Klapy dymowe i systemy oddymiania grawitacyjnego i mechanicznego

Systemy oddymiania budynków

Wyróżnia się dwa typy ochrony budynków względem zagrożenia wynikającego z zadymienia i są to: systemy oddymiania kubatury pomieszczeń oraz systemy zapobiegające zadymieniu. Cel finalny do którego dążą oba rodzaje instalacji (czyt. zapewnienie dogodnych warunków do ewakuacji podczas zagrożenia, jest ten sam) jednak jak można wywnioskować z samej nazwy, system zapobiegania (według Normy PN-EN 12101-6:2007) stara się w ogóle nie dopuścić do zainfekowania ochranianej strefy zanieczyszczonym powietrzem, natomiast instalacja oddymiania (Wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016)(?) działa na zasadzie oczyszczenia już zanieczyszczonej strefy nadzorowanej z dymu.

Jak działają?

Dym to widzialna w atmosferze zawiesina cząstek stałych i cieczy powstałych w wyniku spalania lub pirolizy. Z reguły przez utrudnienie ewakuacji (toksyczność, ograniczenie widoczności) oraz utrudnienie prowadzenia akcji ratowniczej uznawany jest za największe zagrożenie powstające podczas pożaru.

Zadaniem stosowania instalacji oddymiających jest:

• przeciwdziałanie rozprzestrzenianiu się dymu i gorących gazów pożarowych poza strefę objętą pożarem
• umożliwienie ewakuacji ludzi z zagrożonej strefy oraz ułatwienie przeprowadzenia skutecznej akcji gaśniczej poprzez usuwanie dymu
• zapewnienie, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację
• zmniejszenie strat materialnych spowodowanych działaniem dymu i wysoką temperaturą gazów pożarowych

Instalacja oddymiająca zasadniczo składa się z czterech części:

• Wentylatora oddymiającego,
• systemu przewodów przystosowanych do przenoszenia gazów spalinowych,
• zasilania w energię,
• urządzeń zapewniających dopływ powietrza z zewnątrz i jest dzielona ze względu na rodzaj zadziałania instalacji:

1. Grawitacyjne instalacje oddymiające
2. Mechaniczne wentylacje oddymiające (wywiewne/ nawiewno-wywiewne/ nadciśnieniowe)

Zasada ich działania jest bardzo prosta, a przy tym bezawaryjna i skuteczna. Usuwanie dymu następuje przez wykorzystanie praw fizyki w metodzie grawitacyjnej lub przy pomocy urządzenia mechanicznego kierunkującego przepływ dymu w stronę otworów wylotowych i następuje według poniższego schematu:

1. Wykrycie pożaru przez system sygnalizacji pożarowej
2. Zamknięcie wszystkich przeciwpożarowych klap odcinających oraz zamknięć innych otworów umieszczonych na granicy strefy, w której wykryty został pożar
3. Uruchomienie wentylatorów nawiewnych wytwarzających nadciśnienie w przestrzeni klatek schodowych oraz szybów dźwigów dla ekip ratowniczych
4. Otwarcie klap odcinających znajdujących się w strefie objętej pożarem zamontowanych na odgałęzieniach przewodów wentylacji pożarowej (nawiewnych i wywiewnych)
5. Uruchomienie wentylatorów oddymiających oraz nawiewnych (doprowadzających czyste powietrze do strefy objętej pożarem)

Systemy oddymiania – wymagania prawne

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (DzU nr 109 z dnia 22.06.2010 r., poz. 719). :

4 § 15.1 „Z każdego miejsca w obiekcie, przeznaczonego do przebywania ludzi, zapewnia się odpowiednie warunki ewakuacji, umożliwiające szybkie i bezpieczne opuszczenie strefy zagrożonej lub objętej pożarem, dostosowane do liczby i stanu sprawności osób przebywających w obiekcie oraz jego funkcji, konstrukcji i wymiarów, a także zastosowanie technicznych środków zabezpieczenia przeciwpożarowego polegających na: (…)

4) zabezpieczeniu przed zadymieniem wymienionych w przepisach techniczno-budowlanych dróg ewakuacyjnych, w tym: na stosowaniu urządzeń zapobiegających zadymieniu lub urządzeń i innych rozwiązań techniczno-budowlanych zapewniających usuwanie dymu.’’

Natomiast Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie w następujący sposób określa warunki stosowania systemów zapobiegania zadymieniu oraz oddymiania w budynkach ze względu na ich podział:

§ 215.1 1) Dopuszcza się przyjęcie klasy E odporności pożarowej dla jednokondygnacyjnego budynku PM o gęstości obciążenia ogniowego przekraczającej 500 MJ/ m2., pod warunkiem zastosowania:

2) samoczynnych urządzeń oddymiających w strefach pożarowych o powierzchni przekraczającej 1.000 m2.

§ 227.4.Dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych, o których mowa w ust. 1, z wyjątkiem stref pożarowych w wielokondygnacyjnych budynkach wysokich (W) i wysokościowych (WW), pod warunkiem zastosowania:

1) stałych urządzeń gaśniczych tryskaczowych – o 100%,

2) samoczynnych urządzeń oddymiających uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu – o 100%.

§ 229.1. Dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych, o których mowa w § 228, pod warunkiem ich ochrony: (…)

2) samoczynnymi urządzeniami oddymiającymi – o 50%.

§ 237.6. Długości przejść, o których mowa w ust. 1 i 2, mogą być powiększone pod warunkiem zastosowania (…):

2) samoczynnych urządzeń oddymiających uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu – o 50%.

§ 245. W budynkach:

1) niskim (N), zawierającym strefę pożarową ZL II,

2) średniowysokim (SW), zawierającym strefę pożarową ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V,

3) niskim (N) i średniowysokim (SW), zawierającym strefę pożarową PM o gęstości obciążenia ogniowego powyżej 500 MJ/ m2. lub pomieszczenie zagrożone wybuchem, należy stosować klatki schodowe obudowane i zamykane drzwiami oraz wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu.

§ 246.3. Klatki schodowe i przedsionki przeciwpożarowe, stanowiące drogę ewakuacyjną w budynku wysokim (W) dla strefy pożarowej PM, powinny być wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub samoczynne urządzenia oddymiające uruchamiane za pomocą systemu wykrywania dymu.

§ 247. 1. W budynku wysokim (W) i wysokościowym (WW), w strefach pożarowych innych niż ZL IV, należy zastosować rozwiązania techniczno-budowlane zabezpieczające przed zadymieniem poziomych dróg ewakuacyjnych.

2. W krytym ciągu pieszym (pasażu), do którego przylegają lokale handlowe i usługowe, oraz w przekrytym dziedzińcu wewnętrznym, należy zastosować rozwiązania techniczno-budowlane zabezpieczające przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych.
3. W podziemnej kondygnacji budynku, w której znajduje się pomieszczenie przeznaczone dla ponad 100 osób, oraz budowli podziemnej z takim pomieszczeniem, należy zastosować rozwiązania techniczno-budowlane zapewniające usuwanie dymu z tego pomieszczenia i z dróg ewakuacyjnych.

Co zawiera projekt systemu oddymiania grawitacyjnego?

Projekt systemu zawiera szczegółowe rozwiązania w zakresie:

• obliczania i doboru powierzchni oddymiania
• doboru sposobu napowietrzania
• sterowania oddymianiem (elektryczne, pneumatyczne)
• komunikacji z systemem sygnalizacji pożaru, jeżeli występuje w danym budynku
• sposobu odbioru instalacji

Gdzie najczęściej stosowane są systemy oddymiania grawitacyjnego?

• klatki schodowe
• poziome drogi ewakuacyjne
• szyby dźwigów
• budynki produkcyjno-magazynowe
• magazyny wysokiego składowania

Gdzie wymagane są systemy wentylacji pożarowej?

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, obliguje do instalowania samoczynnych urządzeń oddymiających uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu oraz rozwiązań zapewniających usuwanie dymu z pomieszczeń i dróg ewakuacyjnych:

• w budynkach wielokondygnacyjnych określonych w § 245 na klatkach schodowych odpowiednio zamykanych i obudowanych,
• w budynkach wysokich i wysokościowych w sposób określony w § 246 i § 247 rozporządzenia,
• w szybach dźwigu przeznaczonego dla ekip ratowniczych’
• w garażach zamkniętych w strefie pożarowej przekraczającej 1500 m2,
• w podziemnych kondygnacjach budynków, w których znajdują się pomieszczenia przeznaczone dla ponad 100 osób oraz budowlach podziemnych z takim pomieszczeniem
• na scenach teatralnych o powierzchni powyżej 150 m2,
• w krytych ciągach pieszych (pasażach), do których przylegają lokale handlowe i usługowe’
• w przykrytych dziedzińcach wewnętrznych

Jakie złagodzenia wymagań budowlanych możemy uzyskać dzięki wentylacji pożarowej?

Zastosowanie samoczynnych urządzeń oddymiających lub samoczynnych urządzeń oddymiających uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu, zgodnie z warunkami technicznymi daje możliwość:

• Obniżenia klasy odporności pożarowej budynku
• Zwiększenia powierzchni stref pożarowych
• Wydłużenia długości dojść ewakuacyjnych
• Wydłużenia długości przejść ewakuacyjnych

Jakie cele i założenia stawiamy wentylacji pożarowej?

• zapewnienie warunków bezpiecznej ewakuacji z budynku objętego pożarem
• zwiększenie widoczności poprzez usunięcie dymu i gazowych produktów spalania z dróg ewakuacyjnych
• umożliwienie działań ekipom ratowniczym poprzez odprowadzanie dymu i ciepła
• zmniejszenie stężenia toksycznych produktów spalania i rozkładu termicznego, poprzez usunięcie ich wraz z dymem i rozrzedzenie napływającym powietrzem kompensacyjnym
• obniżenie nagrzewania się elementów konstrukcyjnych budynku do wartości krytycznych, po których następuje utrata właściwości nośnych poprzez usunięcie gorących gazów pożarowej spod sufitu
• zmniejszenie strat wywołanych działaniem dymu i temperatury. Dym ma właściwości korozyjne i zawiera substancje smoliste, które mogą być przyczyna uszkodzeń konstrukcji lub wyposażenia budynku
• opóźnienie rozprzestrzeniania się pożaru i uniemożliwienie wystąpienie rozgorzenia
• poprawa własności noszenia dymu, napływające chłodniejsze powietrze wzmaga ciąg termiczny i zwiększa szybkość usuwania dymu
• wysterowanie wind na poziom neutralny, w obiektach, w których nie ma systemu sygnalizacji pożaru
• zwolnienie trzymaków elektromagnetycznych w drzwiach

Dodatkowo:

• poprawa jakości powietrza poprzez możliwość przewietrzania, za pomocą przycisków
• zastosowanie klap i okien dymowych doświetla pomieszczenia
• klapy dymowe mogą być stosowane jako wyłazy dachowe

Na jakiej zasadzie działa system oddymiania grawitacyjnego?

Grawitacyjne systemy oddymiania działają na zasadzie wyporu. Podwyższenie temperatury powietrza ze względu na duże strumienie ciepła, wytworzone na skutek pożaru powoduje zmianę gęstości powietrza w strefie spalania, które jest mniejsze w stosunku do gęstości powietrza otaczającego miejsce pożaru. Powoduje to naturalny ruch mas powietrza otaczającego (o większej gęstości) do wytworzonej kolumny konwekcyjnej dymu.
Napływające do przestrzeni oddymianej powietrze zewnętrzne (kompensacja) w wyniku
odbierania ciepła z pożaru (źródła ciepła) poprzez konwekcję i promieniowanie podgrzewa się, miesza się w wyniku turbulencji z powietrzem wewnętrznym, następnie unosi się do góry i rozpływa pod stropem,tworząc podsufitową warstwę dymu. Wyżej opisanym zjawiskom towarzyszy również zmiana ciśnienia w pomieszczeniu, tj. w strefie przypodłogowej ciśnienie jest mniejsze w stosunku do ciśnienia w strefie podsufitowej. Pomiędzy strefami różnych ciśnień tworzy się tzw. „strefa neutralna”, której poziom zależny jest od wewnętrznego bilansu cieplnego.

System oddymiania grawitacyjnego składa się z trzech podstawowych elementów: klapy dymowej lub okna oddymiającego, systemu wyzwalającego oraz otworu napowietrzającego (np. drzwi, okno, klapa).

Klapy lub okna oddymiające otwierają się automatycznie podczas pożaru i usuwają gromadzący się w strefie podsufitowej dym. Siłowniki znajdujące się w urządzeniach oddymiających otwiera centrala oddymiania. W tym samym czasie centralka sterująca oddymianiem musi zapewnić napowietrzanie przestrzeni oddymianej z zewnątrz. Zostają wysterowane otwory napowietrzające (drzwi, okna, klapy napowietrzające), wytwarza to ciąg kominowy w strefie zadymionej i kompensuje strumień powietrza, który wypływa z budynku. Otwory napowietrzające powinny być usytuowane na najniższej kondygnacji budynku i otwierane automatycznie.Urządzeniami wyzwalającymi działanie systemu są czujki dymu i ręczne przyciski oddymiania, które przekazują informację o pożarze do centrali oddymiania. Wyzwolenie systemu może również nastąpić po otrzymaniu sygnału przez centralkę oddymiania z zewnętrznego urządzenia np. systemu sygnalizacji pożaru.

Legenda:

1- centrala sterująca oddymianiem
2- zasilanie sieciowe
3- siłownik elektryczny klapy dymowej lub napowietrzającej
4- puszka połączeniowa
5- ręczny przycisk oddymiania
6- optyczna czujka dymu
7- przycisk wentylacji

System oddymiania grawitacyjnego, poprzez szereg wysterowań zamienia klatkę schodową w swoisty komin. Efekt kominowy szczególnie nasila się przy niższej temperaturze zewnętrznej. Istotą działania systemu jest odpowiednie dobranie powierzchni oddymiania i napowietrzania oraz wydzielenie klatki schodowej drzwiami o wymaganej odporności ogniowej oraz samozamykaczami.

Klapy oddymiające – jak wygląda montaż?

Klapy oddymiające montowane są na dachach (zazwyczaj są to klatki schodowe). Podstawy klap mocowane są w sposób trwały do konstrukcji nośnej za pomocą:

• śrub samowiercących – podkonstrukcja metalowa,
• kołków rozporowych – podkonstrukcja betonowa,
• wkrętów do drewna – podkonstrukcja drewniana

Przestrzeń pomiędzy podstawą klapy a podłożem, na którym jest montowana uszczelnia się specjalną ognioochronną masą pęczniejącą. Zapewnia to zachowanie szczelności w momencie powstania pożaru i istniejącego dużego zadymienia. W zamontowanej już podstawie klapy, w jej osi symetrii montuje się za pomocą nitów stalowych zawiasy do ramki spinającej. Do tak już zamontowanej konstrukcji montuje się napęd klapy. Po sprawdzeniu poprawności otwierania i zamykania klapy przy podłączeniu do prądy 24 V montuje się pokrycie z poliwęglanu. Wykonanie tego pokrycia umożliwia dodatkowo naświetlanie klatki schodowej. Tak zamontowaną klapę oddymiającą podłącza się następnie do centrali oddymiania za pomocą kabla HDGs min. 3 x 1,5.

Uruchomienie takiej klapy (w warunkach pożaru) następuje ręcznie – poprzez wciśnięcie przycisku alarmowego bądź automatycznie – wykrycie pożaru przez czujkę. Ważną funkcją takiej klapy jest również możliwość jej otwarcia za pomocą przycisku przewietrzania. Jest to przydatne w sytuacji gdy chcemy zwiększyć napływ powietrza np. w trakcie wykonywania prac remontowych w obiekcie bądź też gdy klapa ta stanowi jedyne wyjście z budynku na dach.

