Wentylacja pożarowa

Wentylacja pożarowa w budynkach. Wymagania

Instalacje bezpieczeństwa pożarowego, w tym system wentylacji pożarowej zgodnie z obowiązującymi przepisami o ochronie pożarowej jak i warunkami technicznymi powinny być wyposażone wszystkie budynki użytkowe. Wentylacja pożarowa nie służy komfortowi osób przebywających w budynku, zapewnia ona możliwość ewakuacji w wypadku hipotetycznego – mało prawdopodobnego pożaru. Zachowanie starannej procedury projektowania i wykonania instalacji, jest gwarancją prawidłowego funkcjonowania systemów wentylacji pożarowej w budynkach. W poniższym wpisie przedstawię najważniejsze informacje dotyczące wentylacji pożarowej i jej podstawowych elementów.

Czym jest wentylacja pożarowa?

Odpowiednio zaprojektowany system wentylacji pożarowej w budynkach wielokondygnacyjnych gwarantuje pełne bezpieczeństwo użytkownikom budynku w czasie wystąpienia pożaru – zapewnia skuteczne usuwanie dymu oraz kontrolę nad jego rozprzestrzenianiem się. Wentylacja pożarowa sprawdza się w budynkach mieszkalnych, przemysłowych jak i budynkach użyteczności publicznej. Systemy wentylacji pożarowej nie służą komfortowi użytkowników obiektu, stanowią zespół urządzeń zabezpieczających możliwość ewakuacji w momencie pojawiania się trawiącego ognia – wentylacja pożarowa dąży do obniżenia temperatury w pomieszczeniu i doprowadza powietrze z zewnątrz. Odporność ogniowa systemu wentylacji pożarowej wynosi przeciętnie od 1 do 2 godzin.

Systemy wentylacji pożarowej w budynkach

Praktyczne zastosowanie wentylacji pożarowej w obiektach budowlanych nastąpiło ok. 1970  r. Pierwsze systemy takiej wentylacji w budynkach niskich opierały się na centralnie otwieranych otworach okiennych, gdy klatki schodowe usytuowane były przy zewnętrznych ścianach budynku, lub w przypadku klatki schodowej mieszczącej się wewnątrz budynku, poprzez ręczne otwieranie klapy dymowej umiejscowionej w szczycie klatki. Niewielką rewolucją było wprowadzenie pożarowych kurtyn powietrznych, których ówczesne rozwiązania konstrukcyjne okazały się nieskuteczne. Niezadowolenie zrekompensowały wprowadzone systemy nadciśnieniowej wentylacji pożarowej. W pierwszym okresie strefą nadciśnienia objęte były klatki schodowe, przedsionki pożarowe, a następnie również poziome drogi ewakuacji (korytarze). Pełny sukces osiągnięto dopiero wówczas, gdy poprzez zastosowanie klap przeciwpożarowych o wymaganej odporności ogniowej, oraz dymoszczelnych drzwi na poziomych drogach ewakuacji (korytarzach), wyeliminowano konieczność wytwarzania nadciśnienia wewnątrz całego budynku.

Wielka Brytania i Niemcy (wówczas RFN) wprowadziły na przełomie lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych wytyczne projektowania wentylacji pożarowej, których przepisy przewidywały utrzymywanie nadciśnienia w klatkach schodowych, przedsionkach przeciwpożarowych oraz w niektórych przypadkach, na poziomych drogach ewakuacyjnych (korytarzach). Normy wprowadziły możliwość stosowania dwóch rodzajów systemów podwyższonego ciśnienia: jednostopniowego, czyli utrzymywanie podwyższonego ciśnienia w określonych obszarach tylko w przypadku pożaru, oraz dwustopniowego, projektowany w obiektach o szczególnym zagrożeniu dla ludzi, polegający na utrzymywaniu stałego nadciśnienia na niskim poziomie (ok. 20 Pa), a w przypadku powstania pożaru następuje automatyczne włączenie układu utrzymującego podwyższone ciśnienie w granicach 50-60 Pa. System dwustopniowy jest systemem zalecanym, skutecznie zapobiegającym rozprzestrzenianiu się dymu w początkowej fazie rozwoju pożaru.

Wentylacja pożarowa

Zdj.1. System wentylacji pożarowej zabezpiecza możliwość ewakuacji osób w czasie wystąpienia pożaru

Podział systemów wentylacji pożarowej

Przystępując do projektu należy pamiętać, że system ochrony przeciwpożarowej powinien w pełni integrować z budynkiem użytkowym. Każdy budynek posiada swój indywidualny układ pomieszczeń, o zróżnicowanym przeznaczeniu, dlatego wymaga zastosowania różnych systemów wentylacji pożarowej – które współpracując ze sobą, powinny w możliwie szerokim zakresie realizować założenia scenariusza pożarowego. Ogólny podział systemów wentylacji pożarowej możemy streścić w następującym podziale:

  • Wentylacja oddymiająca
  • Systemy kontroli dymu i ciepła
  • Oczyszczanie z dymu

Do odrębnej kategorii zaliczane są systemy zabezpieczające drogi ewakuacji, w skład których wchodzą systemy zabezpieczające przed zadymieniem oraz systemy zapobiegające zadymieniu. Pierwsze z nich są pełnoprawnymi systemami wentylacji pożarowej, podczas gdy funkcją tych drugich nie jest usuwanie dymu, a wytworzenie odpowiedniej różnicy ciśnienia pomiędzy przestrzenią objętą pożarem a obszarem przez nie chronionym, zapewniające przemieszczanie się dymu w kierunku oddalającym go od głównych dróg ewakuacyjnych.

Wentylacja oddymiająca – rodzaj wentylacji zapewniającej drożność dróg ewakuacyjnych w budynku, poprzez usuwanie gromadzącego się dymu bezpośrednio z obszaru pod stropem. Wymagania dotyczące instalacji wentylacji oddymiającej sprecyzowane są w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Zgodnie z §270 rozporządzenia, instalacja ta powinna m.in.:

  • zapewnić usuwanie dymu z intensywnością zapobiegającą zadymieniu zabezpieczonych pomieszczeń i dróg ewakuacyjnych;
  • mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego do obszaru oddymianego, uzupełniając braki powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem – z prędkością przepływu nie przekraczającą 1 m/s w pobliżu źródła ognia (w odległym obszarze prędkość ta może być wyższa). Wyższa prędkość może powodować mieszanie dymu z napływającym powietrzem, przez co zmniejsza on swoją temperaturę i traci naturalne siły wyporu które warunkują utrzymanie go pod stropem. W pomieszczeniach których nie ma zagrożenia mieszania się powietrzna nawiewanego z dymem prędkość nie powinna przekraczać 5 m/s.

Wentylacja oddymiająca znajduje zastosowanie w parkingach podziemnych, pasażach handlowych, jednokondygnacyjnych budynkach wielopowierzchniowych czy poziomych drogach ewakuacyjnych. Aby uniknąć błędów związanych z instalacjami oddymiającymi, na etapie projektowania szczególnie zwracamy uwagę na opracowanie prawidłowego scenariusza pożarowego, zastosowanie w projekcie materiałów i urządzeń posiadających wymaganą odporność ogniową, a także uniknięcie kolizji z innymi instalacjami wewnętrznymi.

System kontroli dymu i ciepła – są to głównie systemy wentylacji strumieniowej, której podstawą jest założenie, by dym jak najkrótszą drogą został usunięty z przestrzeni garażu – zapewniając łatwy dostęp do źródła ciepła dla ekip ratowniczych. Najczęściej wykorzystywane w garażach, dokach dostawczych i przejazdach w garażach zamkniętych. Projektowanie systemów kontroli dymu niekiedy wymaga zastosowania nowoczesnych  narzędzi wspomagających, takich jak obliczenia numeryczne CFD (ang. Computational Fluid Dynamics). Planując rozmieszczenie wentylatorów strumieniowych, należy uważać, żeby ich działanie nie utrudniało otwarcia drzwi ewakuacyjnych oraz nie groziło wtłoczeniem dymu do chronionych przestrzeni przedsionka i klatki schodowej.

Oczyszczanie z dymu – systemy których zadaniem jest usuwanie dymu i mieszanie dymu z napływającym powietrzem kompensacyjnym w celu zmniejszenia jego temperatury i toksyczności. Systemy oczyszczania dymu mogą być realizowane poprzez system wentylacji przewodowej, jak i strumieniowej, w których wydajności wymagane od systemów oczyszczania z dymu powinny wynosić około 50 000–60 000 m³/h dla systemów przewodowych oraz 160 000–200 000 m³/h dla systemów strumieniowych. Celem takiego sytemu jest ułatwienie prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej oraz ochrona konstrukcji obiektu– stąd projektowany jest jedynie w niewielkich strefach pożarowych w garażach budynków mieszkalnych czy produkcyjnych (do 3000 m²).

Zagrożenia wynikające z pożaru

Wybór odpowiedniego systemu wentylacji pożarowej jest istotny ze względu na zagrożenie toksyczne (uzależnione od rodzaju palącego się materiału i intensywności spalania) i pożarowe (kontakt z ogniem oraz temperatura powstającego dymu) mogące występować w obiekcie i nieść za sobą niebezpieczne konsekwencje dla użytkowników. Największe zagrożenia stanowią barwa i gęstość dymu ograniczająca stopień widoczności na drogach ewakuacyjnych, duże ilości lotnych substancji toksycznych, z których najbardziej niebezpieczny jest cyjanowodór, wydzielający się podczas pożaru pomieszczeń oraz drastyczny spadek stężenia tlenu – który jest pochłaniany w procesie spalania, osiągając po kilku minutach od powstania pożaru stężenie poniżej 10 proc. Dlatego przy projektowaniu systemów wentylacji pożarowej należy określić nie tylko takie parametry jak przepływ i kierunek ruchu strumieni powietrza, ale także ocenić wpływ pozostałych zjawisk takich jak: charakterystyka dymu, moc źródła pożaru, gradient temperatury, wahania ciśnienia czy stopień zanieczyszczenia powietrza doprowadzanego z zewnątrz.

Zdjęcie: fotolia.pl

Damian Czernik

inż. Damian Czernik, młodszy projektant instalacji

3 komentarze na temat “Wentylacja pożarowa w budynkach. Wymagania”

  1. Wentylacja pożarowa to w budynkach podstawa. Jednak wiele osób o nią nie dba i bywa na przykład niedrożna. Może takie blogi jak twój pomogą innym zrozumieć, że chodzi tu o bezpieczeństwo. Ciekawy wpis 🙂

  2. Katastrofy mogą mieć właśnie miejsce przez niedrożne wentylacje. Czy ona jest obowiązkowa? Wydaje mi się, że nie w wszystkich budynkach ją widziałem.

  3. Ludzie na ogół nie przykładają do tego aż tak dużej wagi, bo wydaje im się, że ich to nie dotyczy. Dopiero, kiedy zdarzy się tragedia i jest już za późno, wszyscy nagle zaczynają myśleć.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *