Wentylacja strumieniowa. Projekty systemów wentylacji oddymiającej

Wentylacja oddymiająca powinna usuwać dym tak intensywnie, aby w trakcie ewakuacji uniemożliwić wystąpienie zadymienia lub zbyt wysokiej temperatury. Ponadto projekty systemów wentylacji oddymiającej muszą uwzględniać dostęp do powietrza zewnętrznego, aby uzupełnić braki powietrza.

Przepisy dotyczące wentylacji oddymiającej są zawarte w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2002 nr 75 poz. 690 z późn. zm.). Dokument precyzuje także, czym jest oddymianie strumieniowe i jakie zasady obowiązują przy montażu tego systemu. W przypadku wentylacji strumieniowej należy zastosować wentylatory JN:

• F₆₀₀ 60, jeśli przewidywana temperatura dymu przekracza 4000°C,
• F₄₀₀ 120 w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza się inne klasy wentylatorów – jeśli taka możliwość wynika z analizy obliczeniowej temperatury dymu (analiza CFD) oraz zapewnienia bezpieczeństwa ekipom ratowniczym.

Wentylacja strumieniowa w garażu – odległość do wyjścia ewakuacyjnego

System oddymiania (samoczynne urządzenia oddymiające) musi być zastosowany w garażu zamkniętym o powierzchni całkowitej przekraczającej 1500 m². Dodatkowo na każdej kondygnacji garażu, której powierzchnia całkowita jest większa niż 1500 m2, powinny znajdować się co najmniej dwa wyjścia ewakuacyjne (jednym z nich może być wjazd lub wyjazd).

Długość przejścia do najbliższego wyjścia ewakuacyjnego nie może przekraczać:

• 40 m w garażu zamkniętym,
• 60 m w garażu otwartym.

W przypadku garażu zamkniętego długość przejścia może być zwiększona o 50% (do 60 m) zgodnie z zasadami określonymi w § 237 ust. 6 i 7. Projektant musi jednak zastanowić się, czy stosowanie tego rozwiązania jest właściwe we wszystkich przypadkach. Najważniejsze jest bowiem zapewnienie użytkownikom budynku jak największego bezpieczeństwa – a nie wyłącznie przestrzeganie przepisów.

Czy wiesz, że w Wielkiej Brytanii długość przejścia do wyjścia ewakuacyjnego wynosi maksymalnie 18 m? W Polsce najczęściej są spotykane rozwiązania z przejściami do 60 m.

Wentylacja strumieniowa w garażu – wysokość pomieszczenia

Dużą niedogodnością, z którą mierzą się nasi specjaliści przy projektowaniu systemu oddymiania, jest wysokość garażu, a dokładniej przestrzeń, w której zbiera się dym. Zgodnie z przepisami wysokość minimalna wynosi w świetle konstrukcji co najmniej 2,2 m i do spodu przewodów i urządzeń instalacyjnych – 2 m. Taka wartość okazuje się jednak niewystarczająca dla systemów oddymiania.

• W przypadku oddymiania kanałowego garaż nie powinien być niższy niż 3 m.
• W przypadku instalacji strumieniowej wysokość może wynosić około 2,5 m.

Projekty systemów wentylacji oddymiającej strumieniowej – od czego zacząć?

Z uwagi na fakt, że prawo budowlane nie określa szczegółowych wytycznych dotyczących systemu oddymienia strumieniowego, warto zastanowić się, od czego należy zacząć projektowanie.

Projektowanie oddymiania powinno opierać się o potrzeby funkcjonalne z uwzględnieniem geometrii budynku. Ważne, żeby oddymianie strumieniowe nie powodowało nadmiernych uciążliwości w eksploatacji.

Pierwszym elementem projektowania powinno być określenie celów funkcjonalnych projektowanego urządzenia. Mogą to być w szczególności:

• zapewnienie odpowiednich warunków ewakuacji,
• ochrona konstrukcji obiektu i znajdującego się w nim mienia,
• zapewnienie bezpieczeństwa ekipom ratowniczym.

Następnym krokiem powinno być wskazanie czynników pożarowych występujących w obiekcie. Może to być np. ilość i rodzaj materiałów palnych, które decydują o mocy pożaru, wielkości temperatury i/lub miejscu powstania potencjalnego pożaru. Na tym etapie należy wskazać kolejne cele funkcjonalne, które muszą zostać bezwzględnie spełnione w określonym czasie. Są to m.in.:

• zapewnienie widzialności 10 m,
• nieprzekroczenie temperatury 60°C na wysokości 1,8 m,
• nieprzekroczenie wartości strumienia promieniowania cieplnego 2,5 kW/m²,
• zapewnienie dostępu ekipom ratowniczym na odległość 15 m od ogniska pożaru.

Trzecim etapem jest przystąpienie do obliczeń tradycyjnych lub zgodnych z metodą CFD. Dzięki nim można określić parametry urządzeń (wydajność wentylatorów i sprzęż, prędkość przepływu powietrza itp.).

Wykonanie obliczeń należy także poprzedzić wyborem odpowiedniego standardu projektowego, do którego ma się odwoływać oddymianie strumieniowe. Najczęściej stosowane to:

• NEN 6098:2012 – standard holenderski,
• NBN S 21-208-2 – standard belgijski,
• BS 7346:2013 – standard brytyjski.

Wentylacja strumieniowa w garażach podziemnych – funkcje

Standard brytyjski dopuszcza projektowanie systemów wentylacji pożarowej garaży na podstawie parametrów pożaru o stałej mocy oraz pożaru rozwijającego się. Norma ta wyróżnia również 3 podstawowe funkcje, jakie mogą pełnić systemy wentylacji. Są to:

• wspomaganie działania ekip ratowniczo-gaśniczych poprzez usuwanie dymu w czasie pożaru i po jego ugaszeniu,
• zapewnienie ochrony i warunków do ewakuacji w garażu,
• zapewnienie wolnego od dymu dostępu ekip gaśniczych do obszaru pożaru.

Norma podaje podstawowe kryteria funkcjonowania dla każdej z powyższych kategorii systemu wentylacji pożarowej. Specyfikacja obejmuje swoim zakresem zarówno systemy strumieniowe, jak i systemy kanałowe, oddymianie grawitacyjne czy oddymianie nadciśnieniowe.

Oddymianie strumieniowe w systemach wentylacji oddymiającej – wymogi

Nasi specjaliści zebrali podstawowe wymogi określone dla wentylacji strumieniowej.

• System wykonuje minimum 10 wymian powietrza na godzinę.
• System powinien składać się z co najmniej 2 wentylatorów o odpowiedniej wydajności, która w razie awarii jednego wentylatora zapewni pracę systemu na poziomie 50% wydajności.
• Punkty nawiewno-wywiewne muszą być uruchamiane natychmiast po wykryciu pożaru.
• Wentylatory strumieniowe mogą być uruchamiane z opóźnieniem uwzględniającym przewidywany czas ewakuacji.
• System powinien posiadać zasilanie awaryjne w warunkach wystąpienia pożaru.
• Wentylatory wyciągowe oraz wentylacja strumieniowa powinny mieć klasę F300 60.

Wymogi funkcjonalne dla systemów wentylacji strumieniowej w kontekście wspomagania działania ekip gaśniczych dotyczą:

• wydajności systemu – musi być określona za pomocą obliczeń,
• przepływu powietrza – powinien być indukowany oraz utrzymywać dym w odległości nie większej niż 10 m od źródła pożaru,
• wejść do garażu – muszą być rozmieszczone w taki sposób, aby dla każdego przypadku pożarowego była zapewniona co najmniej jedna możliwość dojścia przez obszar wolny od dymu,
• maksymalnej powierzchni strefy oddymiania – nie może przekraczać 2000 m²,
• maksymalnej prędkości powietrza kompensacyjnego do garażu – nie powinna przekraczać 2 m/s.

Normy oddymiające bardzo zdawkowo traktują oddziaływanie instalacji, np. tryskaczowych, na oddymianie. Warto jednak pamiętać, że instalacje tryskaczowe wpływają m.in. na dobór mocy projektowanego pożaru. Ponadto może wystąpić zmniejszenie temperatury dymu dzięki chłodzeniu za pomocą wypływającej wody. Dla instalacji strumieniowej nie zaleca się jednak uwzględniać obniżonej temperatury dymu ze względu na instalację tryskaczową. Dla instalacji grawitacyjnych warto z kolei uwzględnić wpływ efektu chłodzenia na temperaturę dymu.

Należy pamiętać, że jeśli dym ma temperaturę wyższą od temperatury aktywacji tryskaczy, wówczas następuje uruchamianie kolejnych tryskaczy, aż temperatura dymu będzie niższa od temperatury aktywacji. Należy wówczas założyć również większą ilość aktywnych tryskaczy niż przewiduje to norma tryskaczowa.

Oddymianie strumieniowe – najczęstsze błędy popełniane w projektowaniu wentylacji oddymiającej

Jakie są najczęściej występujące błędy, których warto się wystrzegać?

• Przyjmowanie nierealnych założeń projektowych, m.in. w zakresie mocy pożaru, dymotwórczości, powierzchni pożaru lub czasu podjęcia interwencji przez ekipy ratownicze.
• Mieszanie kilku standardów w jednym opracowaniu lub nieuwzględnienie przepisów i warunków krajowych.
• Brak zapewnienia odpowiednich warunków napowietrzania i upustów powietrza.
• Niewłaściwe warunki energetyczne.
• Postrzeganie wentylacji strumieniowej jako elementu poprawiającego warunki ewakuacji i np. zwiększenie z tego powodu długości przejścia ewakuacyjnego dla każdego projektowanego przypadku.
• Brak uwzględnienia wymagań w zakresie dostępu do miejsca pożaru dla ekip ratowniczych.
• Nieuwzględnienie lub świadome ignorowanie praw fizyki, np. próby oddymiania poziomych dróg ewakuacyjnych na zasadzie ciągu kominowego.
• Nieuwzględnienie wpływu hałasu emitowanego przez pracujące wentylatory oddymiające na zrozumiałość komunikatów dźwiękowego systemu ostrzegawczego.
• Stosowanie dwuwarstwowego modelu oddymiania w niskich pomieszczeniach.
• Przyjmowanie kryteriów akceptowalności z analiz CFD do metod analitycznych (widzialność na poziomie 1,8 m oraz temperatura dymu np. 65^°C).