Противодымная защита: системы вентиляции, конструкции и оборудование

Система оповещения людей и обнаружения источника пожара

Оповестительные системы при пожаре на предприятии и управлении процессом эвакуации обязаны соответствовать следующим нормам:

• подавать звуковые и световые сигналы во все части здания;
• обеспечивать воспроизведение речевых сообщений, в которых будет содержаться подробная информация об эвакуации;
• передача в отдельные места здания сообщения об участке с источником возгорания, о путях эвакуации и действиях для обеспечения личной безопасности;
• при внезапном отключении энергетического питания должно быть активировано эвакуационное освещение;
• обеспечение связи со всеми помещениями и отделами, в которых работает персонал, ответственный за правильную эвакуацию людей из горящего здания.

Система оповещения включает в себя следующие механизмы:

• пожарные извещатели, которые активируются при изменении температуры, появлении дыма и огня;
• блок, отвечающий за транслирование сообщений;
• цифровые носители информации с записанными сообщениями;
• оповестительные механизмы (микрофоны, экраны, динамики, звуковая сигнализация.

Что такое противодымная система?

На практике факторов, влияющих на эффективность дымоудаления, очень много. Это:

• химические реакции горящих материалов с атмосферным кислородом;
• турбулентное смешивание разнотемпературных потоков воздуха;
• диффузия и теплообмен.

Такая вентиляция создаётся только там, где нет естественного вентилирования. Это система, которую можно включить с пульта, вынесенного за пределы вентилируемого помещения. Противодымная защита зданий и сооружений регламентируется СНиПом, все материалы и конструкции должны быть огнестойкими, расчёт каналов и коридоров проводится по специальным формулам.

Такая защита выполняет следующие задачи:

• ограничивает распространение летучих продуктов горения;
• удаляет дым и газы;
• изолирует место возгорания.

В больших промышленных или жилых зданиях для каждой определенной зоны устраивается дымоприёмное устройство, это канал или шахта с установленным в них клапаном. Канал или шахта заканчиваются резервуаром для вытянутого из помещения воздуха, это зона площадью не более 1600 м2, ограждённая негорючими завесами.

Газовый обмен на пожаре

Этот вид теплообмена возникает при возгорании. Физика процесса заключается в том, что воздух, нагретый в зоне воспламенения и насыщенный образующимися в результате горения газами, становится легче и всплывает, а верхние слои имеют более низкую температуру (на начальном этапе пожара) либо остывают, соприкасаясь с атмосферой или перекрытием, и опускаются.

Этот процесс продолжается циклически до изменения условий.

Различают два вида обмена – при наружных и внутренних пожарах. Более детально об этом можно узнать из следующего документа:

Газообмен при пожаре.

При внешнем возгорании, как правило, образуется дымовой столб или колонна. Их высота зависит от разницы давлений в газовом облаке и атмосферным.

Показатели газообмена обусловлены внешними факторами:

• скорость ветра увеличивает интенсивность потоков, так как быстрее происходит выгорание и перемещение дыма;
• перепад температур в газовом облаке и атмосфере тоже влияет на реактивность процесса: чем больше разница, тем активнее происходит газообмен;
• повышение атмосферного давления замедляет конверсию потока;
• осадки снижают интенсивность теплообмена.

Зоны давления внутри помещения

Нагретый газ, имеющий меньшую плотность и массу, чем воздух, поднимается в верхнюю часть пространства. На нижнем участке создается разряженная атмосфера из-за выгорания кислорода, участвующего в процессе окисления. В результате возникает перепад давлений.

Уровень, на котором внутреннее и внешнее давления одинаковы (в соседних помещениях, не пораженных огнем или за пределами здания), называется плоскостью равных давлений.

Она характеризуется тем, что над этой зоной находится область сильного задымления, а под ней концентрация продуктов сгорания не является критической и позволяет дышать без использования защитных приспособлений.

Плоскость равных давлений

При внутренних пожарах помещение делится на три области, по значению показателя давление:

1. Высокое. Верхняя зона.
2. На уровне атмосферного. Нейтральная зона.
3. Низкое. Нижняя зона.

Плоскость равных давлений находится на поверхности нейтральной зоны. От места ее расположения зависит скорость распространения дыма и огня в смежные помещения.

Высота нейтральной зоны

Уровень расположения этой области определяется количеством и местонахожде-нием проемов – окон, дверей, вентиляционных приточных, вытяжных или совмещенного действия каналов.

Высота нейтральной зоны.

Считается высота нейтральной зоны по формуле: Hn=0,5*Hp+h,

где Hp – это высота приточного проема, h – расстояние от верхней границы зоны до оси отверстия.

Параметр h для помещения с приточными и вытяжными проемами определяется выражением:

h=HS1S22×ρ3ρ4+1,

где H – это расстояние между осями приточного и вытяжного проемов.

Площади обозначаются S1 – приточного, S2 – вытяжного отверстия.

ρ3 – плотность воздуха, ρ4 – плотность газа (продуктов горения).

Приведенные выражения показывают, что:

• чем выше разница между массами атмосферы и загазованного воздуха при одинаковых площадях отверстий, тем нейтральная зона ближе к проему;
• плоскость равных давлений находится тем выше, чем дальше удалены друг от друга приточный и вытяжной канал;
• нейтральная зона сдвигается в сторону проемов большей площади.

Требования к проектированию

Система противодымной защиты описывается в проекте на возводимое или модернизируемое здание (сооружение). Основные требования, которыми необходимо руководствоваться при его разработке, изложены в следующих документах:

• ФЗ от 22.7.08 г. №123-ФЗ (ТР о требованиях ПБ);
• СП 7.13130.2013;
• ГОСТ Р 53300-2009;
• НПБ 240-97.

Ст. 85 Технического регламента устанавливает основополагающие требования, предъявляемые к данным системам, в части принципов построения и функционирования их в целом, а также взаимодействия с прочим инженерным оборудованием здания (сооружения). А в ст. 138 изложены обязательные положения относительно конструктивных особенностей некоторых составных частей. В целом, формулировки ТР, как и любого ФЗ, даны в максимально общем виде и не содержат требований, привязанных к каким-либо конкретным объектам (зданиям, сооружениям). Таковые могут уточняться в специализированных ведомственных и отраслевых нормативах, устанавливающих дополнительные правила в зависимости от специфики помещений.

СП 7.13130.2013 на данный момент является основным пособием для проектировщиков рассматриваемой системы защиты. Данные правила помогают определиться с тем, где и какое, в зависимости от конкретных параметров и характеристик зданий и сооружений (структура, оснащение, геометрические размеры, категория пожарной опасности и др.), требуется размещать оборудование (вентиляционные установки, противодымные шторы, двери, тамбуры-шлюзы и т. д.). В дополнение к СП имеется ряд методических рекомендаций по производству соответствующих математических расчетов. Наиболее полно учитывают все требования свода правил издания ВНИИПО и АВОК. Моделирование на ЭВМ позволяет во многом упростить расчеты и проектирование этой системы противопожарной защиты.

Исходя из основных способствующих распространению в объеме дыма факторов, которые необходимо учитывать при расчетах (эффект дымовой трубы, ветер, тепловое расширение воздуха, увеличение давления), можно выделить этапы проектирования. Они следующие:

• задание категории помещений;
• расчет тепловой нагрузки, возникающей при пожаре;
• выявление требуемой кратности воздухообмена;
• установление температуры продуктов сгорания;
• выявление объема воздуха, поступающего через неплотности, и общего его расхода;
• подбор вентиляционного оборудования.

Разумеется, спроектированную и смонтированную систему необходимо испытывать, и не только при сдаче объекта, но и периодически.
Порядок проведения испытаний, перечень контролируемых параметров и характеристик, методики проверки, способы обработки и оформления результатов содержатся в ГОСТ Р 53300-2009 и НПБ 240-97.

Что следует знать для разработки защитной системы у себя дома?

Противодымную вентиляцию можно устроить даже в собственном доме, как правило, это делается в тех помещениях, где нет окон. Её можно использовать как обычную вытяжку для проветривания. Для устройства люка нужно знать площадь помещения. Сечение люка составляет 0,2% от площади. С наружной стороны люка устанавливается клапан, а с внутренней – вентилятор дымоудаления. Клапан после установки должен работать безотказно.

Все части вентилятора дымоудаления изготовлены из металла, горячий воздух или дым не могут их вывести из строя. Они бывают осевые и радиальные, выбор зависит от особенностей помещения. Включается такой вентилятор с пульта, удалённого от вентилируемого помещения.

Как оснастить здание противодымной системой?

С самого начала следует разработать проект системы противопожарной безопасности для здания

Важно помнить, что любое строение, даже типового характера, обладает своими отличительными особенностями, которые важно обязательно учитывать во время проектирования

При установке системы придется подготовить специальные документы по строительству, реконструкции, капитальному ремонту объекта. Оказывать услуги по составлению проекта противопожарной системы разрешено лишь юридическим лицам, которые состоят в саморегулируемой организации и обладают свидетельством о допуске.

Безопасная зона[править | править код]

Коллективное средство спасения людей при пожаре. Выполняется в виде специально оборудованных помещений внутри здания или на его покрытии. Обеспечивает предотвращение воздействия на пребывающих в нём людей опасных факторов пожара за всё время ликвидации пожара. Помещение должно выделяться противопожарными стенами и перекрытием и располагаться так, чтобы люди имели возможность достигнуть безопасной зоны за необходимое время эвакуации.

Подземные объектыправить | править код

Современные подземные объекты — капитальные сооружения, рассчитанные на длительные сроки эксплуатации (100 и более лет). В течение этого срока они должны удовлетворять требованиям эксплуатационной надежности, обеспечивая безопасность для жизни людей, безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Только за последнее десятилетие в странах Европы произошел ряд крупных пожаров в автомобильных и железнодорожных тоннелях:

• пожар в тоннеле Channel (Великобритания, 18.11.96 г.)
• пожар в тоннеле Exilles (Италия, 01.07.97 г.)
• пожар в тоннеле Prapontin (Италия, 13.01.97 г.)
• пожар в тоннеле Mont Blanc (24.03.99 г.)
• пожар в тоннеле Munich Candid (Германия, 30.08.99 г.)

Кроме этого, ряд серьезных пожаров зафиксирован в метрополитенах Германии, Нидерландов, Италии, Великобритании, России. Только в Московском метрополитене с 1990 года было зарегистрировано около 20 пожаров. Самая крупная трагедия, связанная с пожаром произошла в Азербайджане (г. Баку, 1995 год). При пожаре погибли 289 человек и более 500 получили травмы различной степени тяжести.

Учитывая всю серьезность возможных последствий от пожаров в подземных сооружениях к обеспечению их пожарной безопасности предъявляются особые требования. При проектировании разрабатываются специальные технические условия по противопожарной защите сооружений и определению требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций. Также предусматривают объемно-планировочные, конструктивные и инженерно-технические решения, обеспечивающие комплекс мероприятий по:

• Предотвращению возникновения и распространения пожара.
• Обеспечению огнестойкости строительных конструкций и инженерных коммуникаций.
• Обеспечению средствами обнаружения и тушения пожара.
• Обеспечению системами противодымной защиты и средствами пожарной безопасности вентиляционных систем.
• Обеспечению безопасной эвакуации людей и автоматическому оповещению о пожаре и управлению эвакуацией.
• Обеспечению пожарной безопасности электроустановок и т. д.

Самое серьезное внимание уделяется требованиям к огнестойкости вентиляторов, применяемых в метрополитенах. Она должна составлять не менее 1 часа при температуре 250 °С

При этом необходимо учитывать специфику метрополитенов. Так, в зарубежных метрополитенах для основного (главного) проветривания тоннелей и станций используется поршневой эффект от движения поездов, и допускается установка облегченных специальных вентиляторов дымоудаления, работа которых активируется автоматически в случае пожара. Таким образом, эти вентиляторы обеспечивают функцию аварийного дымоудаления, после чего подлежат обязательной замене.

В метрополитенах стран СНГ функция дымоудаления обычно возлагается на шахтные вентиляторы главного проветривания, обеспечивающие основное проветривание тоннелей и станций. Применение легких вентиляторов дымоудаления в условиях отечественных метрополитенов возможно, таким образом, только в том случае, если главное проветривание обеспечено постоянной работой шахтных вентиляторов. Не допускается использование вентиляторов дымоудаления для главного проветривания тоннелей и станций, поскольку они не рассчитаны на длительную работу и в случае пожара могут моментально выйти из строя.

Сбои в работе данных систем при возникновении пожара приводят к неминуемой гибели людей, находящихся в нём, а также к серьёзным осложнениям в проведении аварийноспасательных работ, связанных с эвакуацией людей и тушением пожара. Ярким примером оценки значения систем вентиляции и дымоудаления явился пожар, произошедший в 1999 году в тоннеле «Monblan». В результате пожара погибли 39 человек, большинство из которых задохнулись от быстрого распространения ядовитых продуктов горения вследствие устаревшей и неработающей системы дымоудаления.

Противодымная защита подземных сооружений, тоннелей и шахт

Особое внимание необходимо уделить требованиям к огнестойкости вентиляторов, применяемых в метрополитенах. Она должна составлять не менее 1 часа при температуре 250ºС

В зарубежных метрополитенах для основного (главного) проветривания тоннелей и станций используется поршневой эффект от движения поездов, и допускается установка облегченных специальных вентиляторов дымоудаления, работа которых активируется автоматически в случае пожара. Таким образом, эти вентиляторы обеспечивают функцию аварийного дымоудаления, после чего подлежат обязательной замене. В метрополитенах стран СНГ функция дымоудаления обычно возлагается на шахтные вентиляторы главного проветривания, обеспечивающие основное проветривание тоннелей и станций. Применение легких вентиляторов дымоудаления в условиях отечественных метрополитенов возможно только в том случае, если главное проветривание обеспечено постоянной работой шахтных вентиляторов. Не допускается использование вентиляторов дымоудаления для главного проветривания тоннелей и станций, поскольку они не рассчитаны на длительную работу и в случае пожара могут моментально выйти из строя.

Сбои в работе данных систем при возникновении пожара приводят к неминуемой гибели людей, находящихся в нём, а также к серьёзным осложнениям в проведении аварийноспасательных работ, связанных с эвакуацией людей и тушением пожара.

Направления противодымной защиты

Для многоэтажных помещений выделяются особые области, охраняемые от доступа продуктов горения. К ним относятся линии эвакуации сотрудников или населения из зданий.

Закрытые лестницы

Противодымная защита путей спасения людей при пожаре в этом случае обеспечивается:

• изоляцией подвалов, чердаков для девяти- и менее этажных построек, для высотных зданий обязателен обособленный доступ в подвал;
• отделением квартирных или офисных площадок от лестниц дверями;
• оборудованием входов на чердак дополнительными маршами или металлическими стремянками, для изоляции возгорания проходы в чердачное помещение оборудуются негорючими перекрытиями;
• установкой тамбур-шлюза с подпором воздуха для зданий с классами пожароопасности А, Б, В;
• размещением на лестницах естественных вентиляционных проемов и монтажа дымоприемных устройств, которые позволяют увеличить время эвакуации на 4–6 минут в пределах 4–5 этажей;
• выходом на пожарную лестницу для зданий выше пяти этажей.

Незадымляемые лестницы

Такие конструкции создаются двумя способами. Первый – это сооружение воздушной зоны перед выходом на лестницу. Во втором случае обустраиваются переходы с подпором воздуха.

В первом варианте межэтажные пролеты отделяются от остальных помещений стеной. В местах прохода на лестничную площадку имеется лоджия или балкон, через проемы которого будут удаляться продукты горения в случае пожара.

При применении второго способа воздушная стена не дает дыму проникнуть в защищаемую зону.

Лестницы с подпором воздуха

В таких местах устанавливается оборудование для подачи воздуха в пролеты. При этом важен верный расчет необходимого давления и безотказность работы вентилятора в критической ситуации.

В случае штатной работы оборудования, управляющего газовыми потоками, увеличивается время на безопасную эвакуацию, снижается срок локализации возгорания, и уменьшаются общие убытки от пожара.

Детальная информация видна на видео: