Artyk. 1 2007 kor.

Systemy i instalacje do bezdymowego utrzymywania dróg

ewakuacyjnych i ratunkowych.

AROWA WENTYLACJA NADCI

NIENIOWA

W ostatnich latach ukazało si

wiele publikacji i artykułów na temat systemów

wentylacji nadci

nieniowych. Niniejszy artykuł mógłby by

jednym z wielu gdyby nie

fakt,

e jest oparty na praktycznych do

wiadczeniach. Głównym zadaniem

systemów wentylacji nadci

nieniowej jest ochrona i ratowanie ludzkiego

ycia.

Prosz

potraktowa

niniejsze rozwa

ania jako pomoc we wła

ciwej interpretacji tego

stwierdzenia.

Drogi ewakuacyjne i ratunkowe nie s

strefami budynku zagro

onymi po

arem

i tym samym powinny by

chronione przed zadymieniem.

Architekci, projektanci i rzeczoznawcy opiniuj

cy projekty budowlane, konfrontowani

z tym stwierdzeniem praktycznie na co dzie

. Ju

na wst

pie nale

y niestety

stwierdzi

polskie przepisy do 2005 roku nie zawieraly dokładnych wytycznych i

wskaza

dla projektanta pomagajacych mu we wła

ciwym projektowaniu systemów

zabezpieczaj

cych

przed

zadymianiem

klatek

schodowych

dróg

ewakuacyjnych.

W dniu dzisiejszym jeste

my w stanie, w oparciu o wytyczne nowej normy PN-

EN12101-6, projektowa

systemy umo

liwiaj

ce bezpieczn

ewakuacj

osób z

obszarów zagro

onych i jednocze

nie skutecznie wspomagaj

prowadzenie akcji

ratowniczej przez jednostki stra

y po

arnej. Norma ta nie cieszy sie jednak specjaln

popularno

ród projektantow. Jest zbyt obszerna, zbyt teoretyczna i nie zawsze

udaje si

dopasowanie jej wytycznych do potrzeb czy wymaga

w projektowanym

objekcie.
To co powinno charakteryzowa

now

norm

EN 12101-6, przyj

zreszt

przez wiele krajow członkowskich Unii Europejskiej, jest jej przejrzysto

ść

praktyczno

ść

oraz efektywno

ść

. Do tych wniosków doszli ju

członkowie grup

roboczych Europejskiego Komitetu Normalizacji. W chwili obecnej dyskutuje si

nad

zmianami wytycznych

normy. Eksperci dochodz

do wniosku, i

nie technika

powinna by

celem nadrz

dnym. Celem nadrz

dnym powinna by

dobrze

przemy

lana koncepcja ochrony przed zadymianiem dróg ewakuacyjnych. Dopiero w

oparciu o t

koncepcj

powinni

my zaj

ąć

dopasowaniem techniki. Przy tej okazji

nie

nale

zapomina

liwo

ciach

fizycznych

systemów

instalacji

nadci

nieniowych oraz o kosztach inwestycyjnych.

Jedno jest pewne:
Wszystkie wysiłki i działania zwi

zane z zabezpieczeniem dróg ewakuacji i ratunku

przed zadymieniem maj

na celu zapewnienie bezpiecznej ewakuacji.

Zajmijmy si

krótko polskimi przepisami i wytycznymi dotycz

cymi ogólnego

traktowania projektów pod wzgl

dem zabezpiecze

przeciwpo

arowych. Jednym z

najwa

niejszych jest:

Rozporz

dzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiada

budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 r.,Nr75, poz.

690)

§207 Budynek i urz

dzenia z nim zwi

zane powinny by

zaprojektowane i wykonane w sposób

zapewniaj

cy w razie po

aru:

.....

2) ograniczenie rozprzestrzeniania si

ognia i dymu w budynku,

.....
4) mo

liwo

ść

ewakuacji ludzi, a tak

e uwzgl

dniaj

cy bezpiecze

stwo

ekip ratowniczych

§ 245.
W budynkach:
1) niskim (N), zawieraj

cym stref

arow

ZL II,

redniowysokim (SW), zawieraj

cym stref

arow

ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V,

3) niskim (N) i

redniowysokim (SW), zawieraj

cym stref

arow

PM o g

sto

obci

ąŜ

enia ogniowego powy

ej 500 MJ/m2 lub pomieszczenie zagro

one wybuchem,

nale

y stosowa

klatki schodowe obudowane i zamykane drzwiami oraz wyposa

one

w urz

dzenia zapobiegaj

ce zadymieniu lub słu

Ŝą

ce do usuwania dymu.

§ 246.
2. Klatki schodowe i przedsionki przeciwpo

arowe, stanowi

ce drog

ewakuacyjn

budynku wysokim (W) dla strefy po

arowej ZL II oraz w budynku wysoko

ciowym (WW)

dla stref po

arowych innych ni

ZL IV, powinny by

wyposa

one w urz

dzenia zapobiegaj

ich zadymieniu.

3. Klatki schodowe i przedsionki przeciwpo

arowe, stanowi

ce drog

ewakuacyjn

w budynku wysokim (W) dla strefy po

arowej ZL I, ZL III, ZL V lub PM oraz w budynku

wysoko

ciowym (WW) dla strefy po

arowej ZL IV, powinny by

wyposa

one w urz

dzenia

zapobiegaj

ce zadymieniu lub samoczynne urz

dzenia oddymiaj

ce uruchamiane za

pomoc

systemu wykrywania dymu.

(...)
5. W budynku wysokim (W) i wysoko

ciowym (WW) dopuszcza si

wykonywanie klatek

schodowych, stanowi

cych drog

ewakuacyjn

wył

cznie dla stref po

arowych ZL IV,

bez przedsionków oddzielaj

cych je od poziomych dróg komunikacji ogólnej, je

eli:

1) ka

de mieszkanie lub pomieszczenie jest oddzielone od poziomej drogi komunikacji

ogólnej drzwiami o klasie odporno

ci ogniowej co najmniej E I 30,

2) klatki schodowe s

zamykane drzwiami dymoszczelnymi,

3) klatki schodowe s

wyposa

one w urz

dzenia zapobiegaj

ce zadymieniu lub w samoczynne

urz

dzenia oddymiaj

ce uruchamiane za pomoc

systemu wykrywania dymu

§ 247.
1. W budynku wysokim (W) i wysoko

ciowym (WW), w strefach po

arowych innych

ZL IV, nale

y zastosowa

rozwi

zania techniczno-budowlane zabezpieczaj

ce przed

zadymieniem poziomych dróg ewakuacyjnych.
2. W krytym ci

gu pieszym (pasa

u), do którego przylegaj

lokale handlowe i usługowe, oraz

w przekrytym dziedzi

cu wewn

trznym, nale

y zastosowa

rozwi

zania techniczno-budowlane

zabezpieczaj

ce przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych.

§ 253.

1. W budynkach wysoko

ciowych (WW) i wysokich (W) ZL I, ZL II, ZL III i ZL V, maj

cych

kondygnacj

ytkow

na wysoko

ci powy

ej 25 m, przynajmniej jeden d

wig w ka

dej strefie

arowej powinien by

przystosowany do potrzeb ekip ratowniczych.

§ 255.
Szyb d

wigu dla ekip ratowniczych powinien by

wyposa

ony w urz

dzenia zapobiegaj

zadymieniu lub słu

Ŝą

ce do usuwania dymu.

W wybiórczo przedstawionych paragrafach opisane s

praktycznie wszystkie rodzaje

obiektów, w których wymagane jest zastosowanie rozwiaza

technicznych

zabezpieczaj

cych przed zadymianiem lub usuwaniem dymu z klatek schodowych

lub z dróg ewakuacyjnych.
Prawidłowe  zabezpieczenie  klatki  schodowej  jako  niejednokrotnie  jedynej  drogi
ewakuacyjnej,  powinno  przede  wszyskim  polega

na zapobieganiu przedostawania

sie dymu do ich wn

trza. Rozwi

zania techniczne polegaj

ce na usuwaniu dymu z

klatki schodowej albo np. z szybu d

wigu przeznaczonego dla ekip ratowniczych,

powoduj

zadymianie obszarów drogi ewakuacyjnej powy

ej kondygnacji obj

tej

arem.

Innym przykładem mo

e by

oddymianie klatki schodowej przy pomocy

samoczynnych

urz

dze

oddymiaj

cych

np.

wietlika

dachowego.

Takie

zabezpieczenia (stosowane od lat) s

napewno skuteczne, ale tylko do momentu, w

którym nast

pi schłodzenie dymu i tym samym zahamowanie zjawiska ci

termicznego. Tego rodzaju systemy powoduj

zadymienie obszarów klatki schodowej

na i powy

ej kondygnacji obj

tej po

arem. Zadymiona klatka schodowa przestaje by

bezpieczn

drog

ewakuacyjn

. Je

eli we

miemy pod uwag

fakt, i

wła

nie ta

klatka schodowa jest jedyn

drog

ucieczki z obszarów zagro

onych (99%

obiektów), to musimy doj

ść

do wniosku,

e jedyn

metod

umo

liwiaj

bezpieczn

ewakuacj

rozwi

zania techniczne zapobiegaj

ce zadymianiu dróg ewakuacji i

ratunku. Oznacza to,

e nale

y projektowa

takie systemy i instalacje, które ju

pierwszej fazie powstania po

aru przeciwdziała

skutecznie przedostawaniu si

dymu w kierunku drogi ewakuacji.
Jedn

z najskuteczniejszych metod jest wytworzenie w klatce schodowej albo w

tunelu ewakuacyjnym kontrolowanego nadci

nienia. Nadci

nienie to musi by

sze od nadci

nienia panuj

cego w pomieszczeniu obj

tym po

arem na górnej

kraw

dzi drzwi dziel

cych obydwa obszary (>5 do 10Pa).

System powinien by

tak zaprojektowany, aby siła przyło

ona do klamki drzwi nie

przekraczała 100N, co odpowiada nadci

nieniu w granicach ok. 65Pa albo 10 kg na

klamce drzwi. Oznacza to,

e prawidłowy dobór samozamykacza drzwiowego ma

kolosalne znaczenie je

eli chodzi o bezpieczne funkcjonowanie systemu.

Dopuszczalne maksymalne nadci

nienie w klatce schodowej lub drodze

ewakuacyjnej nie mo

e przekroczy

50Pa.

Najwa

niejsze praktyczne wskazania dotycz

ce analizy i projektowania

instalacji nadci

nieniowych do bezdymowego utrzymywania dróg ewakuacji i

ratunku:

1. Ustalenie ubytków powietrza na wszystkich zamkni

tych drzwiach.

Nale

y przy tym uwzgl

dni

rodzaj drzwi (EI 30, lub EI30DS)

Wskazówka praktyczna:
Drzwi jednoskrzydłowe, otwierane do klatki schodowej

~220 m³/h

Drzwi jednoskrzydłowe, otwierane od klatki schodowej

~430 m³/h

Drzwi dwuskrzydłowe

~650 m³/h

Drzwi windy

~1300 m³/h

Drzwi dymoszczelne, jednoskrzydłowe ok.2m²(DIN 18095)

<= 20 m³/h

2. Ustalenie ilo

ci powietrza niezb

dnego dla przepływu przez otwarte drzwi do

pomieszczenia o obni

onym ci

nieniu, czyli wydatku powietrza który musi by

wyregulowany w czasie do 3s po otwarciu lub zamkni

ciu drzwi. Jaki to jest wydatek i

dlaczego wła

nie taka wielko

ść

?. Norma PN-EN12101-6 rozró

nia pr

dko

powietrza w zale

ci od klasy systemu:

0,75m/s dla klasy systemu gdzie zakłada si

tylko ewakuacj

oraz
2m/s dla klas systemów gdzie przewiduje si

ewakuacj

oraz jednoczesn

akcj

ekip

ratowniczych.
Wydatki te zwi

zane s

z temperatur

na drzwiach pomieszczenia obj

tego

arem. Przyrost pr

dko

ci powietrza w funkcji wzrostu temperatury obrazuje

poni

szy wykres.

