Czytaj także -

Aktualne wydanie

okladka SS-7-8 2018-do Internetu

20180123-BANNER-160X600-V3-PL FENSTERBAUEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 RODO

 

25575923 

  

480x100px RFT18 engl

 

abs banner 480x120 English

 

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

Wentylacja pożarowa wielkokubaturowych obiektów użytkowych
Data dodania: 26.02.12

Możliwość wystąpienia pożaru w galerii handlowej, w sobotnie popołudnie spędza sen z powiek wielu właścicielom takich obiektów. Jest jednak możliwość optymalnego zabezpieczenia się przed skutkami takiego zdarzenia.

 

Pod pojęciem wielkokubaturowych obiektów użytkowych rozumieć należy budynki niskie lub średniowysokie, zaliczane do kategorii zagrożenia ludzi, o jednej kondygnacji (ew. z antresolami) lub kilku kondygnacjach przyległych do rozległego atrium.

 

 

Przykładem takich obiektów są centra handlowe, sale wystawowe lub widowiskowe, dworce kolejowe i lotnicze itd. Pod względem zastosowanych rozwiązań wentylacji pożarowej cechą wspólną użytkowych obiektów wielkokubaturowych jest stosowanie systemów oddymiania umożliwiających ewakuację ludzi z zagrożonej strefy. To teoretycznie proste zadanie polega na ukierunkowaniu przepływu dymu z ogarniętego pożarem pomieszczenia do przestrzeni podstropowej (nazywanej zasobnikiem dymu) i skuteczne usunięcie go poza budynek.

 

Jednocześnie nawiewane powietrze zewnętrzne (kompensacyjne) powinno wypierać gazy pożarowe ze strefy przypodłogowej tworzyć wolną od dymu przestrzeń, w której mogą poruszać się ludzie. Praktyczna realizacja opisanego powyżej zadania sprawia jednak sporo problemów szczególnie w obiektach o złożonym układzie architektonicznym. Poniżej przedstawione zostały wybrane problemy, z jakimi należy się uporać przystępując do projektowania skutecznego systemu oddymiania.

 

Koncepcja systemu oddymiania i podział kompetencji
Pierwszym etapem projektu systemu oddymiania, kluczowym dla dalszej realizacji projektu jest określenie wstępnych założeń (koncepcji) działania układu wentylacji pożarowej. Jest to część procesu projektowego, w którym uczestniczyć powinien projektant oraz rzeczoznawca do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych i na tym etapie dochodzi często do niewłaściwego podziału kompetencji.

 

W pierwszej kolejności rolą rzeczoznawcy jest nakreślenie projektantowi wymagań, jakie spełnić powinien system oddymiania w konkretnym obiekcie (przeznaczenie obiektu, klasa zagrożenia ludzi, wymagania odporności ogniowej itd.). Ponadto rzeczoznawca w oparciu o podkład architektoniczny oraz podział funkcjonalny obiektu wyznaczyć powinien granice stref pożarowych, dymowych (lokalizacje zasobników dymu) i ciągi piesze przeznaczone do ewakuacji.

 

Do projektanta należy określenie najwłaściwszych dla obiektu rozwiązań systemu oddymiania i napływu powietrza kompensacyjnego, współpracy z innymi instalacjami zabezpieczenia pożarowego oraz ew. innych układów wentylacji pożarowej. Ponadto projektant powinien zadecydować o przyjętej metodyce obliczeniowej (na podstawie zasad wiedzy technicznej) i wykonaniu obliczeń oraz doboru konkretnych urządzeń. Pod pojęciem wiedzy technicznej kryją się zarówno przepisy i normy krajowe jak i uznane standardy zagraniczne.

 

Ponieważ jedyną normą polską dotyczącą systemów oddymiania jest daleka od doskonałości norma PN-B-02877-4/Az1: 2006, lepszym rozwiązaniem jest projektowanie systemu oddymiania w oparciu o standardy europejskie (np. TR 12101-5) lub amerykańskie (NFPA 92B), gdzie wielkość instalacji oddymiania uzależniona jest w większym stopniu od rzeczywistego zagrożenia pożarowego.

 

Po stronie projektanta leży również weryfikacja (za pomocą obliczeń sprawdzających lub symulacji komputerowych) przyjętych i zastosowanych rozwiązań. Rzeczoznawca w fazie koncepcji powinien sprawdzić zgodność proponowanych rozwiązań z przepisami techniczno-budowlanymi. W praktyce spotkać się można z sytuacją, w której projektant otrzymuje od rzeczoznawcy dokładne wytyczne dla funkcjonowania systemu, a jego zadanie sprowadza się jedynie do doboru konkretnych urządzeń technicznych.

 

Jest to działanie niewłaściwe, ponieważ za funkcjonowanie systemu odpowiada projektant i wykonawca, a realizacja narzuconej koncepcji zewnętrznej wyklucza praktycznie przyjęcie takiej odpowiedzialności.

 

 

Rys. 1. Przepływ dymu w galerii przy pożarze o mniejszej niż projektowa mocy

 

W pierwszej kolejności rolą rzeczoznawcy jest nakreślenie projektantowi wymagań, jakie spełnić powinien system oddymiania w konkretnym obiekcie.

 

Określenie wielkości pożaru
Kluczowym elementem dla wyliczenia wielkości urządzeń systemu oddymiania jest określenie projektowej wielkości pożaru. Jest to szczególnie złożone zadanie w przypadku obiektów o złożonej architekturze takich jak galerie handlowe, w których do przestrzeni pasażu przylegają, czasami na kilku kondygnacjach pomieszczenia sklepowe, usługowe i biurowe. Przy tradycyjnych obliczeniach instalacji podstawową wielkością jest tzw. stała projektowa moc pożaru, która to wielkość omówiona została poniżej.

 

W projekcie rozważyć należy różne warianty rozwoju pożaru zarówno powstającego na posadce pasażu centralnie pod zasobnikiem dymu jak również (a raczej przede wszystkim) w najbardziej niekorzystnym pod względem oddymiania przyległym do pasażu pomieszczeniu. W pierwszym przypadku (pożar na posadzce pasażu) dym będzie wznosił się bezpośrednio do góry, wypełniając zasobnik dymu. Wielkość pożaru projektowego powinna zostać określona w zależności od projektowej powierzchni pożaru.

 

Problem polega jednak na tym, że mogą wystąpić znaczne różnice w zagospodarowaniu tej przestrzeni (np. przez różnego rodzaju ekspozycje wyrobów o charakterze promocyjnym jak samochodów, wyrobów świątecznych – w tym drzew i ozdób itd. lub organizowanie okolicznościowych koncertów). Sposób wykorzystania przestrzeni i nagromadzenia materiałów palnych przekłada się na możliwą moc pożaru (np. konwekcyjny strumień ciepła zgrupowanych w obwodzie 6 m foteli to około 2 MW, ale np. wyeksponowanego samochodu osobowego to już 4 MW).

 

Jak zatem przyjąć właściwą wielkość do obliczeń? Teoretycznie najbardziej skuteczny będzie system dla maksymalnego przewidywanego obciążenia, ale takie założenie ma dwie zasadnicze wady. Po pierwsze prowadzi do znacznego (i raczej niezasadnego) przewymiarowania instalacji. Po drugie w przypadku zdarzenia mniejszego niż założone może okazać się, że nie zostaną osiągnięte wystarczająco dobre warunki termiczne dla prawidłowego funkcjonowania systemu grawitacyjnego i zadymieniu ulegną wyższe kondygnacje pasażu (rys.1).

 

Jeśli wartość strumienia ciepła nie jest znana, to na podstawie obecnego stanu wiedzy do obliczeń przyjąć można moc pożaru na poziomie 500 kW/m2 powierzchni pożaru, jako wielkość adekwatną dla wielu realnych przypadków.

 

Jednocześnie w przypadku pasaży wielokondygnacyjnych ze względu na brak możliwości skutecznego zabezpieczenia tej przestrzeni za pomocą instalacji tryskaczowej (znaczna odległość tryskaczy od posadzki pasażu) należy ograniczać gromadzenia materiałów palnych w tej części budynku.

 

Problematyczne jest również określenie projektowej mocy pożaru dla doboru instalacji oddymiania obsługujących pomieszczenia przylegające do pasaży.

 

 

Rys. 2. Oddymianie obiektu jednokondygnacyjnego a) bez pomieszczeń przyległych b) z pomieszczeniem przyległym

 

Zadanie projektowe jest stosunkowo proste, jeżeli pomieszczenia te chronione są instalacją tryskaczową. Maksymalna ilość wydzielającego się ciepła konwekcyjnego (stanowiąca 80% ciepła całkowitego) zgodnie z cytowanymi powyżej standardami wynosi 500 kW/m2. Przy powierzchni pożaru przyjmowanej w tego typu pomieszczeniach, dla standardowych i szybkich tryskaczy wynoszącej odpowiednio 10 i 5 m2, oznacza to przyjmowanie do obliczeń stałej mocy pożaru o wartości 5 i 2,5 MW.

 

Określona, przy takim pożarze, wielkość instalacji oddymiającej jest najczęściej akceptowalna a jej wykonanie technicznie uzasadnione. Wymagana dla odprowadzenia ciepła i dymu powierzchnia czynna klap dymowych lub wydajność wentylatorów pożarowych określonych przy założeniu pożaru w pomieszczeniu przyległym jest najczęściej mniejsza lub zbliżona od wielkości wyliczonej dla pożaru zlokalizowanego bezpośrednio pod zasobnikiem dymu.

 

(...)

 

 

Większy problem pojawia się, jeżeli w pomieszczeniach przyległych nie przewiduje się instalacji samoczynnych urządzeń gaszących. W takim przypadku dla obliczeń przyjmuje się, że pożar obejmuje całą powierzchnię pomieszczenia, co przy założeniu mocy na poziomie 500 kW/m2 może oznaczać kilkunasto megawatowy pożar. Przyjmowanie takich założeń jest inwestycyjnie bardzo niekorzystne, ponieważ okazać się może, że dla pomieszczenia o stosunkowo niewielkiej powierzchni należy wykonać instalacje kilkakrotnie większą niż dla głównej części pasażu.

 

Drugą, całkowicie odmienną, jeśli chodzi o sposób podejścia do zagadnienia metodą przyjmowania mocy pożaru, jest wykorzystanie do tego celu programów komputerowych, które umożliwiają miedzy innymi określenie mocy pożaru, przy której zostanie uruchomiona instalacja tryskaczowa. Jako parametry wyjściowe brane są tu pod uwagę m.in.: zakładana szybkość rozprzestrzeniania się pożaru charakterystyczna dla określonego typu pomieszczenia.

 

Przytoczona metoda opisana jest w BS 7346-5 ale ze względu na ograniczoną bazę krzywych pożarów jest rzadziej stosowana niż założenie stałej mocy.

 

Wyznaczenie sektorów oddymiania w ramach strefy pożarowej
Powstający podczas pożaru dym, na skutek działania siły wyporu hydrostatycznego lub podciśnienia wytworzonego przez działającą instalację oddymiania mechanicznego, przemieszcza się do wydzielonej strefy podstropowej, która nazywana jest zasobnikiem dymu. W najwyższej części zasobników dymu zamontowana jest instalacja usuwania dymu (klapy dymowe lub wentylatory oddymiające).

 

Dla poprawy efektywności systemu oddymiania należy dążyć do możliwie jak największego skrócenia drogi pomiędzy miejscem wybuchu pożaru a punktem usunięcia dymu poza budynek. Jest to zadanie szczególnie ważne w przypadku systemów grawitacyjnych, gdzie dłuższa droga przepływu dymu oznacza znaczny spadek jego temperatury, a więc osłabienie siły unoszenia i w konsekwencji możliwość opadnięcia dymu do strefy przebywania ludzi.

 

Również wentylatory oddymiające, działające w znacznej odległości od źródła ognia, chociaż będą ukierunkowywać przepływ dymu w obiekcie nie zapobiegną jego opadaniu do chronionej strefy przypodłogowej.

 

Wszystkie standardy projektowe zalecają wyznaczenie stref dymowych w ramach strefy pożarowej a jej powierzchnię ograniczają, w zależności od zastosowanego systemu oddymiania i obsługiwanych pomieszczeń (tabela).

 

Zalecane wielkości zasobnika dymu wg BS 7346-4:2003

 

 Dla systemów oddymiania grawitacyjnego

 oddymianie bezpośrednie  Nie więcej niż 2000 m2
 dla zasobnika przyległego
do pomieszczenia zagrożonego pożarem
 Nie więcej niż 1000 m2

 Dla systemów oddymiania mechanicznego

 oddymianie bezpośrednie   Nie więcej niż 2600 m2
 dla zasobnika przyległego
do pomieszczenia zagrożonego pożarem
 Nie więcej niż 1300 m2
 maksymalna długość zasobnika dymu wydzielonego kurtynami dymowymi nie powinna przekraczać 60 m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 3. Przepływ dymu z pomieszczenia otwartymi na pasaż w zależności od szerokości balkonu (na podstawie TR12101-6)

 

Rys. 4 Zabezpieczenie wyższych kondygnacji przy wykorzystaniu rolowanych przegród przeciwdymowych

 

Przepływ dymu w galerii (pasaż i pomieszczenia przyległe)
Najprostsze w praktycznej realizacji jest oddymianie strefy pożarowej, w skład której wchodzi pomieszczenie z systemem oddymiania bezpośredniego.

 

Jeżeli jednak galeria jednokondygnacyjna nie posiada takiego w założeniach projektowych, uwzględnić trzeba lokalizację pożaru właśnie w tych pomieszczeniach, a ilość powietrza mieszanego w konwekcyjnej kolumnie dymu w przybliżeniu będzie już dwa razy większa niż w przypadku pożarów bezpośrednio w głównej części galerii (rys 2).

 

W przypadku pomieszczeń otwartych na pasaż w galeriach wielokondygnacyjnych najczęściej zakłada się ich oddymianie z wykorzystaniem systemu zainstalowanego w stropie pasażu. Jest to założenie możliwe do realizacji, ale pod kilkoma warunkami.

 

Po pierwsze ograniczeniu ulega dopuszczalna wielkość zasobnika dymu (j.w), a wielkość instalacji oddymiającej musi być dobrana na większy strumień napływającego dymu (większa z wartości wyliczonych na podstawie obciążenia pasażu i pomieszczenia).

 

Po drugie należy przeanalizować rzeczywisty przepływ dymu pomiędzy pomieszczeniem i pasażem z uwzględnieniem wielkości otworu dolotowego, wielkości okapu nad tym otworem, głębokości pomieszczenia i szerokości balkonu.

 

Przedstawiony poniżej rysunek ilustruje wpływ szerokości balkonu na przepływ dymu z pomieszczenia przyległego do pasażu. W przypadku balkonów o szerokości poniżej 2 m można liczyć się z napływem dymu na kondygnację położoną powyżej pomieszczenia objętego pożarem. W tym przypadku konieczne stać się może zabezpieczenie tych kondygnacji np. za pomocą opuszczanych elastycznych przegród ogniowych (kurtyn)

 

Należy również pamiętać, że wypływający z pomieszczenia przyległego do pasażu dym zanim wypłynie do głównej hali, będzie przemieszczał się wzdłuż krawędzi balkonu, co znacznie zwiększa stopień zadymienia galerii. Wskazane jest zatem stosowanie tzw. kurtyn kierujących (montowanych w poprzek balkonu) ograniczających poziomą migrację dymu (rys. 5)

 

 

Rys. 5. Funkcjonowanie kurtyn kierujących w przypadku pożaru pomieszczenia przyległego do galerii (na podstawie TR 12101-5)

 

Dodatkowo należy rozważyć celowość zabudowy tryskaczy w podbalkonowych zbiornikach dymu, które w przypadku braku pod nimi materiałów palnych (co w pasażach handlowych jest bardzo częstym przypadkiem) mogą co najwyżej obniżyć temperaturę dymu i „zbijać” go do podłogi. Dlatego zastosowanie w tej części obiektu stałych urządzeń gaszących jest uzasadnione, jeżeli z analizy obliczeniowej lub komputerowej wynika, że temperatura dymu może przekroczyć 200°C, lub przewiduje się składowanie materiałów palnych.

 

Rys. 6. Elastyczne kurtyny dymowe systemu Fibershield

 

Jeżeli ze wglądu na wielkość pomieszczenia lub układ pasażu, skuteczność oddymiania z wykorzystaniem systemu zamontowanego w pasażu staje się problematyczna, rozwiązaniem najlepszym, choć nie zawsze wykonalnym, jest zapewnienie usuwania dymu bezpośrednio z pomieszczenia, w którym powstał pożar. Rozwiązanie takie zapobiega przeniknięciu dymu na balkony ewakuacyjne do pomieszczeń sąsiednich i do przestrzeni pasażu. Metodę tą często stosuje się również jeżeli pomieszczenia o różnym układzie funkcjonalnym znajdują się w dużej hali (np. sklepy i restauracje w hali dworca lotniczego).

 

Rys. 7. Autonomiczny system oddymiania dla pomieszczeń przyległych do pasażu

 

Usuwanie dymu z pomieszczenia objętego pożarem może być realizowane przez wydzielony system oddymiania lub za pomocą zaadaptowanego do tego celu systemu wentylacji bytowej.

W drugim przypadku pojawia się konieczność zabudowy wentylatorów o zwiększonej wydajności i posiadających atesty do pracy w systemach oddymiania, a w przewodach wentylacyjnych odpowiednio sterowanych klap, zmieniających pracę układu wentylacyjnego (punkty wyciągu dymu pod sufitem muszą pozostać, a zamknięte zostają otwory nawiewu powietrza do pomieszczenia.

 

Jeżeli pomieszczenie jest otwarte na pasaż, wówczas musi być wyposażone w specjalny okap lub całkowicie odcięte opuszczaną przegrodą od strony pasażu, tworząc zbiornik dymu w pomieszczeniu, opróżniany przez zaprojektowany system wyciągu dymu.

 

Przyjęte założenia wstępne oraz wstępne przeanalizowanie przepływu dymu, przy różnych scenariuszach lokalizacji pożaru w obiektach wielkokubaturowych, stanowi solidną podstawę dla wykonania skutecznego systemu oddymiania.

 

Wysiłek włożony, w dobre przygotowanie założeń znacznie zmniejsza ryzyko przykrych niespodzianek na etapie testów odbiorczych instalacji (coraz powszechniej wymaganych i wykonywanych w nowo powstających obiektach) oraz poza spełnieniem wymogów prawa, realnie poprawia bezpieczeństwo użytkowania obiektu.

 

Grzegorz Kubicki

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 12/2011

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik