Основной задачей систем дымоудаления является устранение продуктов горения — в частности, едкого и опасного для жизни дыма с путей, по которым производится эвакуация людей.
Время эвакуации людей из горящего здания профессионалы-пожарные исчисляют секундами. Огонь разгорается быстро, а дым – также очень серьезная опасность – распространяется быстрее огня. Естественная реакция на пожар – спасаться бегством. Однако трудно быстро убежать из больших или высотных зданий, тоннелей и подземных сооружений. Бегство от пожара невозможно для физически беспомощных людей, некоторых пациентов больниц (тяжело больных или подвергающихся операции), заключенных. Для таких случаев системы дымоудаления обеспечивают необходимую защиту.
По статистике при пожаре самым страшным является не открытый огонь или высокие температуры, а угарный газ, отравление которым очень опасно и в 90 % случаев влечет за собой летальный исход. Кроме того, продукты горения не только являются причиной удушья, но и значительно снижают видимость, что ведет к возникновению дезориентации и паники. Ну а жар оказывает пагубное влияние на строительные конструкции. Если система дымоудаления работает исправно, она в значительной степени сможет облегчить не только эвакуацию, но и благодаря проветриванию сохранит относительно невысокие термические показатели. Так, при пожаре в закрытых помещениях температура подчас поднимается до 1000 оС, а при налаженной работе системы дымоудаления она останется сравнительно низкой — в районе 400 оС. Такой градус по нормативам должны выдерживать конструкции как жилых, так и офисных строений, так что угрозы обрушения возникнуть не должно. Вот почему при воспламенении крайне важно обеспечить приток свежего воздуха, который даст возможность находящимся в помещении людям покинуть опасную зону.
Системы дымоудаления, которые входят в комплекс противопожарных элементов любого здания, представляют собой управляемые автоматически либо вручную технические комплексы приточно-вытяжной вентиляции. В соответствии со строительными нормами оборудованию такими установками подлежат высотные (более десяти этажей) здания категории пожароопасности В, подземные сооружения и помещения без естественной вентиляции.
Термин «дымоудаление» имеет широкий смысл. Это и использование детекторов дыма, вентиляторов и открываемых окон, а также всевозможных методов для управления путями распространения дыма или же для его удаления, и применение материалов и конструкций с соответствующими физическими свойствами. К способам относят, главным образом, различные проектные решения, например дымоудаляющую аэрацию или систему механического дымоудаления, а также изоляцию помещений.
Назначение систем дымоудаления состоит в следующем:
-
• Предотвращение распространения дыма от источника возгорания.
• Предотвращение поступления дыма на пути эвакуации (обеспечение допустимых условий для эвакуируемых из здания людей).
• Обеспечение микроклимата вне очага возгорания, позволяющего нормально работать персоналу пожаротушения.
• Защита жизни людей.
• Защита имущества от повреждения.
Этот список не включает условие, определяющее, что пути и средства эвакуации должны быть четко определены и надежно отделены от других помещений здания.
Оборудование для систем дымоудаления может быть специального или общего назначения. Специальные его типы, например вентиляторы избыточного давления, используют только при наличии задымления. Изделия общего назначения обычно применяются для самых разных нужд, в том числе и для проветривания помещений.
Все устройства для дымо- и теплоудаления отвечают требованиям международного регламента UNI 9494, где указаны правила, касающиеся организации этих важных элементов инженерного обеспечения зданий. Устанавливается количество приспособлений в зависимости от размера дома, типов строительных и отделочных материалов, наличия систем аварийной сигнализации. Требования к порядку их монтажа также описаны в соответствующем нормативном документе. Обладателям подобных систем не следует забывать о необходимости прохождения регулярного технического обслуживания не реже одного раза в год, а в случае нештатных ситуаций, например пожара — непосредственно после них.
Что такое система дымоудаления?
Основные способы противодымной защиты большинства промышленных и гражданских зданий – это:
-
— изоляция источников задымления здания;
— управление дымовыми и воздушными потоками.
Системы защиты от дыма и его удаления могут быть как статическими, так и динамическими. При наличии задымления здания статический способ предусматривает остановку всех вентиляторов, в результате этого распространение дыма замедляется из-за изоляции помещений при прекращении воздухообмена (базовый метод борьбы с задымлением).
В динамической системе при возникновении задымления все или какие-то определенные вентиляторы продолжают работать в нормальном или специальном режиме, создавая области избыточного давления в соответствии со сценарием управления распространением дыма. Вентиляторы в динамических системах могут быть отдельными для удаления дыма и подачи чистого воздуха для создания избыточного давления либо выполнять обе эти функции в определенной последовательности.
В систему активной противодымной защиты входят несколько вытяжных вентиляторов и станция воздухообработки, обеспечивающая приток свежего воздуха в помещение в объемах, необходимых для правильной циркуляции. Кроме того, с помощью принудительной вытяжки, в отличие от статических устройств дымотеплоудаления типа люков, можно удалить, в том числе и холодный дым, скапливающийся на нижних уровнях. Он не только чрезвычайно опасен, но и практически неустраняем любым иным способом.
Системы дымоудаления бывают как очень сложными, включающими в себя массу полезных элементов, так и простыми, состоящими, по сути, из одной вытяжки, которая удаляет из помещения загрязненный воздух. В максимальной комплектации в защищаемых помещениях объекта устанавливают пожарные извещатели (автоматические дымовые, тепловые и ручные), клапаны дымоудаления, которые обеспечивают приемку продуктов горения в специально спроектированные вентиляционные шахты, предназначенные еще и для отвода дыма и транспортировки его наружу. Прогоняют чад вытяжные вентиляторы, а приточные крыльчатки создают приток свежего воздуха в лифтовые шахты и лестничные клетки для безопасной эвакуации людей. В системах приточной и общеобменной вентиляции есть еще и огнезадерживающие клапаны.
Необходима также аппаратура сигнализации, которая анализирует состояние системы дымоудаления и при возникновении пожара управляет всеми элементами данной системы и подает сигнал на объединенный диспетчерский пункт (ОДС). Одна из последних разработок — автоматические оконные открыватели, которые пользуются большим спросом у обладателей собственных загородных домов.
Принцип работы и состав системы дымоудаления
Система дымоудаления состоит из физических средств, обеспечивающих распределение потоков воздуха в коридорах, по которым проходят пути эвакуации, а также на лестничных клетках таким образом, чтобы дым вытягивался через дымоходы за пределы здания. Для этого на лестничных клетках устанавливается система подпора воздуха, которая нагнетает его с улицы, создавая давление, достаточное для того, чтобы дым не распространялся по лестничным клеткам. В свою очередь в коридорах устанавливаются системы дымоудаления, которые через дымоходы вытягивают дым из коридоров на улицу.
Из вышеописанного видно, что система дымоудаления фактически состоит из двух систем — собственно дымоудаления и подпора воздуха.
Технически система дымоудаления и подпора воздуха состоит из клапанов, которые устанавливаются на воздуховоды, или фрамуг и вентиляторов для обеспечения тяги или нагнетания
воздуха.
Способы интеграции системы дымоудаления
В соответствии с нормативным документом СП7.13130.2013 п. 7.20 «Управление исполнительными элементами оборудования противодымной вентиляции должно осуществляться в автоматическом (от автоматической пожарной сигнализации или автоматических установок пожаротушения) и дистанционном (с пульта дежурной смены диспетчерского
персонала и от кнопок, установленных у эвакуационных выходов с этажей или в пожарных шкафах) режимах».
Следовательно, необходимо осуществить интеграцию системы дымоудаления и подпора воздуха с системой пожарной сигнализации и пожаротушения здания. Для этого клапаны
системы дымоудаления и подпора воздуха оборудуются приводами, как показано на рисунке, а вентиляторы — двигателями, сигнал на которые подается от модулей систем пожарной
сигнализации.
Алгоритм работы системы дымоудаления
Мозг системы пожарной сигнализации — ее контроллеры. Они собирают информацию от датчиков, установленных в помещениях, и от реле протока систем пожаротушения. Приходящая
информация обрабатывается, и в случае поступления сигнала «Пожар» передается команда на модули, которые управляют системами дымоудаления.
Алгоритм запуска систем дымоудаления может быть разным в зависимости от типа здания. Например, сначала могут запускаться установки дымоудаления и подпора, отвечающие за дымоудаление в зоне пожара, а затем — все остальные. В больших зданиях, где много таких установок, запуск можно разнести по времени. Это обусловлено тем, что при одновременном
запуске всех установок нагрузка на питающую сеть может быть слишком высокой, а следовательно, возникает перегрузка сети, что недопустимо в условиях экстренной эвакуации.
Для управления приводами клапанов дымоудаления и подпора воздуха, а также для обеспечения контроля их состояния можно использовать адресные командные и мониторные модули или командно-мониторные модули систем пожарной сигнализации. Так как клапаны могут быть разнесенными внутри здания, модули удобно включать в шлейф пожарной сигнализации и устанавливать в том месте, где находятся клапаны системы противодымной вентиляции.
Таким образом, для контроля и управления клапаном необходим один выход с возможностью коммутации напряжения 220 или 24 В в зависимости от типа используемого привода
и два или один (если он имеет возможность мониторинга двух сигналов) вход для мониторинга состояния клапана открыт/закрыт.
Производители адресных пожарных сигнализаций предлагают для реализации этих функций разные адресные модули.
В некоторых случаях для управления клапанами вместе с модулями можно использовать специализированные устройства под названием БУОК.
Использование БУОК решает вопрос коммутации напряжения 220 В при невозможности выполнения этого модулем, а также для обеспечения локального управления клапаном в виде встроенной кнопки. Если БУОК не используется, функцию локального управления может обеспечить ручной извещатель в качестве кнопки управления клапаном.
Для обеспечения управления двигателями вентиляторов дымоудаления обычно устанавливаются сертифицированные шкафы управления с сильноточными пускателями.
Интеграция шкафов управления с системой пожарной сигнализации осуществляется также посредством адресных модулей. Как правило, для управления и контроля шкафов дымоудаления используется один выходной сигнал и четыре входных — для контроля следующих функций: «Установка включена», «Установка выключена», «Установка в автоматическом или ручном режиме», «Контроль питания установки».
Пожарная безопасность коттеджей
Автоматические оконные открыватели применяют для вентиляции и дымоудаления в случаях, когда использование традиционной схемы циркуляции нецелесообразно (не позволяет размер помещения или его архитектурно-технические характеристики). Незаменимы они в коттеджном строительстве. Эти загородные сооружения, как правило, не очень велики, так что обустраивать вытяжки и полновесные пожароохранные системы просто негде. Архитекторы, впрочем, как и специалисты по пожарной охране, единогласно рекомендуют обойтись датчиками возгорания и задымления и автоматической системой оконного проветривания. Электроприводы для открывания окон универсальны и могут быть установлены на уже готовые окна, фрамуги, форточки. Их можно использовать не только как системы дымоудаления, но и как комплекс естественной вентиляции помещений (ежедневное проветривание). При этом автоматика весьма удобна еще и тем, что здесь имеется возможность добавления в конфигурацию датчиков, которые при необходимости, без участия человека вовремя среагируют и пошлют сигнал на закрытие/открытие окна, если на улице пошел дождь, усилился ветер или в помещении становится слишком жарко и влажно.
В малоэтажных загородных домах не всегда представляется физически возможным открыть высокорасположенные окна, в том числе и мансардные, и электроприводы при решении данной проблемы буквально необходимы. При элементарной и доступной комплектации (электропривод плюс клавишная кнопка вентиляции плюс пульт для открывания) вам придется заплатить около 8,5 тыс. руб. Кстати, все подобное оборудование проходит тщательные испытания, и производители гарантируют до 10 000 циклов открытия/закрытия окон.
Принцип работы системы дымоудаления в больших помещениях
Сама по себе концепция удаления дыма и проветривания помещений не нова и возникла еще на заре цивилизации, когда человек впервые построил в своем жилище очаг. В России дымовые люки первоначально устанавливали на крышах театров, из-за присутствия большого количества людей, а также декораций, способных вспыхнуть за считаные секунды.
В начале 2004 года, Госстроем РФ был введен в действие СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», регламентирующий удаление дыма посредством систем дымоудаляющей аэрации, то есть с помощью открываемых зенитных фонарей, или световых куполов. Дымовые люки на крыше, одновременно являющиеся зенитными фонарями, применяют достаточно давно. Рекомендованы они главным образом для помещений с большими объемами: кинотеатров, торговых центров и крытых рынков, хранилищ, библиотек, атриумов, подземных сооружений или производственных помещений. Зачастую большинство таких устройств можно использовать для ежедневного проветривания помещений.
Система дымоудаления, как правило, функционирует в комплексе с центральной системой пожарной безопасности и может быть совмещена с системой естественной вентиляции, но при этом именно устранение продуктов сгорания остается приоритетным при возникновении чрезвычайной ситуации. При начавшемся пожаре и задымлении помещения сигнал с дымовых извещателей (датчиков дыма) или кнопки пожарной тревоги поступает на блок управления. Последний при этом приводит в действие электроприводы, установленные на окнах и/или люках дымоудаления. В случае возникновения пожара это оборудование должно срабатывать совместно с системой вентиляции и обеспечивать выпуск избыточного тепла и дыма из помещения. Система включения привода открывающего механизма дымового люка, как правило, автоматическая и дистанционная, что позволяет исключить человеческий фактор, как самый ненадежный.
Конструкции люков могут быть самыми разнообразными, иметь прозрачные или непрозрачные крышки. Материал куполов — акрил или поликарбонат. В зависимости от требуемой степени теплоизоляции их делают одно, двух и трехслойными. Соединительными элементами между куполом зенитного фонаря и конструкцией крыши служат основания высотой 15, 30 и 50 см. Окна могут различаться и по виду механизмов открывания.
Возможность применения люков напрямую зависит от климатических особенностей нашего региона, температуры наружного воздуха и розы ветров, поэтому для расчетов необходимо брать максимальную летнюю температуру, характерную для Москвы и Подмосковья, и постараться учесть господствующее направление ветра, так как возможно и задувание дыма внутрь. Скорость ветра также может негативно сказываться на работе механизмов открывания люков — важно убедиться, что конструкция может противостоять резким порывам.
Система механического дымоудаления
Ее задача состоит в том, чтобы поддерживать нижнюю границу дымового слоя выше некоторого заданного уровня, например путей эвакуации. В случае пожара вам не дадут задохнуться вентиляторы, воздуховоды, детекторы и клапаны для перемещения дыма, создающие перепады давления. Для интересующихся остановимся подробнее на самом процессе.
Механические системы удаления дыма или защиты от его воздействия могут быть статическими или динамическими. Первый способ в случае начала пожара предусматривает отключение всего комплекса вентиляции, что замедляет дальнейшее распространение угарного газа из-за прекращения воздухообмена (это базовый метод борьбы с задымлением). В динамической модели вентиляторы не отключаются, а продолжают функционировать в специальном режиме, либо удаляя дым, либо подавая извне свежий воздух.
Нормальная работа всего комплекса оборудования зависит от физических свойств строительных конструкций. Когда промежуток между потолком и нижней допустимой границей дымового слоя минимален, на эффективность дымоудаления может отрицательно повлиять поддув чистого воздуха наверх — из-под слоя дыма он вовлекается в зону всасывания вытяжного вентилятора. А в местах пребывания людей при этом иногда даже возникает скопление дыма. Для предотвращения этого рекомендуют использовать систему механического дымоудаления с несколькими вытяжными отверстиями. Тогда максимальный расход уходящего через них воздуха ограничивается заданной глубиной слоя дыма в верхней зоне.
Ввиду того что все описываемые нами системы так или иначе взаимодействуют с электросетью и системой пожарной безопасности, при проектировании механического комплекса очень важно проконсультироваться с отвечающими за эти фронты работ специалистами. При составлении проекта блоков управления противопожарной и противодымной защитой для максимального повышения надежности системы рекомендуют использовать датчики дыма, отвечающие за чистоту воздуха и термореле, ведущие мониторинг температуры.
Для изоляции помещений используют физические свойства самих строительных конструкций, которые изначально рассчитаны на предотвращение распространения дыма посредством блокирования очагов возгорания. Также на помощь здесь придут теплоизоляционные материалы, обладающие очень низкой горючестью, и даже использование таких простых решений, как уплотнение дверных и оконных притворов влажной тканью.
Защита этажей и помещений от задымления.
Помещения с оконными проемами
Особую актуальность имеет обеспечение противодымной защиты в помещениях без оконных проемов – системы дымоудаления с естественной или механической вытяжкой продуктов горения. Для более эффективной работы вытяжных систем целесообразно разделять помещения и здания на отсеки. При этом большое внимание необходимо уделять заделки щелей в местах стыков строительных конструкций, а при пересечении стен, перегородок и перекрытий помещений различными коммуникациями зазоры между коммуникациями и ограждающими конструкциями должны заделываться наглухо строительным раствором или мастикой из несгораемых материалов.
Особого внимания требует изоляция помещений с горючей нагрузкой, расположенных в подвальных и цокольных этажах, от помещений расположенных на первом и вышележащих этажах. При этом подвальные и цокольные этажи разделяют на отсеки, для выпуска дыма и уменьшения интенсивности задымления в каждом отсеке предусматривают оконные проемы с приямками для установки дымососов.
Основные способы противодымной защиты (как и для взрывоопасных помещений):
-
— подпор воздуха в объеме, в который необходимо преградить поступление дымового аэрозоля;
— заполнения проемов в противопожарных преградах с целью защиты от проникновения продуктов сгорания должны обеспечивать необходимый высокий предел огнестойкости по признаку потери целостности (Е), который, как известно, определяется по моменту, когда продукты горения не только проникают из огневой камеры наружу, но также обладают и существенной температурой, способной воспламенить ватный тампон.
Для эффективной дымозащиты двери должны во время огневого испытания проявлять себя как дымонепроницаемые, для чего применяется специальные терморасширяющиеся уплотнительные прокладки.
Двери с высоким пределом огнестойкости и низкой дымонепроницаемостью не только препятствуют выходу пожара и продуктов горения за пределы помещения, но и способствуют самотушению пожара за счет ограничения притока кислорода воздуха в зону горения.
Противодымная защита лестниц
Прежде всего лестницы, претендующие на роль незадымляемых должны располагаться в лестничных клетках, что позволяет изолировать лестницы от помещений различного назначения на этажах здания. Во внутренних стенах лестничных клеток не допускается устройства каких-либо проемов, кроме дверных. Дверные проемы, как правило, должны защищаться глухими самозакрывающимися дверями с уплотненными притворами. В отдельных случаях допускаются двери остекленные армированным стеклом. В настоящее время ведется работа по введение в нормативные документы требований по дымонепроницаемости дверей лестничных клеток.
Лестницы располагаются, как правило, у наружных стен с обязательным устройством оконных проемов, которые, во-первых, выполняют роль дымовых люков и обеспечивают лучшую ориентировку эвакуирующихся при движении. В лестничных клетках без естественного освещения незадымляемость в обязательном порядке обеспечивается созданием подпора воздуха (заданной величины давления).
Незадымляемость наружных лестниц обеспечивается исключением их устройства у оконных проемов, а также применением для выхода на площадки лестниц самозакрывающихся с уплотненными притворами дверей, располагающимися за пределами лестничного марша на расстоянии не менее ширины марша.
При этом оконные проемы могут оказывать двоякое влияние на задымление лестничных клеток. При закрытых окнах задымляются два-три этажа выше этажа пожара и один-два этажа ниже него. При открытых окнах выше этажа пожара скорость задымления лестничной клетки возрастает за счет появления тяги (эффект «дымовой трубы»).
Особое внимание необходимо уделять изоляции лестниц, ведущих из подвалов, устройством самостоятельных и обособленных выходов.
Лифтовые шахты
Перегородки лифтовых шахт, за исключением шахт лифтов в лестничных клетках, а также помещения машинных отделений лифтов, шахт и ниш для прокладки коммуникаций должны выполняться из негорючих материалов с пределом огнестойкости не менее EI 45.
Противодымная защита мусоропроводов
Причиной задымления зданий часто являются пожары в мусопроводах. Ствол мусоропровода должен изготовляться из несгораемых материалов. Ограждающие конструкции и двери мусороборной камеры должны обладать определенным пределом огнестойкости.
Другие требования к элементам мусоропровода сводятся к уменьшению газодымопроницаемости ствола и загрузочных клапанов. Для улучшения проветривания ствола мусоропровода в обычных условиях и дымоудаления при пожаре (загорании) в нем оголовки стволов оборудуются дефлекторами, а в некоторых случаях – механическими вентиляторами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Система противодымной вентиляции является жизненно важной для обеспечения безопасности людей при пожаре.
Поэтому ее разработка и состав определяются на этапе проектирования и должны строго соответствовать действующим нормам Российской Федерации.
При этом все оборудование для систем дымоудаления и ее управления должно быть сертифицировано.
