RODO baner1

 aby móc przekazywać Ci informacje o nowych wyrobach, technologiach i wydarzeniach

z branży szklarskiej, okiennej i fasadowej

zgodnie z nowymi przepisami o ochronie danych osobowych RODO - WIĘCEJ INFORMACJI

 

swiat szkla 750x100 2

 

sacroexpo 468x60 

Rozwiązania oddymiania atrium hotelowego, sklepowego….
Data dodania: 31.01.18

Atria i pasaże stanowią atrakcyjny wizualnie, praktyczny i modny element architektury wewnętrznej wielu obiektów użytkowych. Najczęściej tego typu przeszklone przestrzenie stanowią reprezentacyjne wejście do wysokiej klasy hoteli, biur oraz stanowią główną arterię komunikacyjną nowoczesnych galerii handlowych. Z takiej właśnie lokalizacji i przeznaczenia wynikają jednak dodatkowe obowiązki w zakresie bezpieczeństwa pożarowego. 

 

 

Dla czego trzeba oddymiać atria?

 

Decydują o tym przepisy techniczno-budowlane i o ochronie przeciwpożarowej. Przepisy te mają zastosowanie nie tylko w przypadku budynków nowych, ale również przy rozbudowie, nadbudowie, przebudowie i zmianie sposobu użytkowania budynków istniejących. W szczególnych przypadkach ich zastosowanie może być również wymagane w razie stwierdzenia (np. podczas okresowej kontroli) zagrożenia życia ludzi. Przykładowo, zgodnie ze stanowiskiem Komendy Głównej Straży Pożarnej, podstawą do uznania budynku za zagrażający ludziom może być brak zabezpieczenia przed zadymieniem dróg ewakuacji. Wymagane przepisami zabezpieczenia rozwiązania techniczne, muszą charakteryzować się wysoką efektywnością działania. Jest to szczególnie istotne w świetle obowiązującej od 2015 r. zmianie ustaw regulujących warunki dostępu do wykonywania niektórych zawodów. Zgodnie z jej zapisami, do dnia uzyskania pozwolenia na użytkowanie obiektu komendant wojewódzki PSP może unieważnić uzgodnienie projektu, który będzie zawierał rozwiązania niezgodne z wymaganiami ochrony ppoż., mające istotny wpływ na stan bezpieczeństwa pożarowego obiektu budowlanego. Oznacza to, że nie wystarczy spełnić jedynie minimalne wymogi formalne (zastosować w budynku system bezpieczeństwa), ale projektowane rozwiązanie musi gwarantować spełnienie sprecyzowanych w przepisach wymagań podstawowych oraz funkcjonalnych.

 

 

Wymagania podstawowe i funkcjonalne dla oddymiana atriów obiektów użytkowych

 

Wymagania podstawowe dla systemu oddymiania wraz z innymi środkami ochrony ppoż. określone zostały w §6 ustawy o ochronie przeciwpożarowej [3] oraz §207. znowelizowanych (data ogłoszenia 08.12.2017 r.) Warunków Technicznych [1]. W razie wystąpienia pożaru zapewnione powinno być m.in.: zachowanie nośności konstrukcji przez określony czas (wynikający z klasy odporności pożarowej obiektu); ograniczenie rozprzestrzeniania się ognia i dymu wewnątrz budynku; możliwość ewakuacji ludzi lub ich uratowania w inny sposób oraz uwzględnienie bezpieczeństwa ekip ratowniczych. Ważną rolę w spełnieniu powyższych wymagań pełnią systemy wentylacji oddymiającej, ale pod warunkiem, że działanie zaimplementowanego w budynku systemu będzie efektywne. Kryterium efektywności instalacji oddymiania atriów w obiektach użytkowych określają wymagania funkcjonale jednoznacznie sprecyzowane w §270.1. Warunków Technicznych [1]: Instalacja wentylacji oddymiającej powinna: 

 

  • usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację; 
  • mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego, uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem.

 

 

2018 01 27 1

Symulacja ewakuacji pomieszczeń przyległych do atrium (program Pathfinder)

 

 

Jaki system oddymiania atrium?

 

Każdy budynek, w którego przestrzeni zaplanowane jest atrium, wymaga opracowania indywidualnych rozwiązań technicznych systemu oddymiania. Wynika to z indywidualnego ukształtowania architektury wewnętrznej oraz różnych sposobów wykorzystania i zagospodarowania tej przestrzeni. Oprócz skuteczności inwestor ma prawo wymagać od projektanta, żeby zaproponowane przez niego rozwiązanie było również optymalne pod względem kosztów inwestycyjnych. Każdorazowo konieczne jest więc poszukiwanie najkorzystniejszej od strony technicznej i ekonomicznej drogi projektowej.

 

W celu zilustrowania metody opracowania efektywnego rozwiązania inżynierskiego posłużę się przykładem systemu opracowanego na potrzeby oddymiania Auli Głównej PW. Instalacja wykonana została dla wewnętrznego dziedzińca Gmachu Głównego PW, przykrytego ozdobnym plafonem (ok 25 m nad poziomem posadzki). Nad plafonem znajduje się szklany świetlik o piramidalnym kształcie. Do przestrzeni atrium na czterech kondygnacjach przylegają krużganki, które stanowią połączenie pomieszczeń przyległych (sal wykładowych, pokojów administracyjnych, pomieszczeń magazynowych, laboratoryjnych itd.) z pionowymi drogami ewakuacji (głównymi otwartymi na aulę schodami oraz trzema wewnętrznymi klatkami schodowymi). Wybór rozwiązania technicznego oraz wielkości elementów wykonawczych instalacji oddymiania w tego typu złożonych obiektach odbywać się powinien w kilku etapach.

 

 

2018 01 28 1

Lokalizacja zasobnika dymu w przestrzeni Auli PW

 

 

2018 01 28 2

Stopień zadymienia Auli PW podczas próby z ciepłym dymem, odpowiednio po 3, 4 i 5 minutach od rozpoczęcia emisji dymu

 

 

(...)

 

Etap 1. Zdefiniowanie celu funkcjonowania systemu oddymiania

 

Jak już wspomniano powyżej, podstawowym celem działania systemu jest umożliwienie ewakuacji ludzi, którzy mogliby być bezpośrednio zagrożeni skutkami pożaru w przestrzeni Auli. Problem stanowi szczególnie zabezpieczenie przed zadymieniem najwyżej położonych krużganków, stanowiących w tym przypadku jedyną drogę dojścia do klatek schodowych z licznych pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi. Z podobnym układem dróg komunikacji (a więc i problemem zabezpieczenia ewakuacji) spotkać się można zarówno w budynkach zabytkowych, jak i bardzo nowoczesnych. W takich przypadkach instalacja oddymiania musi utrzymać dym (w zasobniku) powyżej najwyżej położonych krużganków przynajmniej do zakończenie ewakuacji poszczególnych kondygnacji. Ważnym etapem projektu jest więc określenie czasu potrzebnego do opuszczenia pomieszczeń, dla których jedyną drogą dojścia do klatek schodowych są krużganki. W praktyce inżynierskiej powszechnie wykorzystuje się symulator ewakuacji ludzi z płonącego budynku w postaci programu Pathfinder. Program tego typu zawiera zestaw niezbędnych narzędzi do przeprowadzenia pełnej analizy z uwzględnieniem szeregu indywidualnych cech użytkowników budynku, które mogą wpływać na ich ruchy i decyzje podczas samej symulacji. Dzięki takiej konstrukcji programu możliwe jest określenie granic czasu najbardziej optymistycznej ewakuacji. Symulacje przeprowadzone dla Auli PW wykazały, że czas opuszczenia zagrożonego obszaru wynosi około 10 min.

 

Bezpieczeństwo ewakuacji jest oczywiście ważnym ale nie jedynym problemem związanym z projektowaniem systemu oddymiania. Opracowana instalacja powinna być dostosowana do indywidualnego charakteru budynku, a w przypadku obiektów zabytkowych, takich ja Aula PW, oznacza to bardzo ograniczone możliwości ingerencji w konstrukcję i wygląd budynku. Na wszystkie prace wymagana jest zgoda konserwatora zabytków, co w sposób oczywisty często ogranicza możliwość stosowania najprostszych i najbardziej oczywistych rozwiązań.

 

Na etapie określenia celu działania instalacji uwzględnić należy zagrożenia związane z oddziaływaniem pożaru na elementy konstrukcji lub wyposażenia atrium (np. elementy dekoracyjne i konstrukcyjne). Takim elementem w Auli Głównej jest, stanowiący przykrycie dziedzińca, plafon dekoracyjny. W tym przypadku pierwotnie wykorzystane tafle szklane zastąpione zostały płytami z poliwęglanu, lżejszego i bardziej odpornego na urazy mechaniczne. Problem stanowiła jednak temperatura uplastycznienia tego materiału, wynosząca 145°C. Stanowiło to dodatkowe ograniczenia dla instalacji oddymiającej, której działanie musiało gwarantować utrzymanie temperatury pod plafonem (w zasobniku dymu) poniżej temperatury uplastycznienia poliwęglanu.

 

 

Etap 2. Rozpoznanie stopnia zagrożenia oraz określenie dróg przepływu powietrza i dymu

 

Na tym etapie ustalić należy, jaka może być lokalizacja i wielkość pożaru. Konieczne jest uzgodnienie z inwestorem, jaki będzie sposób wykorzystania atrium oraz jakie mogą pojawiać się materiały stanowiące zagrożenie pożarowe. W przypadku auli PW największe zagrożenie tego typu pojawia się przy organizacji na dziedzińcu imprez masowych, takich jak targi, wystawy, pokazy, imprezy okolicznościowe, a nawet produkcje filmowe. W zależności od typu imprezy i nagromadzenia np. urządzeń wyposażenia scenicznego obliczeniowa moc pożaru może przekroczyć nawet 10 MW, co oczywiście ma bezpośrednie przełożenie na wielkość instalacji oddymiającej. W tym miejscu trzeba koniecznie powiedzieć, że dla pełnej oceny skuteczności systemu oddymiania trzeba przeanalizować różne lokalizacje źródła pożaru (zarówno na dziedzińcu Auli, jak i na różnych kondygnacjach w pomieszczeniach przyległych).

 

Konieczne dla opracowania koncepcji skutecznego oddymiania jest określenie dróg przepływu dymu. Trzeba wyznaczyć obszar tzw. zasobnika dymu, z którego za pomocą klap lub wentylatorów wyciągowych dym będzie usuwany poza budynek. W nowo projektowanych budynkach role zasobnika dymu może pełnić np. zabudowana z wykorzystaniem szkła ognioochronnego górna części atrium. Najczęściej jednak, dzięki znacznej wysokości kondygnacji, funkcję zasobnika pełni po prostu warstwa podstropowa. Należy również zdefiniować wymagania dla poziomu szczelności oddymianej przestrzeni. Dzięki temu można ustalić, gdzie i w jakiej formie wykonać trzeba zabezpieczenia przed niekontrolowanym przepływem dymu, w postaci np. stałych lub elastycznych kurtyn dymowych, dymoszczelnych drzwi pożarowych itd.

 

Bardzo istotnym zagadnieniem jest również określenie po jakim czasie, od momentu wybuchu pożaru, brak oddymiania może doprowadzić do pojawienia się realnego zagrożenia dla użytkowników budynku oraz konstrukcji budynku. Należy zadawać sobie sprawę, że nawet podczas pożarów o stosukowo niewielkiej mocy generowane są bardzo duże ilości dymu. Dla rozważanego przykładu Auli PW zasobnik dymu wyznaczony przez plafon i zabudowaną piątą kondygnację miał kubaturę ponad 5000 m3. Podczas przeprowadzonej próby z ciepłym dymem przy symulacji niewielkiego pożaru o mocy ok. 0,8 MW (co odpowiada np. wielkości pożaru dwuosobowej sofy), całkowite wypełnienie dymem zasobnika i zadymienie krużganka na czwartej kondygnacji nastąpiło już w 4 minucie eksperymentu.

 

Właśnie testy z wykorzystaniem ciepłego dymu znacznikowego pozwalają na zdefiniowanie dróg przepływu dymu w obrębie strefy pożarowej oraz miejsc przenikania dymu do stref sąsiednich. Przeprowadzenie takiego testu pozwala również na określenie rzeczywistego czasu i sposobu reakcji innych systemów bezpieczeństwa pożarowego (systemu detekcji pożaru, DSO, kontroli dostępu, systemów zabezpieczenia pionowych dróg ewakuacji, kontroli wind itd.). Ponadto, w przypadku przeprowadzenia wstępnych symulacji komputerowych, próba dymowa pozawala na walidację przyjętego modelu matematycznego. Oczywistym ograniczeniem opisanej metody jest możliwość jej zastosowanie w istniejącym obiekcie. Poza przypadkami modernizacji lub budowy nowej instalacji w istniejących obiektach (tak jak w przypadku Auli PW), test z ciepłym dymem stanowić powinien podstawową próbę odbiorową systemu oddymiania.