Oddymianie obiektów wielkokubaturowych

Innym przypadkiem jest wykorzystanie oddymiania grawitacyjnego w obiektach typu hale magazynowe czy hale produkcyjne. Priorytetem systemu oddymiania grawitacyjnego w tym zastosowaniu jest ochrona konstrukcji nośnej budynku.

Hale zazwyczaj podzielone są na strefy dymowe, za pomocą kurtyn dymowych stałych lub automatycznych. Podział dużych powierzchni na strefy dymowe ma na celu ograniczenie rozprzestrzeniania dymu i zapewnienie jego skutecznego usuwania z części hali bezpośrednio nad miejscem powstania pożaru.

W myśl art.5 ust.1 ustawy Prawo Budowlane, należy w uzupełnieniu przepisów posługiwa
się aktualnymi zasadami wiedzy technicznej. Na tym etapie należy skorzystać z wybranej normy projektowej. Wybór normy wymaga doświadczenia projektowego, wiedzy technicznej i inżynierskiej oraz przewidywania możliwej zmiany przeznaczenia hali w przyszłości.

Oddymianie: najczęściej w obiektach wielkokubaturowych realizowane jest za pomocą klap dymowych i świetlików dachowych. Ilość klap dymowych, ich wymiary i rozmieszczenie na przestrzeni dachowej zależy od zastosowanej normy projektowej.

Największy wpływ na ilość klap dymowych ma:

• przewidywana ilość materiału, który będzie składowany
• wysokość składowania – technologia
• projektowana wysokość warstwy dymu

Napowietrzanie: każda instalacja do usuwania dymu i ciepła musi posiadać kompensację, odpowiednią do ilości usuwanego dymu, gazów pożarowych i powietrza. Powietrze kompensacyjne w momencie zetknięcia się z dymem musi zawsze znajdować się poniżej warstwy dymu.

Efektywne napowietrzanie można osiągnąć stosując następujące rozwiązania:

• automatycznie otwierane otwory wlotowe np.: bramy, drzwi, okna, klapy żaluzjowe
• stale otwarte otwory wlotowe
• klapy oddymiające w innych strefach dymowych wg. BS dopuszczalne jest napowietrzanie z sąsiedniej strefy dymowej, wg NFPA 204 dopuszczalne napowietrzanie z niesąsiednich stref dymowych
• wentylatory wraz z ewentualnymi kanałami wentylacyjnymi

Do prawidłowego działania systemu oddymiania niezbędne jest automatyczne otwarcie bram napowietrzających. Automatyka w tym przypadku gwarantuje skuteczne działanie systemu oraz umożliwia działanie ekip ratowniczych.

Oddymianie szybów windowych

Częstym rozwiązaniem stosowanym w szybach windowych są systemy oddymiania grawitacyjnego, składające się z automatycznie otwieranej klapy dymowej zlokalizowanej w najwyższej części szybu i układu nawiewu powietrza kompensacyjnego w dolnej części kanału.

Instalacja oddymiania grawitacyjnego pełni następujące funkcję:
w przypadku pożaru na jednej z kondygnacji budynku, dym przedostający się przez nieszczelności w drzwiach dźwigu do wnętrza szachtu ma szanse wydostać się poza budynek, zmniejsza się dzięki temu zagrożenie zadymienia innych niż bezpośrednio objęta pożarem kondygnacja
podczas pożaru w szybie windowym, klapa dymowa zabezpiecza kondygnacje budynku przed wydostawaniem się na nie dymu z szachtu windowego.

Problemem związanym z prawidłowym działaniem sytemu oddymiania jest detekcja pożaru w szybie windowym. Optyczne czujki dymu mogą być instalowane maksymalnie na wysokości 11m (3-4 kondygnacja), dodatkowo w szybach windowych występują duże przepływy powietrza, winda działa jak tłok. Najlepszym rozwiązaniem detekcyjnym w przypadku szachtów windowych są czujki zasysające, w których powietrze przepływa przez sensory detekcyjne, analizujące jego skład.

Sterowanie systemem grawitacyjnego oddymiania

Systemy muszą być wyposażone urządzenia wyzwalające ręcznie (przyciski oddymiania) przeznaczone dla kierujących działaniami ratowniczymi. Połączenie systemu oddymiania z systemem sygnalizacji pożaru umożliwia skoordynowanie jego pracy z zadziałaniem innych systemów np.: instalacją tryskaczową, zamknięciem oddzieleń przeciwpożarowych, wyłączeniem wentylacji bytowej.

Należy pamiętać, że wyzwolenie pojedynczych klap w wyniku przekroczenia określonej temperatury nie może być traktowane jako samoczynne urządzenia oddymiające. Wszystkie standardy projektowe zakładają zespołowe otwarcie wszystkich klap dymowych w obrębie danej strefy dymowej.

Współdziałanie systemu oddymiania z instalacją tryskaczową

W zależności od koniecznych do spełnienia celów projektowych należy zwrócić uwagę na sposób współdziałania systemu oddymiania z instalacją tryskaczową. Szczególnie w obiektach produkcyjno-magazynowych, aby zapewnić priorytet zadziałania instalacji tryskaczowej sygnały sterujące z centrali systemu sygnalizacji pożaru do otwarcia klap dymowych i otworów napowietrzających dla danej strefy dymowej należy wysła ze zwłoką czasową 60s, liczoną od momentu odebrania sygnału z ZKA instalacji tryskaczowej przez centralę systemu sygnalizacji pożaru.

Trzeba pamiętać, że zadziałanie stałych urządzeń gaśniczych tryskaczowych, nie upoważnia do projektowania nieskutecznych systemów oddymiania. System oddymiania, który nie zadziała podczas pożaru jest niezgodny wymaganiami norm oraz przepisów techniczno-budowlanych.

Przeglądy

Osobą odpowiedzialną według prawa za budynek jest jego zarządca, odpowiada on również za zapewnienie bezpieczeństwa użytkującym go osobom. Zobowiązuje go to do utrzymania w dobrym stanie Systemu Sygnalizacji Pożarowej oraz wszystkich innych  instalacji odpowiedzialnych za ochronę przeciwpożarową, w tym system oddymiania.

Jak wygląda przegląd?

Przegląd systemu oddymiania powinno się wykonywać przynajmniej 1 raz w ciągu roku. Polega on na sprawdzeniu wszystkich elementów i podzespołów systemu, przeprowadzeniu niezbędnych testów, poprawności reakcji systemu na sygnały wysyłane z centrali oraz przycisków oddymiania.

Sprawdź nasze usługi przeglądów systemów oddymiania!

System oddymiania – nasza oferta działu instalacyjnego

W ofercie naszej firmy znajduje się kompleksowa usługa związana z systemem oddymiania. W jej skład wchodzi montaż całego systemu, okablowań, klapy oddymiającej oraz urządzeń z nim związanych. Cały materiał potrzebny do wykonania tego systemu dostarczamy osobiście.

Ponadto oferujemy Państwu wykonanie przeglądu systemów oddymiania. Każdy z przeglądów zakończony jest sporządzeniem protokołu podpisanego przez wyspecjalizowanego pracownika naszej firmy. Protokół dostarczamy w dwóch wersjach – papierowej oraz elektronicznej.

Dlaczego warto wybrać FIRETECH?

Firma FIRETECH zajmuje się zarówno projektowaniem, jak i wykonawstwem systemów oddymiania grawitacyjnego. Realizacja systemu przez jedną firmę, od projektu do odbioru, pozwala zachować najwyższą jakość i zapewnić korzystne warunki finansowe. Nasi projektanci posiadają specjalistyczną wiedzę i doświadczenie, potwierdzone licznymi certyfikatami. Zależy nam, aby projektowany system był indywidualnie dobrany do danego obiektu oraz był w pełni sprawny i niezawodnie realizował założone cele. Każdy projekt jest uzgadniany z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, co do zgodności zastosowanych rozwiązań z obowiązującymi przepisami ochrony przeciwpożarowej.