Трудности проектирования систем дымоудаления.
Сегодня хочу обсудить проблему компенсации при работе системы дымоудаления. Организацию компенсации чистым воздухом объемов удаленных продуктов горения при работе системы дымоудаления из открытых офисных пространств (open space).
Жесткие нормативные требования по организации приточной противодымной вентиляции – требования новые, они появились в существующей редакции СП7.13130.2013 (Свод правил – приложение к Техническому регламенту – “Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности”), и утверждены Приказам МЧС России №116 от 21 февраля 2013г.
Рассмотрим пункт 8.8 указанного документа, звучит он следующим образом:
П. 8.8. «Для возмещения объемов удаляемых продуктов горения из помещений, защищаемых вытяжной противодымной вентиляцией, должны быть предусмотрены системы приточной противодымной вентиляции с естественным или механическим побуждением. Для естественного притока воздуха в защищаемые помещения могут быть выполнены проемы в наружных ограждениях или шахты с клапанами, оснащенными автоматически и дистанционно управляемыми приводами. Проемы должны быть в нижней части защищаемых помещений. Притворы клапанов должны быть снабжены средствами предотвращения примерзания в холодное время года. Для компенсирующего притока наружного воздуха в нижнюю часть атриумов или пассажей могут быть использованы дверные проемы наружных эвакуационных выходов. Двери таких выходов должны быть снабжены автоматически и дистанционно управляемыми приводами принудительного открывания. Суммарная площадь проходного сечения открываемых дверей должна определяться согласно требованиям пункта 7.4 и по условию непревышения скорости воздушного потока в дверных проемах более 6 м/с. Компенсирующая подача наружного воздуха приточной противодымной вентиляцией с механическим побуждением может быть предусмотрена автономными системами или с использованием систем подачи воздуха в тамбур-шлюзы или лифтовые шахты. При этом в ограждениях тамбур-шлюзов или лифтовых шахт, к которым непосредственно примыкают защищаемые помещения, должны предусматриваться специально выполненные проемы с установленными в них противопожарными нормально-закрытыми клапанами и регулируемыми жалюзийными решетками. Двери тамбур-шлюзов должны быть сблокированы с приводами клапанов в цикле противохода. Допускается применение клапанов избыточного давления в противопожарном исполнении с требуемыми пределами огнестойкости. Компенсирующий переток воздуха из шахт лифтов допускается только для лифтовых установок с режимом управления “пожарная опасность”. Шахты лифтов с режимом “перевозка пожарных подразделений” и незадымляемые лестничные клетки типа Н2 использовать для подобного устройства не допускается.»
Системы противодымной вентиляции – это системы дымоудаления с компенсацией и подпорная вентиляция — необходимые элементы для обеспечения эвакуации людей при пожаре.
Смотрим, что хотят он нас нормы. По сути – системы дымоудаления (если рассчитывать их производительность в соответствии с действующими методиками) запускаются от сигнала “Пожар” при срабатывании на объекте системы автоматической пожарной сигнализации в данном пожарном отсеке (например, на этаже, где произошла сработка).
Системы дымоудаления выполняют функцию удаления продуктов горения (дыма), например — из «open space». Поскольку системы дымоудаления включились и активно забирают задымленный воздух из отсека, в нем образуется зона пониженного давления.
В результате, разность давлений, образовавшаяся на границе пожарного отсека, затруднит или сделает невозможным открытие эвакуационных дверей, которые открываются по направлению пути эвакуации, то есть наружу.
Между тем согласно п. 7.16 СП7.13130.2013, четко указано значение максимального избыточного давления на эвакуационные двери – это 150 Па.
«Величина избыточного давления на закрытых дверях эвакуационных выходов при совместном действии приточно-вытяжной противодымной вентиляции в расчетных режимах не должна превышать 150 Па.»
Достичь такого состояния можно только путем уравновешивания давления, т.е. компенсацией чистым наружным воздухом того количества задымленного воздуха, которое удаляется вентиляторами дымоудаления.
При этом, надо очень точно подобрать мощность вентиляторов компенсации, ведь при превышении давления компенсации над дымоудалением, возможно попадание дыма на эвакуационную лестничную клетку при открывании эвакуационной двери из пожарного отсека (короче, дым попадет из «open space» на лестницу и дальше распространится по другим этажам). Именно поэтому, правилами нормируется обязательное сохранение избыточного давления на эвакуационные двери не менее чем 20 Па.
П. 7.15. «Расход наружного воздуха для приточной противодымной вентиляции следует рассчитывать при условии обеспечения избыточного давления не менее 20 Па:
а) в лифтовых шахтах – при закрытых дверях на всех этажах (кроме основного посадочного этажа);
Б) в незадымляемых лестничных клетках типа Н2 при открытых дверях на пути эвакуации из коридоров и холлов или непосредственно из помещений на этаже пожара в лестничную клетку, или при открытых дверях из здания наружу и закрытых дверях из коридоров и холлов на всех этажах, принимая большее из полученных значений расходов воздуха;
в) в тамбур-шлюзах на этаже пожара (при закрытых дверях).»
Теперь надо разобраться, как нам можно достичь требуемых значений – от 20 Па до 150 Па. Для этого, еще раз обратимся к п.8.8 СП7.13130.2013 и определим рекомендуемое оборудование, благодаря которому можно достичь выполнения требований: – системы компенсационной противодымной вентиляции без напорного вентилятора, то есть — естественный приток воздуха.
Для естественного притока воздуха в защищаемые помещения могут быть использованы шахты с клапанами, фрамуги, форточки, оснащённые автоматически управляемыми приводами, с управлением от системы АПС.
Так же и компенсирующая подача наружного воздуха с механическим побуждением может быть предусмотрена одновременно с системами подпора воздуха в тамбур-шлюзы или лифтовые шахты.
То есть, имеется ввиду вентиляция подпора воздуха, которая включается вместе с системой дымоудаления. При этом в ограждениях тамбур-шлюзов или лифтовых шахт, к которым непосредственно примыкают защищаемые помещения, должны предусматриваться специальные воздуховоды с установленными в них противопожарными нормально-закрытыми клапанами и регулируемыми вентиляционными решетками.
То есть, клапана открываются с включением системы дымоудаления и начинается процесс компенсации, одновременно с подпором воздуха в тамбур-шлюзы и лестничные клетки.
Настройка производительности вентилятора компенсационного притока –рекомендована производительность 70% от производительности системы дымоудаления.
Применительно к ситуации ПОЖАР, к примеру, в офисном здании. Сработала система АПС от дыма в помещении, засвистели сирены, пошло оповещение, отработали лифты, отключилась общеобменная вентиляция, соответственно включились системы дымоудаления, также включился подпор в пути эвакуации и открылся нормально закрытый клапан на воздуховоде компенсации.
Системы дымоудаления вытягивают, к примеру 100 кубов в час, система компенсации нагнетает 70 кубов в час, избыточное давление не менее 20 Па и не более 150 Па норма соблюдается.
В это же время происходит эвакуация людей, некоторые из них распахивают окна в кабинетах, другие разбивают окна, где-то стекла лопаются от температуры, распахивают двери из кабинетов, и все быстро направляются к выходу. Это совершенно естественный процесс.
Системы противодымной вентиляции продолжают работать, а в это время, из открытых и разбитых окон в помещение начал поступать дополнительный приток чистого воздуха, уравновешивая низкое давление в «open space»!
И что тогда происходит с параметром, требуемым приведенными уже выше нормами избыточного давления не менее 20 Па на эвакуационную дверь.
Приток из разбитых и открытых окон компенсировал объемы системы дымоудаления, и кроме этого, система механической компенсации, продолжает работать, нагнетая все те же 70 кубов в час, что создает уже избыточное давление в «open space» по отношению к тамбуру-шлюзу или лестничной клетке.
Следовательно, дым, благодаря избыточному давлению, начинает поступать на пути эвакуации и распространяться далее по зданию, что может привести к жертвам и что должны предотвратить проектировщики систем противодымной защиты.
Отсюда вывод, что при проектировании систем противодымной вентиляции здания нужно учитывать множество факторов, а не просто руководствоваться СП7.13130.2013, так как производство оборудования для систем ПБ просто не поспевает за изменением норм пожарной безопасности.