Poradnik wentylacji pożarowej Flakt Woods

WENTYLACJA POŻAROWAPoradnik projektanta.

Autor: Małgorzata Król

Opracowanie graficzne: Maciej Mazurek (Zuchowe Studio)

54

Tlenek węgla

Dym wydzielany przez silniki Diesla

Dobór wentylatorów Jetfoil

Wymagania dotyczące siły ciągu wentylatorów

Straty ciśnienia na wlocie i wylocie do tunelu

Opór lub wsparcie spowodowane ruchem ulicznym

Warunki otoczenia

Opór tunelu

Całkowita siła ciągu w tunelu

Ciąg wentylatora Jetfoil

Inne czynniki wpływające na zdolność ciągu

Ilustracje do rozdziału

Marmaray - tunel kolei podmiejskiej ze wschodniej części Stambułu

do zachodnich dzielnic miasta pod cieśniną Bosfor

Wentylacja pożarowa dla obiektów wielkokubaturowych 

Wprowadzenie

Wymagania w zakresie wentylacji pożarowej dla obiektów wielkokubaturowych

Systemy wentylacji pożarowej obiektów wielkokubaturowych

System „wypełniania dymem” (natural smoke filling)

System wentylacji mechanicznej wywiewnej

System wentylacji naturalnej

Zestawy urządzeń w systemie oddymiania obiektów wielkokubaturowych.


Przykłady obliczeń dla różnych wariantów obiektów wielkokubaturowych

Pożar w atrium lub hali zilustrowany schematycznie na rysunku nr 1

Sklep oddymiany przez pasaż wg schematu zilustrowanego na rysunku nr 5

Systemy ochrony dróg ewakuacyjnych w budynkach na wypadek wybuchu pożaru 

Wprowadzenie

Wymagania w zakresie ochrony dróg ewakuacyjnych na wypadek wybuchu pożaru

Systemy wentylacji pożarowej dla pionowych dróg ewakuacyjnych

Zestawy urządzeń do ochrony pionowych dróg ewakuacyjnych

Praca systemu w trybie wytwarzania nadciśnienia

Praca systemu w trybie oddymiania i gaszenia pożaru


Przykład obliczeniowy dla systemu napowietrzania klatek schodowych - Budynek wielorodzinny

przy ulicy Krętej w Białymstoku

Lista referencyjna

62

62

63

64

64

64

65

65

66

66

67

69

74

78

80

81

88

89

89

90

90

92

99

99

100

104

106

106

110

111

111

111

112

121

130

spis treści

wstęp

Wentylacja pożarowa garaży podziemnych

Wprowadzenie

Wymagania w zakresie zapewnienia wentylacji pożarowej dla garaży

Standard belgijski NBN S 21-208-2 [3]

Standard brytyjski BS 7346-7:2006 [2]

Systemy wentylacji pożarowej garaży zamkniętych

Zestawy urządzeń w bezprzewodowym systemie oddymiania garaży zamkniętych

Wentylatory strumieniowe

Wentylatory wyciągowe

System detekcji i sterowania

Wykrycie dymu

Jak zaprojektować system wentylatorów strumieniowych

Określenie wartości progowych stężenia dwutlenku węgla

Określanie ilości powietrza wentylacyjnego

Opracowanie scenariusza wentylacji i oddymiania

Dobór i rozmieszczenie wentylatorów



Algorytm pracy systemu strumieniowego JetFan

Weryfikacja projektu technicznego

Sposób przeprowadzenia symulacji CFD


Przykład zastosowania wentylatorów strumieniowych w garażu zespołu mieszkalno-usługowego

ADRIA w Warszawie

Podsumowanie

Plansze Adria dobory

Wentylacja pożarowa tuneli komunikacyjnych

Wprowadzenie

Wymagania w zakresie zapewnienia wentylacji pożarowej dla tuneli komunikacyjnych

Wymagania stawiane instalacji wentylacji na wypadek wybuchu pożaru

Systemy wentylacji pożarowej dla tuneli komunikacyjnych

Wentylacja mechaniczna poprzeczna

Wentylacja mechaniczna półpoprzeczna

Urządzenia w systemach wentylacji tuneli komunikacyjnych

Wymagania co do ilości świeżego powietrza

6

7

10

12

12

14

15

18

20

20

21

21

21

22

22

23

25

25

26

26

27

27

28

29

34

35

38

50

52

52

57

59

60

60

61

61

Spis treści

76

Wstęp

W każdym nowo powstającym obiekcie, zarówno mieszkalnym jak i użyteczności publicznej zachodzi konieczność zapewnienia odpowiedniej ilości miejsc parkingowych dla jego użytkowników. Ze względów praktycznych i ekonomicznych najczęściej stosowanym rozwiązaniem tego problemu jest budowa podziemnych parkingów samochodowych. Wykorzystanie miejsc postojowych, a przede wszystkim ruch samochodów w zamkniętej przestrzeni garażu, wiąże się ze znaczną emisją znajdujących się w spalinach szkodliwych substancji, w postaci aldehydów, tlenków węgla, azotu, siarki itd. W celu zabezpieczenia ludzi korzystających z obiektów tego typu, niezbędna jest skuteczna i pewnie działająca wentylacja zapewniająca dostarczenie odpowiedniej ilości czystego powietrza i usunięcie groźnych zanieczyszczeń. Przyjęte rozwiązanie powinno także zapewniać wysoki poziom bezpieczeństwa obiektu w czasie pożaru tak, aby na skutek usunięcia gorących dymów pożaru możliwa była ewakuacja ludzi oraz podjęcie skutecznej akcji ratowniczej.

Garaże podziemne, to specyficzy przykład obiektu wymagającego specjalnego podejścia do wentylacji. Jednak kwestia bezpieczeństwa ludzi podczas pożaru dotyczy również wszelkich innych konstrukcji, w których sprawna ewakuacja jest kluczowa dla podjęcia sprawnej akcji ratowniczej i umożliwienia wykorzystania w pełni środków gaśniczych przez jednostki straży pożarnej.

Dlatego też od kilku lat w ochronie pożarowej rośnie znaczenie urządzeń wentylacyjnych. Firma Flakt Woods jest jednym z pionierów nowoczesnych rozwiązań w tym zakresie. Niniejszy poradnik ma na celu przybliżenie najpopularniejszych rodzajów obiektów wykorzystujacych urządzenia wentylacyjne w ochronie pożarowej. Zdajemy sobie sprawę, że na dalszych stronach nie udało nam się wyczerpująco opisać wszelkich możliwch zagadnień. W dodatku rozwój technologii i ogólny wzrost świadomości znaczenia właściwej wentylacji w ochronie pożarowej wpływający na działania legislacyjne sprawiają, że wydrukowany egzemplarz, który mają Państwo w rękach niedługo może nie być aktualny. Dlatego też zamieściliśmy na końcu każdego rozdziału kody pozwalające na śledzenie na bieżąco nowości, zmian czy choćby uzyska-nie dodatkowych informacji na dany temat - prosto z naszej strony internetowej. Mamy nadzieję, że dzięki temu niniejszy poradnik będzie cenną pozycją w Państwa bibliotece, do czasu ukazania się kolejnego wydania, nad którym niedługo rozpoczniemy pracę.

98

GARAŻE

1110

Wentylacja pożarowa garaży podziemnych

1. Wprowadzenie.

Ogromny rozwój motoryzacji skutkuje ciągłymi poszukiwaniami dodatkowych miejsc parkingowych zarówno w centrach miast, jak i na ich obrzeżach. Każdej większej inwestycji mieszkaniowej, handlowej, hotelowej czy biurowej towarzyszy budowa garażu najczęściej zamkniętego, jedno- lub wielokondygnacyjnego, o powierzchni od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy metrów kwadratowych. W nowo powstających garażach podziemnych należy zapewnić skuteczny system wentylacji, której funkcją będzie zarówno bezpieczne wykorzystanie tej przestrzeni podczas normalnego jej użytkowania co powinna zapewnić wentylacja bytowa, jak również ochrona dróg ewakuacji oraz zapewnienie dostępu dla ekip ratowniczych podczas pożaru co z kolei powinna zabezpieczyć wentylacja pożarowa. Mimo, że tendencję wzrostu liczby samochodów można zaobserwować we wszystkich krajach europejskich to tylko dwa z nich sformułowały normy zawierające wymagania dotyczące systemów usuwania dymu i ciepła z garaży

Funkcjonowanie systemów usuwania dymu i ciepła z garaży ma na celu przede wszystkim stworzenie warunków do ewakuacji ludzi, służy również ochronie konstrukcji budynku oraz powinno ułatwić prowadzenie akcji ratowniczo-gaśniczej. Sformułowane powyżej zadania mogą być realizowane różnymi metodami na przykład poprzez rozcieńczenie dymu i obniżenie jego temperatury, poprzez kontrolę rozprzestrzeniania się dymu czy poprzez zapewnienie wolnego od dymu dostępu do źródła pożaru.

Systemy wentylacji bytowej dla garaży zamkniętych więcej niż 10 stanowiskowych zgodnie z polskimi przepisami [1] powinny być realizowane jako systemy wentylacji mechanicznej. Podczas normalnego funkcjonowania obiektu głównym zagrożeniem dla ludzi korzystających z zamkniętych parkingów są toksyczne produkty spalania paliwa emitowane przez silniki spalinowe. Przepisy polskie nakładają obowiązek stosowania wentylacji mechanicznej sterowanej czujnikami niedopuszczalnego poziomu stężenia tlenku węgla w garażach wielostanowiskowych oraz mechaniczną, sterowaną czujkami niedopuszczalnego poziomu stężenia gazu propan-butan - w garażach, w których dopuszcza się parkowanie samochodów zasilanych gazem propan-butan i w których poziom podłogi znajduje się poniżej poziomu terenu. Intensywność wymiany powietrza w garażach zamkniętych powinna zostać określona na podstawie obliczeń uwzględniających wiele zmiennych takich jak: liczba miejsc postojowych, długość dojazdu do bramy czy dobowy rozkład korzystania z parkingu. Według standardów projektowania i dla garaży o różnej kubaturze otrzymać można wyniki od 1,5 do 6 wymian powietrza na godzinę. Poprawnie przeprowadzone obliczenia stanowią oczywiście podstawę doboru wielkości wentylatorów nawiewających powietrze do garażu ale o skuteczności systemu w równej mierze będzie decydować organizacja przepływu powietrza w przestrzeni garażu.

2. Wymagania w zakresie zapewnienia wentylacji pożarowej dla garaży.

Wybuch pożaru w garażu zamkniętym stanowi duże zagrożenia dla ludzi znajdujących się w nim oraz dla budynku, z którym garaż może być połączony. Z tego względu poprawna ochrona tej przestrzeni systemem wentylacji oddymiającej jest ważna i regulowana stosownymi przepisami. Przepisy te zawarte są w Rozporządzeniu [1].

§ 2771. Powierzchnia strefy pożarowej w nadziemnym lub podziemnym garażu zamkniętym nie powinna przekraczać 5 000 m2.2. Powierzchnia, o której mowa w ust. 1, może być powiększona o 100%, jeżeli jest spełniony jeden z poniższych warunków:

1) zastosowano ochronę strefy pożarowej stałymi samoczynnymi urządzeniami gaśniczymi wodnymi,2) wykonano, oddzielające od siebie nie więcej niż po 2 stanowiska postojowe, ściany o klasie odporności ogniowej, w części pełnej co najmniej E I 30, od posadzki do poziomu zapewniającego pozostawienie prześwitu pod stropem o wysokości 0,1 do 0,5 m na całej ich długości.

3. W garażu zamkniętym strefa pożarowa obejmująca więcej niż jedną kondygnację podziemną powinna spełniać jeden z warunków określonych w ust. 2.4. W garażu zamkniętym o powierzchni całkowitej przekraczającej 1 500 m2 należy stosować samoczynne urządzenia oddymiające.5. W przypadku zastosowania rozwiązania, o którym mowa w ust. 2 pkt 1, klasa odporności ogniowej przewodów wentylacji oddymiającej powinna odpowiadać wymaganiom określonym w § 270 ust. 2 - jedynie z uwagi na kryterium szczelności ogniowej (E).

§ 2781. Na każdej kondygnacji garażu, której powierzchnia całkowita przekracza 1 500 m2, powinny znajdować się co najmniej dwa wyjścia ewakuacyjne, przy czym jednym z tych wyjść może być wjazd lub wyjazd. Długość przejścia do najbliższego wyjścia ewakuacyjnego nie może przekraczać:

1) w garażu zamkniętym - 40 m,2) w garażu otwartym - 60 m.

2. Długość przejścia, o którym mowa w ust. 1, w przypadku garażu zamkniętego, może być powiększona zgodnie z zasadami określonymi w § 237 ust. 6 i 7.3. Wyjście ewakuacyjne powinno być dostępne także w przypadku zamknięcia bram między strefami pożarowymi.4. Jeżeli poziom parkowania leży nie wyżej niż 3 m nad poziomem terenu urządzonego przy budynku, za wyjście ewakuacyjne mogą służyć nieobudowane schody zewnętrzne.5. W garażu podziemnym kondygnacje o powierzchni powyżej 1500 m2 powinny, w razie pożaru, mieć możliwość oddzielenia ich od siebie i od kondygnacji nadziemnej budynku za pomocą drzwi, bram lub innych zamknięć o klasie odporności ogniowej nie mniejszej niż E I 30.

Zgodnie z rozporządzeniem [1] powierzchnia strefy pożarowej w garażu zamkniętym nie powinna przekraczać 5000m2 i może być powiększona o 100% jeśli zastosowano ochronę strefy pożarowej stałymi samoczynnymi urządzeniami gaśniczymi wodnymi lub wykonano, oddzielające od siebie nie więcej niż po 2 stanowiska postojowe, ściany o klasie odporności ogniowej, w części pełnej co najmniej EI 30. W garażu zamkniętym o powierzchni całkowitej przekraczającej 1500m2 należy stosować samoczynne urządzenia oddymiające. Na każdej kondygnacji garażu, której powierzchnia całkowita przekracza 1500m2, powinny znajdować się co najmniej dwa wyjścia ewakuacyjne, przy czym jednym z tych wyjść może być wjazd lub wyjazd. Długość przejścia do najbliższego wyjścia ewakuacyjnego nie może przekraczać 40 m. Wyjście ewakuacyjne powinno być dostępne także w przypadku zamknięcia bram między strefami pożarowymi.

Wentylacja oddymiająca powinna ograniczyć skutki ewentualnego pożaru poprzez stworzenie odpowiednich warunków do ewakuacji ludzi oraz poprzez wsparcie działań ekip ratowniczych. Rozporządzenie [1] formułuje główne założenia systemu przeciwpożarowego w paragrafie 270.

§ 2701. Instalacja wentylacji oddymiającej powinna:

1) usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację,2) mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem.

Rozporządzenie [1] podaje, że instalacja wentylacji oddymiającej powinna usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację. Jednocześnie określa, że instalacja wentylacji oddymiającej powinna zabezpieczyć stały dopływ powietrza zewnętrznego uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem. Powyższy cel jest określany przez zapewnienie odpowiedniego zasięgu widzialności wynoszącego 10 m dla fluorescencyjnych znaków

1312

wskazujących kierunek ewakuacji oraz 15 m dla znaków świecących, oraz równocześnie przez utrzymanie na drogach ewakuacji akceptowanej temperatury powietrza, co w praktyce oznacza temperaturę poniżej 60°C.

Obliczenia strumienia powietrza wentylacyjnego oraz dobór konkretnych rozwiązań technicznych powinny uwzględnić następujące czynniki: przewidywana moc pożaru, układ architektoniczny garażu, lokalizację dróg ewakuacji, wpływ instalacji tryskaczowej, lokalizację dróg napływu powietrza kompensacyjnego. Niestety w Polsce brak jest uznanego standardu projektowania dla systemu wentylacji pożarowej garaży, dlatego obliczeń dokonuje się najczęściej w oparciu o tzw. uznaną wiedzę techniczną. W praktyce oznacza to wykorzystanie normy brytyjskiej BS 7346-7:2006 [2] lub rzadziej normy belgijskiej NBN S 21-208-2 [3]. Standard belgijski NBN S 21-208-2 [3]

Omawiana norma obowiązuje w odniesieniu do garaży zamkniętych o powierzchni całkowitej powyżej 1000 m2, zarówno jedno- jak i wielokondygnacyjnych, przy czym jej postanowienia nie uwzględniają dodatkowego zagrożenia spowodowanego obecnością samochodów zasilanych gazem płynnym. Wymagany system wentylacji pożarowej powinien w razie pożaru umożliwić bezpieczne opuszczenie garażu przez jego użytkowników oraz utrzymać wolny od dymu dostęp z zewnątrz, od drogi publicznej, w pobliże miejsca pożaru, na odległość nie większą niż 15 m od tego miejsca, w celu umożliwienia ekipom ratowniczym prowadzenia skutecznych i bezpiecznych działań.

Sygnał alarmowy ewakuacji wszystkich użytkowników garażu nadawany jest automatycznie, gdy w jednej strefie dymowej zadziałają dwie czujki pożarowe.

Norma wyróżnia dwa systemy wentylacji pożarowej w garażach:

System zapewniający pionowe unoszenie dymu poprzez zastosowanie:

• układu kanałów wyciągowych (wentylacja kanałowa),

• zestawu klap dymowych.

System zapewniający poziome przetłaczanie dymu (wentylacja strumieniowa).

Prawidłowe działanie pierwszego z tych systemów wymaga spełnienia szeregu warunków odnośnie chociażby minimalnej wysokości garażu.

Tabela 1. Warunki poprawnego funkcjonowania wentylacji kanałowej [3]

wymagany podział przestrzeni garażu

wymagana powierzchnia strefy dymowe 2600 m2

maksymalna długość strefy dymowej 60 m

wymagana minimalna wysokość garażu

przy zastosowaniu tryskaczy 2,8 m

bez zastosowania tryskaczy 3,8 m

wymagana wysokość warstwy wolnej od dymu

przy zastosowaniu tryskaczy 2,5 m

bez zastosowaniu tryskaczy 3,5 m

warstwa dymu powinna utrzymać się co najmniej 0,3 m pod najniższym elementem stropu

wymagania odnośnie elementów systemu

wentylatory wyciągu dymu przy zastosowaniu tryskaczy 200°C/1h

wentylatory wyciągu dymu bez zastosowania tryskaczy 300°C/1h

kanały wyciągowe 200°C/1h

Tak wysokie wymagania mają zapewnić nieprzekroczenie pod stropem garażu temperatury 200°C co daje możliwość swobodnego przemieszczania się ludzi, zarówno ewakuujących się jak i prowadzących akcję ratowniczą.

W garażach, które nie spełniają powyższych wymagań norma dopuszcza stosowanie jedynie systemu wentylacji bezprzewodowej. Standard brytyjski BS 7346-7:2006 [2]

Prezentowany standard podaje zalecenia oraz wytyczne funkcjonowania dla systemów usuwania dymu i ciepła z garaży zamkniętych i częściowo otwartych posiadających otwory w ścianach bocznych. Zakłada również, że omawiane garaże przeznaczone są do parkowania samochodów osobowych i innych małych pojazdów napędzanych benzyną i olejem napędowym. Norma zakłada, że projektowany system ma służyć osiągnięciu jednego z trzech celów:

usuwanie  dymu  w  czasie  pożaru  oraz  po  jego  zakończeniu;  system ma stanowić wsparcie dla ekip ratowniczych

pracujących nad przywróceniem budynku do normalnego użytkowania; celem systemu nie jest ochrona dróg ewakuacyjnych

przed zadymieniem czy znacznym wzrostem temperatury, może się nawet okazać, że zadziałanie systemu pogorszy

warunki na drogach ewakuacyjnych dlatego należy to rozważyć i ewentualnie opóźnić samoczynne włączenie się systemu.

utworzenie i utrzymanie wolnego od dymu dojścia dla ekip ratowniczych możliwie blisko miejsca wybuchu pożaru;

system ma ułatwić działanie ekipom ratowniczym, zapewnić bezpieczeństwo i zwiększyć wydajność akcji.

ochronę  dróg  ewakuacyjnych;  w prawodawstwie brytyjskim nie ma wymogu ochrony dróg ewakuacyjnych przed

zadymieniem jednakże jest możliwość zaprojektowania takiego systemu, który ułatwi ewakuację na zewnątrz budynku

bądź do wydzielonej klatki schodowej.

Powyższe cele mogą być osiągnięte w różny sposób, poprzez zastosowanie szeregu rozwiązań technicznych przedstawionych poniżej.

1514

Tabela 2. Systemy wentylacji pożarowej garaży zamkniętych [2]

Rodzaj systemu Cel projektowy Wymagania projektowe

Mechaniczny wyciąg dymu - wspieranie działania ekip ratowniczych w oczyszczaniu garażu z dymu po pożarze,- obniżenie gęstości i temperatury dymu w czasie pożaru,

- system niezależny od systemu wentylacji bytowej,- wydajność systemu 10 wymian na godzinę,- takie usytuowanie punktów wyciągowych aby nie powstała recyrkulacja dymu do budynku i aby dym nie rozprzestrzeniał się na sąsiednie budynki,- budowa instalacji z dwóch niezależnych części w taki sposób aby w razie uszkodzenia jednej części wydajność całości nie spadła poniżej 50 %,- gwarantowane zasilanie w energię elektryczną niezależne od zasilania podstawowego,- 50 % wydajności powinno być realizowane przez kratki pod stropem a drugie 50 % przy posadzce,- należy zapewnić dopływ powietrza kompensującego,- prędkość przepływu powietrza na drogach ewakuacyjnych nie powinna przekraczać 5 m/s,- system powinien być uruchamiany automatycznie przez wzbudzenie czujnika dymu, ciepła bądź

przepływu wody w instalacji tryskaczowej,

Wentylacja impulsowa (oparta na działaniu wentylatorów strumieniowych)

- wspieranie działania ekip ratowniczych w oczyszczaniu garażu z dymu po pożarze,- obniżenie gęstości i temperatury dymu w czasie pożaru,

Aktualne wszystkie wymagania jak dla mechanicznego wyciągu dymu.- wentylatory wyciągowe uruchomione bezpośrednio po wykryciu pożaru,- włączenie odpowiedniej liczby wentylatorów strumieniowych po ewentualnym opóźnieniu*, - rozmieszczenie instalacji tryskaczowej skoordynowane z położeniem wentylatorów strumieniowych,- uważne rozmieszczenie wentylatorów strumieniowych z uwagi na elementy hamujące rozwój strugi,

Wentylacja impulsowa jako wsparcie działania ekip ratowniczych

- wspieranie ekip ratowniczych w szybkim zlokalizowaniu i dotarciu do miejsca wybuchu pożaru,

- projekt systemu poprzedzony obliczeniami opartymi na wytycznych zawartych w normie,- wydajność wyciągu obliczona w oparciu o pożar projektowy,

- projekt systemu poprzedzony obliczeniami opartymi na wytycznych zawartych w normie,

- ochrona dróg ewakuacyjnych na kondygnacji objętej pożarem,

Aktualne wszystkie wymagania projektowe jak dla wentylacji impulsowej funkcjonującej jako

- wydajność wyciągu obliczona w oparciu o pożar projektowy,

wsparcie działania ekip ratowniczych.- zapewnienie wystarczającej liczby wyjść ewakuacyjnych nienarażonych na oddziaływanie dymu dla szacowanej liczby ludzi w garażu,

System usuwania dymu i ciepła - utworzenie strefy wolnej od dymu dla bezpiecznej ewakuacji i działania ekip ratowniczych poprzez utrzymanie gorących gazów i dymów w strefie podsufitowej,

Założenia projektowe systemu opisane są w standardach BS 7346-4 oraz BS 7346-5 z uwzględnieniem specyfiki obiektów garażowych.- zapewnienie otworów o odpowiedniej powierzchni napływ i odpływ powietrza z garażu.- system niezależny od innych systemów wentylacyjnych,- dla zapewnienia dostępu dla ekip ratowniczych warstwa wolna od dymu musi mieć co najmniej 1,75 m,

*Równoczesne uruchomienie wentylatorów wyciągowych i wentylatorów strumieniowych może spowodować pogorszenie warunków ewakuacji. Może okazać się konieczne opóźnienie czasu włączenia się wentylatorów strumieniowych o projektowany czas ewakuacji ludzi. Wielkość tego opóźnienia powinna być każdorazowo obliczona i uzgodniona z odpowiednimi władzami, a także sprawdzona symulacji komputerowej na etapie projektowania. Po zakończeniu realizacji należy jeszcze raz sprawdzić tę wartość na obiekcie (symulowany pożar).

W omawianym standardzie nie pojawia się wymóg ochrony garaży zamkniętych za pomocą instalacji tryskaczowej. Efekt działania tryskaczy jest jednak brany pod uwagę przy zakładaniu pożaru projektowego.

Tabela 3. Pożary o stałej wielkości projektowej.

Parametry pożaruGaraż zamknięty bez instalacji

tryskaczowejGaraż zamknięty z instalacją

tryskaczową

wymiary 5 × 5 [m] 2 × 5 [m]

obwód 20 [m] 14 [m]

moc pożaru 8 [MW] 4 [MW]

1716

Przy zastosowaniu systemu wentylacji mającego za zadanie równoczesne spełnienie wymagań odnośnie wentylacji pożarowej i wentylacji bytowej w czasie normalnej eksploatacji garażu, muszą być spełnione wymagania stawiane obu tym systemom. W celu wyeliminowania zbyt dużego stężenia tlenku węgla i innych szkodliwych gazów w czasie normalnego funkcjonowania obiektu standard brytyjski proponuje następujące rozwiązania instalacji wentylacji w garażu:

wentylacja naturalna; Otwory wentylacyjne powinny zapewnić stały przepływ powietrza. Otwory te powinny mieć łączną

powierzchnię co najmniej 5 % powierzchni każdej kondygnacji garażu, przy czym połowa powierzchni tych otworów powinna

być rozmieszczona na dwóch przeciwległych ścianach.

wentylacja mechaniczna i naturalna; Przy takim rozwiązaniu łączna powierzchnia otworów wentylacyjnych zapewniających

ciągły przepływ powietrza powinna wynosić 2,5% powierzchni. Natomiast system wentylacji mechanicznej powinien

zapewnić co najmniej trzy wymiany na godzinę.

wentylacja  mechaniczna; System wentylacji mechanicznej w garażu zamkniętym powinien pracować z wydajnością

co najmniej sześć wymian na godzinę a w rejonach gdzie samochody mogą oczekiwać w kolejce z włączonymi silnikami

należy lokalnie zapewnić dziesięć wymian na godzinę.

wentylacja mechaniczna sterowana czujnikami stężenia tlenku węgla; Dopuszcza się następujące stężenia tlenku węgla:

• 30 ppm w ciągu 8 godzin,

• 90 ppm w ciągu 15 minut.

W polskim prawodawstwie brak jest przepisów określających dopuszczalny poziom stężenia tlenku węgla w garażach co jest konieczne do sterowania czujnikami włączającymi wentylacje mechaniczną. Wobec powyższego wykorzystywane są dopuszczalne wartości stężenia tlenku węgla określone w Rozporządzeniu [4]. Powszechnie ustala się próg detekcji tlenku węgla dla czujek współpracujących z wentylacją garaży na poziomie 40% i 80% NDSCH, jako niezbędne minimum dla garaży pełniących wyłącznie funkcję garażową i w których kontrola wjazdu i wyjazdu odbywa się automatycznie.

3. Systemy wentylacji pożarowej garaży zamkniętych.

W garażach podziemnych należy stosować rozwiązania, które zagwarantują utrzymanie dopuszczalnego poziomu zanieczyszczeń a w czasie pożaru zapewnią skuteczne oddymianie. Najczęściej ze względów praktycznych i ekonomicznych stosuje się jeden system wentylacji, który łączy funkcje bytowe i pożarowe.

Do niedawna jedynym rozwiązaniem wentylacji garaży był system wentylacji kanałowej (rys. 1). System taki składa się z sieci przewodów wyciągowych oraz instalacji nawiewu powietrza zewnętrznego. System kanałowy, ponieważ spełnia dwie funkcje musi równocześnie zapewnić właściwą wymianę powietrza w czasie normalnego funkcjonowania garażu co oznacza wymianę na poziomie 4 – 6 wymian powietrza na godzinę oraz poprawnie odprowadzać dym w momencie wybuchu pożaru (odpowiada co najmniej 10 wymianom powietrza na godzinę, jak podawało Rozporządzenie [1] przed zmianami). Stawianie takich wymagań instalacji wentylacji kanałowej wiąże się z doborem wentylatora o odpowiednio szerokiej charakterystyce, który pracowałby właściwie przy tak zmiennych ilościach powietrza. Pewien problem może również stwarzać poprawne zaprojektowanie układu przewodów ze względu na dużą zmianę charakterystyki sieci w momencie zmiany pracy z trybu normalnego na pożarowy. W czasie normalnego funkcjonowania garażu należy odciągać powietrze ze strefy przypodłogowej oraz z przestrzeni podstropowej w proporcjach odpowiednio 40% i 60%. Uruchomienie tej samej instalacji w trybie wentylacji pożarowej wymaga odciągania 100% powietrza ze strefy podstropowej ponieważ jest to strefa, w której w momencie wybuchu pożaru zaczynają gromadzić się dym oraz gorące gazy pożarowe. Oczywiście instalacja łącząca funkcję bytową i pożarową musi spełniać wysokie wymagania stawiane urządzeniom ze względu na odporność ogniową. Rozporządzenie [1] podaje, że przewody wentylacji oddymiającej, obsługujące wyłącznie jedną strefę pożarową, powinny mieć klasę odporności ogniowej z uwagi na szczelność ogniową i dymoszczelność - E600 S, co najmniej taką jak klasa odporności ogniowej stropu.

Natomiast wentylatory oddymiające zgodnie z Rozporządzeniem [1]:

§ 270(…)4. Wentylatory oddymiające powinny mieć klasę:

1) F600 60, jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza 400°C,2) F400 120 w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza się inne klasy, jeżeli z analizy obliczeniowej temperatury dymu oraz zapewnienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych wynika taka możliwość.

Ważnym elementem systemu wentylacji jest również doprowadzenie powietrza kompensującego co w przypadku działania wentylacji pożarowej powinno odbywać się poprzez kratki znajdujące się w dolnej części pomieszczenia aby wspomóc naturalny przepływ dymu do przestrzeni podstropowej. Nie można zapomnieć również o kwestii rozmieszczenia przewodów wentylacyjnych w przestrzeni garażu co nie jest łatwe. Należy przywołać tutaj przepisy belgijskie, które są bardzo restrykcyjne ale wymagania w nich zawarte dają pewność, że instalacja kanałowa będzie działać poprawnie.

Całkowicie odmiennym sposobem rozwiązania kwestii wentylacji garaży podziemnych jest wentylacja strumieniowa (rys. 2). System bezprzewodowej wentylacji i oddymiania, oparty jest na pracy zespołów wentylatorów strumieniowych usytuowanych pod stropem garażu. Instalacja wyposażona jest również w wentylatory wyciągowe usuwające zanieczyszczone powietrze lub dym z obiektu oraz punkty mechanicznego lub grawitacyjnego nawiewu. W rozległych garażach o stosunkowo prostej budowie wentylatory strumieniowe ustawiane są zwykle współosiowo i rozmieszczane w miarę możliwości, symetrycznie na całej powierzchni obiektu. W obiektach mniejszych lub o niezbyt regularnych kształtach lepsze efekty może przynieść ustawienie wentylatorów wzajemnie pod pewnym kątem.

Zadaniem wentylatorów w warunkach normalnych jest wymuszenie uporządkowanego przepływu mas powietrza w całej objętości garażu, w kierunku od otworów nawiewnych do wyciągu (rys 3). Wydajność systemu wentylacji jest dostosowywana przez układ automatyki do chwilowego zapotrzebowania na powietrze świeże. Sygnałem do zmiany parametrów pracy urządzeń jest poziom stężenia tlenku węgla (CO) lub LPG w garażu, mierzony przez odpowiednie czujniki. Takie rozwiązanie powoduje dużą elastyczność systemu i pozwala na zapewnienie jego optymalnej pracy zarówno pod względem ekonomicznym jak i skuteczności prowadzenia wymiany powietrza w obiekcie.

Podstawowym zadaniem systemu w warunkach pożarowych jest ograniczenie rozprzestrzeniania się dymu w obrębie garażu i możliwie szybkie jego zawrócenie w kierunku punktów wyciągowych, przez które zanieczyszczenia usuwane są na zewnątrz obiektu (rys. 4). Po pojawieniu się sygnału o powstaniu pożaru, następuje automatyczne przełączenie instalacji w tryb pracy pożarowej, jednocześnie instalacja osiąga najwyższą możliwą wydajność. Dodatkowo może nastąpić otwarcie bramy wjazdowej do garażu, przez którą na skutek podciśnienia wywołanego pracą wentylatorów wyciągowych napływa powietrze zewnętrzne. Dzięki zastosowaniu w systemie, wentylatorów strumieniowych pracujących w układzie rewersyjnym, kierunek przepływu mas powietrza w garażu może być ściśle dostosowany do miejsca wystąpienia pożaru. Osiągnięcie pełnej elastyczności systemu wymagać może również zastosowania wentylatorów o zmiennym kierunku przepływu w instalacji wywiewnej i nawiewnej systemu. Zapewnienie odpowiedniego przepływu powietrza w przypadku pożaru może wymagać uruchomienia dodatkowych wentylatorów, które w warunkach normalnego funkcjonowania obiektu nie są wykorzystywane, pozostając jedynie w stanie gotowości do pracy.

Porównując system kanałowy i system bezprzewodowy z punktu widzenia ich pracy na potrzeby oddymiania garaży zamkniętych widać przewagę instalacji z wentylatorami strumieniowymi. Podczas pożaru, w zazwyczaj niskich garażach zamkniętych, dym już po paru minutach wypełni całą wysokość kondygnacji. Jak wynika z praktycznych doświadczeń zastosowanie tradycyjnego systemu kanałowego ma w takich warunkach niewielką skuteczność. Wiąże się to m.in. z ograniczoną ilością powietrza, którą można przetransportować kanałami wentylacyjnymi, gwałtowną zmianą charakterystyki hydraulicznej sieci przewodów (wzrost oporów przepływu) oraz z faktem, że tradycyjne systemy oddymiania potrzebują stosunkowo długiego

1918

czasu do osiągnięcia pełnej skuteczności. Ponadto praca kratek wyciągowych może powodować zjawisko “rozciągania” dymu w znacznej odległości od źródła pożaru. Tymczasem bardzo intensywne wydzielanie się dymu z płonącego pojazdu wymaga zapewnienia pełnego oddymiania już w pierwszych minutach i ukierunkowania jego przepływu w stronę najbliższego zespołu wentylatorów wyciągowych. Układ automatyki uruchamia system oddymiania natychmiast po zarejestrowaniu sygnału alarmowego z detektorów pożarowych, a wentylatory przetłaczające oraz wyciągowe uzyskują pełną wydajność w kilkanaście sekund.

Zastosowanie systemu bezprzewodowego pozwala również optymalnie wykorzystać przestrzeń garażu, ułatwiając komunikację (np. garaż staje się dostępny dla wyższych samochodów) i zwiększając przestrzeń przeznaczoną na parkowanie samochodów lub możliwą do wykorzystania w inny sposób. Rezygnacja z tradycyjnej instalacji kanałowej na rzecz systemu bezprzewodowego obniża także zdecydowanie koszty inwestycyjne instalacji wentylacji pożarowej (rys. 5 i 6).

System wykorzystujący wentylatory strumieniowe odgrywa również znaczącą rolę przy wspieraniu działania ekip ratowniczych. Dzięki rewersyjnemu działaniu, wentylatory strumieniowe mogą wspomóc w szybkim zlokalizowaniu źródła pożaru i ułatwić dotarcie ekip ratowniczych do tego źródła. Utrzymanie dymu i gorących gazów pożarowych z jednej strony rozwijającego się pożaru zdecydowanie pomaga ekipom ratowniczym w działaniu.

4. Zestawy urządzeń w bezprzewodowym systemie oddymiania garaży zamkniętych.

Przykładem kompleksowego rozwiązania zagadnienia wentylacji garaży podziemnych jest system Jet Thrust (bezprzewodowa wentylacja i oddymianie parkingów samochodowych), proponowany przez firmę Fläkt Bovent oparty na działaniu zespołu wentylatorów strumieniowych, zapewnia skuteczną wentylację bytową i pożarową parkingów samochodowych. Ilość powietrza potrzebna dla celów wentylacji bytowej zależna jest od ilości zanieczyszczeń w garażu. Praca układu wentylacyjnego wykorzystującego wentylatory strumieniowe dostosowana jest do mierzonego, chwilowego poziomu zanieczyszczeń. Przyjęcie takiego rozwiązania powoduje, że omawiany system jest zdecydowanie lepiej zaadaptowany do rzeczywistych, zmiennych warunków niż system tradycyjny. System Jet Thrust pozwala na płynne dostosowanie pracy wentylatora do zmieniającego się w ciągu doby obciążenia parkingu, a w efekcie znaczne obniżenie kosztów działania całego systemu. Podobna sytuacja występuje podczas konieczności oddymiania. Określenie ilości powietrza wyciągowego podczas oddymiania jest zależne od wielkości i mocy pożaru. Siła ciągu wentylatorów strumieniowych jest dostosowywana do zaprojektowanej mocy pożaru zapewniając uzyskanie w określonym przedziale czasu wymaganego zakresu widzialności i temperatur.


Podstawowym elementem systemu bezprzewodowego są zespoły wentylatorów strumieniowych, których zadaniem jest odpowiednie ukierunkowanie oraz nadanie wymaganego pędu strumieniowi powietrza wentylacyjnego w przestrzeni garażu. Stosowane są jednostki o średnicy od 315 do 400 mm, stanowiące zespół składający się z wentylatora osiowego, zintegrowanych tłumików wlotowych i wylotowych, osłony o niskim współczynniku oporu przepływu oraz elementów mocujących. Każdy wentylator strumieniowy wyposażony jest w 2 tłumiki dźwięku. Lekka, ale solidna budowa sprawia, że są to urządzenia łatwe do montażu pod stropem. Funkcja oddymiania wymaga, aby konstrukcja wentylatorów strumieniowych posiadała odpowiednią odporność pożarową.

Wentylatory strumieniowe dostępne są w klasach: F200, F300, F400. Wentylatory strumieniowe są zgodne z normą PN–EN 12101–3:2004 i spełniają powyższe wymagania. Miejscem montowania wentylatorów jest strop. Może to powodować podczas formowania się strumienia wentylacyjnego zjawisko jego przyklejania i poślizgu po powierzchni przegrody budowlanej (efekt Coanda). Efekt ten może mieć niekorzystny wpływ na funkcjonowanie systemu, dlatego wentylatory wyposaża się w tzw. deflektory, czyli elementy rozpraszające i kierujące strumień powietrza w stronę przeciwną do przegrody budowlanej (w głąb pomieszczenia). Zastosowanie deflektorów pozwala na lepsze ukształtowanie strumienia powietrza, dzięki czemu

uzyskuje się bardziej stabilny i „przewidywalny” efekt pracy układu wentylatorów oraz lepsze „omywanie” przestrzeni garażu (rys. 8 i 9).

Należy jednak pamiętać, że każdorazowo rozbudowany system wentylacji pożarowej dla garażu powinien być sprawdzony już na etapie projektu. Najlepszym sposobem przeprowadzenia tego jest wykorzystanie programów komputerowych do modelowania zjawisk rozgrywających się w czasie pożaru i działania wentylacji pożarowej w momencie wybuchu pożaru. Zastosowanie znajdują tutaj programy CFD, wykorzystujące numeryczną mechanikę płynów. Pozwalają one na sprawdzenie jakie warunki będą panować w obiekcie (temperatura, widzialność, stężenia trujących gazów) w kolejnych minutach rozwoju pożaru oraz co wydarzy się w momencie zadziałania systemu wentylacji pożarowej, czy warunki panujące w obiekcie wtedy będą zgodne z oczekiwaniami. Analiza numeryczna obiektu wyposażonego w instalacje przeciwpożarowe jest bardzo trudnym zadaniem, wymagającym dużej wiedzy i wprawy. Rozsądne jest powierzenie tego firmie mającej doświadczenie i wiedzę w tym temacie. Niezwykle ważne są doświadczenia firmy wynikającego z wykonania wielu różnorodnych inwestycji. Pomagają one w prawidłowym określeniu ilości, miejsca montażu oraz parametrów wentylatorów strumieniowych, aby osiągnąć nie tylko odpowiednie wartości zgodne z normami, ale również optymalną pracę i energooszczędność systemu. (rys. 9.1…9.8)

Funkcjonowanie wentylatorów strumieniowych podczas pożaru musi być zapewnione poprzez odpowiednie zasilanie energią elektryczną. W celu uniknięcia niebezpieczeństwa przerwy w dopływie prądu, okablowanie musi być wykonane ze specjalnych bezhalogenowych kabli niepalnych o odpowiedniej klasie odporności izolacji i funkcji podtrzymania pracy urządzenia. W zależności od indywidualnych potrzeb inwestora obudowa wentylatora może zostać pomalowana na dowolny kolor, komponujący się z wnętrzem garażu. Wentylatory strumieniowe posiadają certyfikaty i świadectwa dopuszczenia do stosowania w budownictwie.


W warunkach pożaru zadaniem wentylatorów wyciągowych jest przetłaczanie dymu i gazów o wysokich temperaturach, dlatego muszą one posiadać m.in. potwierdzoną badaniami odporność ogniową oraz niezależne źródła zasilania. W systemie Jet Thrust rolę wentylatorów wyciągowych lub nawiewno-wyciągowych, spełniających podane wyżej wymagania mogą pełnić jednostki z typoszeregu JM produkowane w różnych wielkościach. Wentylatory typu Aerofoil JM spełniają wszystkie wymogi wynikające z normy PN–EN 12101–3:2004 „Wymagania techniczne dotyczące wentylatorów oddymiających” (rys. 11).

System detekcji i sterowania

Przy projektowaniu wentylacji parkingów największą uwagę należy zwrócić na utrzymanie bezpiecznego, niskiego stężenia zanieczyszczeń gazowych powstających w wyniku pracy silników samochodowych. Jako wyznacznik w tym przypadku traktuje się stężenie w powietrzu tlenku węgla (CO). Obciążenie zanieczyszczeniami gazowymi jest wielkością zmienną w czasie i uzależnioną od stopnia wykorzystania garażu. W wielu obiektach (np. budynki mieszkalne, biurowe) ruch samochodowy jest w zasadzie ograniczony do godzin porannego i wieczornego szczytu komunikacyjnego. W pozostałym okresie sporadycznie poruszające się samochody nie powodują podniesienia poziomu stężenia zanieczyszczeń powyżej granicy zagrażającej zdrowiu ludzi. W takich warunkach nie ma konieczności prowadzenia ciągłej i pełnej wentylacji całej przestrzeni garażu.

Wykrycie dymu

O skuteczności systemu oddymiania w znacznym stopniu decyduje czas jego zadziałania, dla tego należy dążyć do maksymalnego jego skrócenia. Okres, od zaistnienia pożaru do jego wykrycia, uzależniony jest z kolei od przyjętego systemu detekcji pożaru, a zwłaszcza od właściwego doboru i rozmieszczenia czujek pożarowych.

2120

Jak zaprojektować system wentylatorów strumieniowych

Zanim zostaną omówione podstawowe zasady projektowania systemów bezprzewodowych JetFan trzeba podkreślić, że prawidłowe wykonanie projektu, którego realizacja zapewni zgodne z oczekiwaniami działanie, nie jest zagadnieniem prostym. Dobór wielkości oraz rozmieszczenie wentylatorów nawiewnych, wyciągowych a zwłaszcza przetłaczających wymaga, oprócz wykonania stosowanych obliczeń, także pewnego doświadczenia projektowego. Ponadto ostateczne ukształtowanie sytemu powinno zostać zweryfikowane na podstawie symulacji komputerowej, dzięki której możliwe jest wiarygodne wstępne sprawdzenie skuteczności przyjętego wariantu wentylacji i oddymiania przed wykonaniem instalacji.

Kompletny projekt systemu bezprzewodowego powinien składać się z następujących elementów:

USTALENIE WARTOŚCI PROGOWYCH

STĘŻENIA TLENKU WĘGLA

OBLICZENIE NIEZBĘDNEJ ILOŚCI

POWIETRZA WENTYLACYJNEGO

OPRACOWANIE SCENARIUSZY

WENTYLACJI I ODDYMIANIA

DOBÓR I ROZMIESZCZENIE WENTYLATORÓW

Określenie wartości progowych stężenia dwutlenku węgla

O konieczności uruchomienia systemu oraz o niezbędnej intensywności wentylacji decyduje na podstawie sygnału przekazywanego z detektorów tlenku węgla, główny panel sterowania. W literaturze i aktach prawnych można spotkać różne wartości tzw. najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) tlenku węgla, którego przekroczenie powinno inicjować pracę zespołu wentylatorów przetłaczających i wyciągowych. Wartość NDS powinna zawierać się w przedziale od 25 do 50 ppm. Jednocześnie zgodnie z norma VDI 2053 maksymalne stężenie tlenku węgla w powietrzu nie może przekraczać następujących wartości:

w okresie 10 min 250 ppm



Prawidłowe  działanie  detektorów  uzależnione  jest  również  od  ich właściwego  rozmieszczenia w  garażu. Detektory 

powinny być montowane zgodnie z następującymi zasadami:

• na ścianach, podporach, filarach na wysokości nie mniejszej niż 180 cm od posadzki

• z dala od otworów nawiewnych;

• w pobliżu otworów wyciągowych;

• w miejscach nie zagrożonych bezpośrednim wpływem powietrza zewnętrznego,pary wodnej, wody, spalin

samochodowych, kurzu itp.

Dobierając optymalny układ detektorów pożarowych można wykorzystać wyniki badań przeprowadzonych w Centrum Naukowo–Badawczym Ochrony Przeciwpożarowej (CNBOP), z których wynika, że dla garaży podziemnych najbardziej wskazane jest zastosowanie optycznych rozproszeniowych czujek dymu, umieszczonych nad stanowiskami postojowymi) oraz nadmiarowo–różnicowych czujek ciepła w przestrzeni nad ciągami komunikacyjnymi). Taka konfiguracja detektorów zapewnia najlepsze dzia łanie układu sygnalizacji pożarowej, a więc gwarantuje szybką reakcję systemu oddymiania. Dodatkowym atutem stosowania omówionego wyżej układu dwóch różnych detektorów pożarowych, jest jego stosunkowo duża odporność na fałszywe alarmy, powodowane np. przez duże ilości dymów spalinowych emitowanych szczególnie ze starszych silników samochodowych. Rozwiązanie wykorzystujące tzw. współzależność dwuczujkową w znacznym stopniu zabezpiecza przed przekazaniem fałszywego sygnału do jednostki straży pożarnej.

Przykładowe rozmieszczenie detektorów CO oraz czujek pożarowych przedstawione zostało na schemacie.

Dobierając konkretne urządzenia do pomiaru stężenia tlenku węgla oraz detektory pożarowe warto pamiętać również, że:

urządzenia zastosowane w instalacji powinny posiadać stosowne atesty i aprobaty stosownej jednostki certyfikującej;

należy sprawdzić, czy system zapewnia sygnalizację uszkodzeń w przypadku przerw lub zwarcia któregokolwiek przewodu

zasilającego urządzenia;

ważne jest, aby przyjęty system sygnalizacji poziomu zanieczyszczeń oraz pożaru, uwzględniał wymagania organów

zatwierdzających. W celu uniknięcia kłopotów przy odbiorze instalacji zaleca się na etapie projektu konsultacje

z przedstawicielami tych organów.

Określanie ilości powietrza wentylacyjnego

Obliczenie niezbędnej ilości powietrza wentylacyjnego dla zamkniętych garaży w świetle obowiązujących norm i przepisów jest dość skomplikowane.

Na taki stan rzeczy wpływ ma między innymi brak wyraźnego podziału obiektów tego typu w zależności od lokalizacji i stopnia wykorzystania. Pewną komplikacją jest również brak jednej zależności, na podstawie której można określić niezbędną ilość powietrza wentylacyjnego. Jednym z możliwych do zastosowania równań jest przedstawiona poniżej zależność zgodna z normą niemiecką VDI 2053:

gdzie:VPZ – strumień powietrza zewnętrznego, niezbędnego do usunięcia tlenkuwęgla emitowanego w garażu, m³/h;U – współczynnik korygujący, uwzględniający intensywność mieszania się powietrza świeżego z powietrzem wewnętrznym. Współczynnik przyjmuje wartości z zakresu 1,25 do 1,5CCO – dopuszczalne stężenie tlenku węgla w garażu, ppm;C – zawartość tlenku węgla w powietrzu zewnętrznym, ppm. Stężenie tlenku węgla w powietrzu zewnętrznym

WYCIĄGOWYCH,NAWIEWOWO/WYCIĄGOWYCH

STRUMIENIOWYCH

DOBÓR UKŁADU AUTOMATYCZNEGO STEROWANIA

WERYFIKACJA PROJEKTU PRZY ZASTOSOWANIU METODY CFD

WER

YFI

KA

CJA

PR

OJE

KTU

WER

YFI

KA

CJA

PR

OJE

KTU

2322

ma charakter śladowy, a jego poziom uzależniony jest od pory roku i stopnia urbanizacji terenu otaczającego obiekt. Dla dużej aglomeracji miejskiej w sezonie letnim CCOPZ kształtuje się na poziomie 5 ppm;VCO – emisja tlenku węgla z manewrujących w garażu samochodów, m³/h.

Wielkość VCO uzależniona jest od ilości miejsc parkingowych oraz stopnia ich wykorzystania określonego współczynnikiem procentowym, a w przypadku parkingów wielokondygnacyjnych ilości miejsc postojowych, do których należy dojechać przez poziom obliczeniowy. Można ją obliczyć korzystając z następującego równania:

gdzie:G1 – emisja tlenku węgla towarzysząca pracy silnika na biegu jałowym, m³/h;a – czas pracy silnika na biegu jałowym, s;G2 – emisja tlenku węgla towarzysząca pracy samochodu poruszającego sięz określoną prędkością, m³/h;l – średnia długość drogi dojazdowej do miejsca postojowego, m;v – średnia prędkość samochodów w garażu, m³/h;fa – współczynnik wykorzystania miejsc parkingowych w ciągu godziny, h–1;n – łączna ilość miejsc parkingowych.

Jak wynika z przytoczonych zależności ilość powietrza wentylacyjnego powinna uwzględniać szereg elementów, takich jak chociażby zmienne dobowe natężenie ruchu pojazdów w garażu oraz procentowe wykorzystanie miejsc postojowych. Ważna jest również proporcja samochodów opuszczających garaż, z zimnym silnikiem (niska sprawność katalizatorów spalin i większe spalanie paliwa) do ilości samochodów wjeżdżających z silnikiem gorącym (katalizatory pracują z pełną sprawnością). Wyżej wymienione wielkości uzależnione są głownie od przeznaczenia obiektu, w którym znajduje się analizowany garaż i tak:

dla budynków mieszkalnych można wyraźnie wyróżnić godziny porannego i popołudniowego nasilenia ruchu pojazdów

związanego z wyjazdami i powrotami z pracy. Obiekty tego typu charakteryzują się natomiast stosunkowo niskim

współczynnikiem wykorzystania miejsc postojowych z zakresu od 20 do 60%;

dla budynków biurowych użytkowanie należy przyjmować około 70÷100% wykorzystania miejsc postojowych w godzinach

pracy firmy, przy czym również w tym przypadku można dokonać wyraźnego podziału na godziny porannego i popołudnio-

wego szczytu;

dla obiektów sportowych, hal widowiskowych, kin i teatrów wykorzystanie garaży związane jest ściśle z godzinami imprez

i spektakli, przy czym w tym czasie należy się liczyć ze 100% wykorzystaniem miejsc postojowych;

dla obiektów handlowych należy przyjmować, że garaże będą wykorzystywane z pewną stałą intensywnością w godzinach

otwarcia obiektu (nasilenie w godzinach popołudniowych) natomiast zwiększony ruch panuje przeważnie w soboty, niedziele

i dni przedświąteczne. W odróżnieniu od wyżej wymienionych obiektów na parkingach pod centrami handlowymi należy

przyjmować ciągły ruch pojazdów przy zbliżonej ilości samochodów wjeżdżających i opuszczających garaż.

Przykład obliczeniowy

Obliczeń niezbędnej ilości powietrza wentylacyjnego dokonano dla jednopoziomowego parkingu podziemnego zlokalizowanego pod budynkiem biurowym i posiadającym 75 miejsc postojowych. Założenia do obliczeń

najbardziej niekorzystnym okresem jest przedział między godziną 7.30 a 9.00 (godziny rozpoczęcia pracy w biurze);

przyjęto jako obliczeniową pracę silnika samochodowego napędzanego benzyną bezołowiową (etylina 95);

czas pracy silnika samochodowego na biegu jałowym: 30 s;

średnia długość dojazdu do miejsca parkingowego: 45 m;

współczynnik wykorzystania miejsc postojowych: 70 %;

najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe tlenku węgla: 100 ppm;

stężenie tlenku węgla w powietrzu zewnętrznym: 5 ppm;

średnia emisja tlenku węgla towarzysząca pracy silnika samochodu na biegu jałowym: 0,55 m³/h;

średnia emisja tlenku węgla towarzysząca pracy samochodu poruszającego się z obliczeniową prędkością

10 km/h : 0,60 m³/h;

wartość współczynnika korygującego U : 1,3

Obliczenia

Całkowita emisja tlenku węgla w najbardziej niekorzystnym okresie obliczeniowym wynosi:

Maksymalny, obliczeniowy strumień powietrza świeżego, który należy doprowadzić do garażu wynosi zatem:

Opracowanie scenariusza wentylacji i oddymiania

Przed przystąpieniem do doboru i rozmieszczenia wentylatorów wchodzących w skład systemu JetFan, należy opracować tzw. scenariusz wentylacji i oddymiania z uwzględnieniem usytuowania wyjść ewakuacyjnych.