 

 

Etap 3. Koncepcja funkcjonowania i wielkość instalacji oddymiającej

 

Po pełnym i starannym zrealizowaniu dwóch pierwszych etapów można przejść do zasadniczej fazy opracowania koncepcji oddymiania atrium. Dla ustalonej mocy i lokalizacji pożaru dobrać trzeba urządzenia wykonawcze systemu oraz opisać scenariusz ich działania, w powiązaniu z innymi elementami stanowiącymi zabezpieczenie ppoż. atrium. Zadaniem projektanta jest tu znalezienie takiej wielkości urządzeń, która stanowić będzie akceptowalny kompromis pomiędzy efektywnością instalacji i kosztami jej wykonania. Projektant w swoich rozważaniach może opierać się na dostępnych standardach projektowych lub zastosować rozwiązanie inżynierskie, o ile gwarantować one będą spełnienie opisanych powyżej wymagań funkcjonalnych systemu oddymiania. Jednocześnie wcześniejsze zdefiniowanie dróg przepływu dymu pozawala na właściwe rozmieszczenie punktów odbioru dymu, rozmieszczenie koniecznych elementów ograniczających lub ukierunkowujących jego przepływ (np. kurtyn dymowych) oraz wyznaczenie dróg napływu powietrza kompensacyjnego. Koncepcja oddymiania Auli PW opiera się na wykorzystaniu przestrzeni międzyświetlikowej jako komory, w której na skutek działania rozmieszczonych na dachu wentylatorów oddymiających, wytwarzane będzie podciśnienie. Gromadzący się w zasobniku dym będzie wysysany przez otwarte klapy dymowe wkomponowane w panele ozdobnego plafonu. Obecnie producenci klap dymowych są w stanie dostarczyć urządzenie, które można dostosować do indywidualnego wyglądu praktycznie każdej kopuły stanowiącej przykrycie atrium. Do napływu powietrza kompensacyjnego wykorzystano istniejące wejścia do Gmachu Głównego PW, po wyposażeniu ich w system automatycznego otwierania na sygnał o wykryciu pożaru w przestrzeni Atrium.

 

Założenia koncepcji oraz wielkość urządzeń trzeba było jeszcze zweryfikować. Jedynym, ale przy właściwym zastosowaniu bardzo dobrym narzędziem inżynierskim, są tu symulacje komputerowe. Dzięki nim można sprawdzić dla różnych scenariuszy lokalizacji i rozwoju pożaru działanie planowanej instalacji czy spełnione zostaną podstawowe i charakterystyczne dla konkretnego obiektu cele działania systemu.

 

 

2018 01 29 2

Schemat systemu oddymiania Auli Głównej PW

 

 

Dla instalacji oddymiania Auli PW wykonany został cykl symulacji, dzięki którym określono najkorzystniejszą z ekonomicznego i technicznego punktu widzenia wydajność instalacji. Wydajność ta była ponad dwukrotnie niższa od określonej w wyniku obliczeń opartych na powszechnie stosowanych standardach projektowych. Wykazano jednak, że poza umożliwieniem ewakuacji (czas na opuszczenie górnych kondygnacji znacznie przekraczał 10 min), zaprojektowana instalacja zapewniała również utrzymanie temperatury dymu pod plafonem na poziomie nie przekraczającym 140oC.

 

 

2018 01 29 1

Przykładowa symulacja działania systemu oddymiania w przypadku pożaru zlokalizowanego w pomieszczeniu przyległym do Atrium PW (400 s od inicjacji pożaru)

 

 

Podsumowanie

 

Przedstawiona w artykule procedura zaprojektowania systemu oddymiania atrium pozwala na skonstruowanie efektywnego i optymalnego rozwiązania, które spełni wymagania podstawowe i funkcjonalne stawiane instalacjom tego typu. Ze względu na indywidualny charakter każdego obiektu warto poświęcić więcej wysiłku na dobre opracowanie wstępnych założeń oraz ich weryfikację przy zastosowaniu narzędzi symulacji numerycznych. Dzięki temu łatwiej uniknąć można często pojawiających się sytuacji w których na skutek wadliwego działania instalacji inwestor staje przed problemem dotrzymania terminu odbioru budynku, wydatkowania dodatkowych funduszy na uzupełnianie lub przebudowę instalacji lub problem z korzystnym ubezpieczeniem budynku.

 

 

 

 Grzegorz Kubicki
Politechnika Warszawska

 

 

Artykuł powstał na podstawie wystąpienia Autora na XXXI Konferencji Technicznej „Świata Szkła” Przeszklone wieżowce – trendy w projektowaniu i wykonawstwie, 7-8.12.2017 r.

 

 

Literatura

[1] Warszawa, dnia 8 grudnia 2017 r. Poz. 2285 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie

[2] 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 (Dz.Urz. UE nr L 88 z 4.4.2011)

[3] Ustawa o ochronie przeciwpożarowej (Dz. U. nr 81 z dnia 11.09.1991 r. poz. 351 z późn. zm.)

 

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 01/2018

 

 

 

 

 

 

01 chik
01 chik