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Temperatura [°C]

[

]

0,5

1,5

2,5

EN 12101-6

Ewakuacja

EN 12101-6

Ewakuacja i

akcja

jednostek

ratowniczych

Z tego wykresu wynika,

e pr

dko

ść

0,75m/s (=5400m³/h dla drzwi wielko

ci 2m²)

odpowiada temperaturze 40°C w pomieszczeniu obj

tym po

arem. Jest to

oczywi

cie teoria, ale teoria, która nie jest zbyt daleka od praktyki.

Nale

y podkre

e instalacja nadci

nieniowa funkcjonuje tak długo prawidłowo, jak

długo powietrze nawiewane do pomieszczenia obj

tego po

arem jest w stanie

wypływa

poza budynek. Ów wypływ nie mo

e by

przypadkowy, wielko

ci otworów

wypływowych w

cianie zewn

trznej (lub innych) musz

dopasowane do

wydatku powietrza na otwartych drzwiach do obszarow zagro

onych.

Nale

y równie

zwróci

uwag

na wytyczne z normy zwi

zane z klas

systemu i tym

samym ilo

jednocze

nie otwartych drzwi oraz na kryterium wielko

ci nadci

nienia

jakie powinno pozosta

na drodze ewakuacyjnej.

p=50Pa

p=10Pa

0,75m/s

Kryterium

ró

nica ci

nie

Kryterium

dko

ść

przepływu powietrza

Wymagania dla systemow klasy

Ma to kolosalne znaczenie dla pr

dko

ci powietrza w

wietle drzwi klatki schodowej

prowadz

cych na zewn

trz budynku gdzie nie istniej

adne opory miejscowe.

Przyklad

1.OG

2.OG

3.OG

P 10Pa

Drzwi otwarte

0,75m/sx2m²x3600=5.400m³/h

Drzwi na zewnatrz otwarte

2m² ...?

Klapa nadcisnieniowa

dla 24.120m³/h

2,6m/sx2m²x3600=18.720/h?

Wywiew powietrza na zewnatrz

5.400m³/h:3600:2,6m/s=0,57m²

Roznica cisnien zgodnie z

PN-EN12101-6

Klassa systemu - „D“

Wentylator nawiewny o
wydajnosci 24.120m³/h + ubytki
powietrza

3. Ustalenie wielko

ci nadci

nienia w obszarze chronionym

4. Dopasowanie poszczególnych elementów technicznych systemu w taki sposób, by
spełniały wymagania dotycz

ce:

•

czasu reakcji systemu na zmiany ci

nienia (<3s)

•

wielko

ci nadci

nienia na drodze ewakuacyjnej (<50Pa)

•

siły przyło

onej do klamki drzwi (<100N)

•

niezmiennego nawiewu powietrza bez pomocy urz

dze

elektronicznych (np.

falownik - Pkt. 5.4.2.5-PN-EN 12101-6 )

Wentylatory osiowe stosowa

nale

y tylko ze stabilizatorem linii charakterystyki.

Stabilizator zapobiega typowemu dla wentylatorów osiowych odrywaniu strug
powietrza (pompowanie) w lewym zakresie charakterystyki (małe wydatki, du

spr

ęŜ

e). Umo

liwia to zastosowanie układów pracy równoległej (niezmienny nawiew

powietrza i stale cisnienie)

W niniejszym artykule przytoczono tylko kilka praktycznych wskazówek, które
powinny słu

nie tylko prawidłowemu zaprojektowaniu systemów instalacji

nadci

nieniowych, ale i ich wykonaniu i odbiorom. Zaprojektowany system powinien

sprawdzony i zaopiniowany przez rzeczoznawc

a gotowy system powinien by

poddany procedurom odbiorowym. Cz

sto spotykamy si

z opini

e odbiory

instalacji nadci

nieniowych do bezdymowego utrzymywania dróg ewakuacyjnych s