unijnym, to bardziej restrykcyjne wymagania przepisów krajowych takiej kolizji nie stanowią i muszą być literalnie spełnione przez projektantów instalacji. Podstawowe zadania systemów wentylacji pożarowej wynikają z wymogów unijnych krajowych przepisów w zakresie bezpieczeństwa pożarowego budynków, które muszą być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, żeby:

* nośność konstrukcji była zachowana przez określony czas (np. czas, w którym podjęta może zostać skuteczna akcja gaśnicza, a wszyscy użytkownicy obiektu zdołają go opuścić). Realizacji tego celu służyć mogą systemy oddymiania, które dzięki rozcieńczeniu i odprowadzeniu poza budynek gazów pożarowych powodują obniżenie podstropowej temperatury dymu do wartości, która nie zagraża trwałości konstrukcji budynku.

* powstawanie i rozprzestrzenianie się ognia ix dymu w budynku było ograniczone. Zadanie to wymaga wydzielenia i zabezpieczenia stref pożarowych oraz sektorów oddymiania. Realizacji tego celu służą takie elementy systemu wentylacji pożarowej jak przeciwpożarowe klapy odcinające, kurtyny dymowe oraz zestawy urządzeń do różnicowania ciśnienia pozwalające na ochronę wydzielonych przestrzeni w obiekcie (np. klatek schodowych, przedsionków przeciw pożarowych, szachtów windowych, korytarzy itd.)

* rozprzestrzenianie się ognia na sąsiednie obiekty było ograniczone. Główną rolę odgrywają tu przegrody wydzielenia pożarowego ograniczające rozwój pożaru do wydzielonej za ich pomocą strefy pożarowej. Projektant systemów wentylacji pożarowej musi natomiast przemyśleć sposób dystrybucji dymu ze strefy pożarowej (prowadzenie i sposób wykonania sieci przewodów oddymiających) oraz miejsce i sposób wyrzutu dymu odprowadzanego ze strefy pożarowej w taki sposób, żeby nie mógł on zagrozić sąsiednim budynkom lub oddzielnym strefom pożarowym.

* osoby  znajdujące  się  wewnątrz  mogły opuścić budynek lub być uratowane w inny sposób. Punkt ten (w części dotyczącej możliwości bezpiecznego opuszczenia budynku) szczególnie odnosi się do systemów wentylacji pożarowej, ponieważ ochrona dróg ewakuacji w budynkach jest ich podstawowym zadaniem. Realizacja zadania utrzymania dobrych warunków ewakuacji (tzn. temperatury nie przekraczającej 60oC; odpowiedniego zakresu widzialności i zawartości tlenu w powietrzu), w zależności od typu i przeznaczenia budynku, dokonywana jest za pomocą urządzeń do oddymiania lub zapobiegania zadymieniu. Sposób działania samych urządzeń może być różny, przykładowo systemy oddymiania stosowane w obiektach wielkokubaturowych muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić pionową separację powietrza i dymu (zachowana musi być warstwa wolna od dymu w strefie przebywania ludzi) i jednocześnie odprowadzić poza budynek cały powstający w pożarze dym. Instalacje oddymiania stosowane na klatkach schodowych muszą natomiast w jak najkrótszym czasie odprowadzić porcję dymu przedostającą się chwilowo do tej przestrzeni wraz z grupą osób opuszczających kondygnację objętą pożarem. Po samoczynnym zamknięciu się drzwi prowadzących na klatkę schodową (obligatoryjnie muszą być to drzwi pożarowe z samozamykaczem) przerwany zostaje napływ dymu do tej przestrzeni. Podobnie w różny sposób realizowane może być zabezpieczenie przed zadymieniem: przez systemy różnicowania ciśnienia lub odpowiednio wykonane przegrody budowlane (np. postulowane w noweli warunków technicznych drzwi pożarowe wyposażone w samozamykacze na wyjściu z pomieszczeń na poziome drogi ewakuacji-korytarze). Fragment mówiący o możliwości uratowania w inny sposób odnosi się do sytuacji, kiedy ludzie mogą zostać poddani ewakuacji z budynku przez ekipy ratownicze inną drogą niż wyjścia ewakuacyjne lub przetrwać pożar w wydzielonej bezpiecznej strefie.

* uwzględnione  było  bezpieczeństwo  ekip  ratowniczych. W tym przypadku cel działania systemu wentylacji pożarowej uzależniony jest od typu obiektu. W budynkach wielkokubaturowych i garażach zamkniętych należy zapewnić minimalne wymagania dla bezpiecznego prowadzenia akcji gaśniczej, co w praktyce oznacza jedynie utrzymanie temperatury w odległości 10 m od źródła pożaru na poziomie nie wyższym niż 100oC. System oddymiania nie musi więc w tym przypadku zapewnić separacji powietrza i dymu, nie musi też uruchamiać się automatycznie. Różnica w wymaganiach dla instalacji oddymiającej funkcjonującej na potrzeby ewakuacji i prowadzenia akcji gaśniczej przedstawiona została na rys 1. W przypadku systemów zapobiegających zadymieniu (różnicowania ciśnienia) ochrona działania ekip ratowniczych wiąże się z wyższymi wymaganiami dla systemu. Wymagana jest w tym przypadku m.in. wyższa prędkość przepływu powietrza w drzwiach otwartych na kondygnacji objętej pożarem (2 m/s na granicy strefy chronionej i niechronionej nadciśnieniem). Przy projektowaniu zakłada się ponadto pozycję otwartą drzwi wejściowych na poziomie wyjścia z budynku, konieczność stosowania dwóch niezależnych źródeł zasilania, zdublowania wentylatorów napowietrzania strefy chronionej itd. (norma EN12101-13pr).

Praktyczna realizacja nakreślonych powyżej podstawowych wymagań dla systemów wentylacji pożarowej wymaga wykonania dobrego projektu technicznego, „szytego na miarę” konkretnego obiektu. Praktycznie każdy budynek posiada swoją indywidualną, niepowtarzalną aranżację przestrzeni wewnętrznych, unikalną konstrukcję dróg komunikacji i ewakuacji oraz często łączy w jednej kubaturze przestrzenie o zróżnicowanym przeznaczeniu funkcjonalnym (rys. 2). Taki indywidualny układ często wymaga zastosowania różnych systemów wentylacji pożarowej, które muszą działać w koincydencji w taki sposób, żeby niezależnie od miejsca wybuchu pożaru w możliwie szerokim zakresie realizować założenia przedstawionych powyżej wymagań obligatoryjnych.

Magazyn Instalatora

Cele zdefiniowane
Pierwszym etapem projektu technicznego musi być sporządzenie założenia dla działania instalacji w wyodrębnionych częściach funkcjonalnych budynku w oparciu o minimalne wymagania dla systemu, wynikające bezpośrednio z przepisów. Na tym etapie muszą zostać zdefiniowane m.in. główne cele funkcjonowania systemu wentylacji pożarowej w konkretnym obiekcie – czy jest nim ochrona dróg ewakuacji, czy może ochrona dróg ewakuacji i zabezpieczenie działania ekip ratowniczo-gaśniczych lub wyłącznie ułatwienie gaszenia pożaru i ochrona konstrukcji budynku. Sporządzając założenia dla funkcjonowania systemu, trzeba również jednoznacznie określić, jakie przestrzenie budynku zostaną objęte ochroną i jakie urządzenia powinny pełnić tę funkcję.

Magazyn Instalatora

W budynkach wielkokubaturowych należy na tym etapie wyznaczyć strefy dymowe wydzielone w ramach strefy pożarowej i rozpoznać wszystkie możliwe drogi przepływu dymu, tak żeby instalacja oddymiania skutecznie chroniła pozostałą część budynku (poza strefą, w której wybuchł pożar). W budynkach wielokondygnacyjnych oraz wydzielonych częściach obiektów wielkokubaturowych (np. wewnętrzne klatki schodowe w centrach handlowych, na stadionach itd.) należy zdefiniować granicę strefy chronionej i niechronionej nadciśnieniem. Mogą to być np. drzwi klatki pomiędzy klatką schodową i korytarzem, przedsionkiem p.pożarowym i korytarzem, przedsionkiem p.pożarowym i przestrzenią open-space lub otwartą przestrzenią np. galerii handlowej. Zdefiniowanie tej przestrzeni określa, gdzie realizowany musi być warunek ukierunkowanego przepływu powietrza z wymaganą prędkością oraz jaka może być forma i rozmieszczenie punktów wyciągu powietrza i dymu. Założenia muszą również określić sposób realizacji ewakuacji (np. ewakuacja stopniowa lub jednoczesna) oraz określić drogi dostępu dla ekip ratowniczych. Te założenia w sposób bezpośredni przekładają się na wielkość projektowanej instalacji wentylacji pożarowej. Powyższe założenia skonsultowane powinny zostać przez projektanta z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych, a ich spełnienie jest absolutnie niezbędne dla odebrania wykonanej instalacji.

Magazyn Instalatora

Poziom zagrożenia
Kolejny etap projektu zawierać powinien analizę rzeczywistego poziomu zagrożenia pożarowego, czyli określenie przewidywanej wielkości pożaru. Jest to szczególnie istotne w przypadku systemów oddymiania, gdzie wydajność wentylatorów oddymiających oraz powierzchnia czynna klap dymowych określona jest na podstawie wyliczonego w oparciu o wielkość pożaru strumienia dymu. Nie należy stosować metody opisanej w PN- 02877-4:2002/Az 1:2006. „Ochrona przeciwpożarowa budynków. Instalacje grawitacyjne do odprowadzania ciepła i dymu”, ponieważ jest to procedura oparta na przestarzałych i niezgodnych z aktualnym stanem wiedzy wytycznych.

Wpływ czynników
Konieczne jest również zdefiniowanie wielkości wewnętrznych i zewnętrznych czynników wpływających na funkcjonowanie systemu. Czynniki wewnętrzne mające wpływ na działanie instalacji wentylacji pożarowej to stratyfikacja termiczna i rozprężania gazów pożarowych oraz sposób działania w warunkach alarmu pożarowego instalacji np. wentylacji bytowej, wentylacji pożarowej oraz sposób wykorzystania wind. Wymienione tu zjawiska uwzględnione są na etapie tworzenia standardów projektowych (stąd ustalony został wymagany poziom bezpiecznego nadciśnienia oraz prędkość ukierunkowanego przepływu powietrza) oraz wpisane w wymogi scenariusza pożarowego (np. wymóg odcięcia fragmentu instalacji za pomocą przeciwpożarowych klap odcinających, wyłączenia wentylatorów wentylacji bytowej, włączenia systemów nawiewu pożarowego itd.). Na działanie instalacji wpływają jednak zjawiska, które nie są uwzględnione w standardach i scenariuszach pożarowych (parcie wiatru na elewację budynku, wielkość ciągu termicznego, wymiana ciepła powietrza z przegrodami budowlanymi itd.). Zjawiska, o których mowa, muszą być brane pod uwagę przy wyborze konkretnych rozwiązań technicznych, np. jeżeli odbiór powietrza i dymu ma być realizowany przez okna uchylne na elewacji, okna te powinny zostać zdublowane, wykonane na dwóch różnych elewacjach i współpracować z systemem rejestrującym kierunek aktualnego przepływu wiatru. W budynkach wysokich, gdzie na stabilizację nadciśnienia w przestrzeni chronionej wpływa bardzo istotnie ciąg termiczny, spełnienie warunków projektowych możliwe będzie, jeżeli zastosowany zostanie system nawiewu pożarowego aktywnie przeciwdziałający temu zjawisku (np. system przepływowy).

 Drogi przepływu
W obiekcie muszą zostać określone możliwe drogi przepływu powietrza i dymu, tak żeby możliwe było dobranie odpowiednich urządzeń ograniczających niekontrolowane przepływy dymu oraz ograniczające wielkość instalacji niezbędnej dla jego usunięcia. Mogą to być zarówno proste rozwiązania, takie jak kurtyny dymowe i kurtyny kierunkowe (ograniczające ilość dymu wpływającego do zasobnika), jak i bardziej rozbudowane systemy różnicowania ciśnienia, które mogą całkowicie zabezpieczyć wydzielone przestrzenie w budynku.

Rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych i administracji z 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków i innych obiektów budowlanych stawia wymaganie: dobór urządzeń przeciwpożarowych w obiekcie powinien być dostosowany do wymagań wynikających z przyjętego scenariusza zdarzeń w czasie pożaru. Scenariusz, który zawiera m.in. algorytm działania układu wentylacji pożarowej, wymagania dla systemy detekcji pożaru, zakres współpracy z instalacją tryskaczową, systemem kontroli dostępu oraz systemem DSO, stanowi więc podstawę wykonania projektu technicznego. Opis sposobu działania instalacji bezpieczeństwa pożarowego jest jednocześnie podstawą do opracowania matrycy sterowania, czyli konstrukcji układu automatycznego sterowania.

Grzegorz Kubicki

Literatura:

1. Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 roku o ochronie przeciwpożarowej (tekst jednolity Dz. U. 2009 r., nr 178 poz. 1 380).

2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

3. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 20 czerwca 2007 r. w sprawie szczegółowych czynności wykonywanych podczas procesu dopuszczenia, zmiany i kontroli dopuszczenia wyrobów, opłat pobieranych przez jednostkę uprawnioną oraz sposobu ustalania wysokości opłat za tę czynność (Dz. U. z 2007 r., nr 143 poz. 1001).

4. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 20 czerwca 2007 r. w sprawie wykazu wyrobów służących zapewnieniu bezpieczeństwa  publicznego lub ochronie zdrowia i życia oraz mienia, a także zasad wydawania dopuszczenia tych wyrobów do użytkowania (Dz. U. z 2007 r., nr 143W z. 10021).

5. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 27 kwietnia 2010 r., zmieniające rozporządzenie w sprawie wykazu wyrobów służących zapewnieniu bezpieczeństwa publicznego lub ochronie zdrowia i życia oraz mienia, a także zasad wydawania dopuszczenia tych wyrobów do użytkowania (Dz. U. z 2010 r., nr 85 poz. 553).

6. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) NR 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG.

Rys. 1. Skutek działania instalacji oddymiającej dla dwóch różnych celów działania.
Rys. 2. Budynek jako obiekt o złożonej architekturze i zróżnicowanych wymaganiach w zakresie ochrony przeciwpożarowej.
Rys. 3. Zjawiska kształtujące przepływ powietrza w budynku.

Tabela. System wentylacji pożarowej i jego zadania w zależności od typu obiektu.

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