Scenariusz wentylacji powinien opisywać sposób realizacji przepływu powietrza przez garaż za pomocą uruchamiania odpowiednich sekcji wentylatorów strumieniowych. Wentylacja osiągnie najlepsze efekty, jeżeli przepływ powietrza przez garaż zostanie wymuszony najdłuższą możliwą drogą od punktu nawiewu do wyciągu. Przykładowo, jeżeli funkcję nawiewu pełnić będzie brama wjazdowa, wentylatory wyciągowe najkorzystniej jest umieścić w szachcie położonym w przeciwległym końcu garażu. W scenariuszu wentylacji powinno się również określić, przy jakich wartościach stężenia tlenku węgla nastąpi uruchomienie układu oraz jakie wartości progowe spowodują intensyfikację procesu wentylacji garażu. Najczęściej przyjmowanym rozwiązaniem jest wariant zakładający dwa tryby pracy wentylatorów wentylacji ogólnej:

bieg pierwszy – uruchamiany po przekroczeniu dolnego progu maksymalnego dopuszczalnego stężenia tlenku węgla;

bieg drugi – uruchamiany po przekroczeniu maksymalnego chwilowego stężenia tlenku węgla.

Dla obiektów, w których może wystąpić bardzo wysokie okresowe natężenie ruchu samochodów (np. w centrach handlowych), można zastosować trójprogowy wariant wentylacji, zakładający dodatkowe zwiększenie przetłaczanej ilości powietrza podczas szczytowego obciążenia garażu. Scenariusz oddymiania powinien zawierać algorytmy załączeń poszczególnych sekcji wentylatorów uwzględniając różne warianty, odnośnie miejsca wybuchu pożaru o mocy obliczeniowej. W zależności od lokalizacji źródła ognia, należy ustalić punkty nawiewu i wyciągu powietrza tak, żeby zapewnić jak najkrótszy przepływ dymu od miejsca zaistnienia pożaru do punktu wyciągowego. W tym przypadku bardzo pomocne może być zastosowanie wentylatorów rewersyjnych.

Dobór i rozmieszczenie wentylatorów

Po opracowaniu opisanych powyżej scenariuszy oraz przeprowadzeniu obliczeń dotyczących ilości powietrza można przystąpić do doboru i rozmieszczenia wentylatorów wchodzących w skład systemu JetFan, czyli wentylatorów wyciągowych i strumieniowych.

2524

Wentylatory wyciągowe:

Ilość powietrza wentylacyjnego, które trzeba usunąć podczas eksploatacji garażu zmienia się w dość dużym przedziale. Aby system mógł lepiej reagować na te zmiany zalecanym rozwiązaniem jest stosowanie układu (lub układów), dwóch niezależnych wentylatorów osiowych, pracujących ze zmienną prędkością obrotową. Zastosowanie takiego wariantu pozwala na realizację różnych scenariuszy wentylacji garaży, ze zmienną wydajnością powietrza oraz zdecydowanie poprawia bezpieczeństwo działania systemu. Dobrana wielkość wentylatorów wyciągowych powinna gwarantować na biegu pierwszym, realizację wentylacji bytowej, czyli usuwanie obliczonej ilości powietrza zapewniającej utrzymanie w przestrzeni garażu stężenie tlenku węgla, poniżej określonej wartości.

Drugi bieg wentylatorów wyciągowych służy potrzebom oddymiania, a ilość usuwanego powietrza, a więc i wielkość tych jednostek uzależniona jest od przyjętej mocy pożaru.

Wentylatory umieścić można w specjalnych komorach lub szachtach wentylacyjnych oddzielonych od przestrzeni garażu żaluzjami i siatką, zabezpieczającymi urządzenia przed uszkodzeniem, przedostawaniem się śmieci oraz niekiedy pełniącymi funkcję ekranu akustycznego pozwalającego na redukcję emisji hałasu do wnętrza garażu.

Innym możliwym do zastosowania rozwiązaniem jest umieszczenie wentylatorów wyciągowych (połączonych z przestrzenią garażu szachtami wentylacyjnymi) na zewnątrz budynku. W tym przypadku należy pamiętać o odpowiednim zabezpieczeniu urządzeń przed oddziaływaniem czynników atmosferycznych oraz stosowaniu obudowy, a także specjalnych podstaw tłumiących w celu redukcji emisji hałasu. Lokalizacja wyrzutu powietrza powinna zapewniać również możliwość bezpiecznego usuwania dymów pożarowych w taki sposób, aby nie dopuścić do zadymienia wyżej położonych kondygnacji oraz sąsiednich budynków.

Wentylatory strumieniowe:

Kolejnym etapem projektu – kluczowym dla działania omawianego systemu – jest dobór mocy i rozmieszczenie wentylatorów strumieniowych. Do tego zadania należy podejść z dużą starannością, ponieważ pomimo całej elastyczności systemu JetFan, zmiana złego układu w warunkach eksploatacyjnych może okazać się kłopotliwa, a jego funkcjonowanie nie będzie zgodne z przyjętymi założeniami.

Projektowanie wymaga zachowania odpowiednich odległości pomiędzy wentylatorami przetłaczającymi oraz ustalenia 

optymalnego położenia osi tych urządzeń przy zachowaniu następujących zasad:

należy wytyczyć możliwie najdłuższą drogę od punktu nawiewu do wyciągu powietrza w trybie pracy wentylacji bytowej;

wzajemne położenie wentylatorów strumieniowych powinno zapewniać pełne omywanie całej przestrzeni garaży

bez powstawania „martwych stref”;

odległość pomiędzy poszczególnymi jednostkami (uzależniona od ich mocy) nie może być na tyle duża, aby prędkość

strumienia w jego osi mogła osiągnąć wartość zamierania (poniżej 0,3 m/s). W takim przypadku może następować

lokalny niebezpieczny wzrost stężenia zanieczyszczeń powietrza;

zachowanie zbyt krótkiego dystansu pomiędzy parą wentylatorów strumieniowych może doprowadzić do powstania

zjawiska tzw. “krótkiego spięcia”, czyli przepływu strumienia powietrza jedynie w strefie podsufitowej z pominięciem strefy

przebywania ludzi;

wzajemne położenie osi wentylatorów nie powinno powodować zjawiska zderzania i rozpraszania strumienia (zawirowanie

i turbulencje), ponieważ w takich warunkach nie uda się uzyskać wymaganego uporządkowanego przepływu;

dobór ilości i wielkości wentylatorów strumieniowych oraz ich wzajemne usytuowanie powinny być przeprowadzone

w oparciu o projekt koncepcyjny wykonany przez firmę Fläkt Bovent.

Algorytm pracy systemu strumieniowego JetFan

W systemie sterowania, sygnały przekroczenia progów stężenia tlenków węgla z detektorów mikroprocesorowych, 

są  przesyłane  do  rozdzielnicy  zasilająco–sterowniczej  i  na  ich  podstawie  realizowany  jest  scenariusz  wentylacji 

dostosowany do chwilowych potrzeb:

przy stężeniu tlenku węgla poniżej zadanego progu określonego jako NDS (np. 30 mg/m3) powinno być zapewnione

przewietrzanie garażu z intensywnością nie przekraczająca 1,5 wymiany na godzinę. W niektórych przypadkach

do realizacji tego zadania wystarczy okresowe uruchamianie wentylatorów wyciągowych przy zapewnieniu grawitacyjnego

napływu powietrza zewnętrznego;

sygnał o przekroczeniu progu NDS powoduje intensyfikację wentylacji przez włączenie dodatkowych wentylatorów

przetłaczających lub zwiększenie prędkości obrotowej już działających jednostek. W niektórych przypadkach, podczas

szczególnie intensywnego wykorzystania przestrzeni garażu (szczyt komunikacyjny) i związanego z tym wzrostu stężenia

CO, polecane jest zastosowanie sterowania trójprogowego – które umożliwia płynne sterowanie zespołem wentylatorów,

stopniowe włączanie wentylatorów głównych oraz strumieniowych na odpowiedni bieg

Sygnał o wykryciu dymu lub przekroczeniu zadanego progu temperaturowego z detektorów pożarowych powoduje przejście systemu w tryb pracy pożarowej. Pierwszym etapem jest ustalenie konfiguracji systemu w zależności od lokalizacji pożaru. Podstawowym zadaniem staje się zapewnienie jak najkrótszej drogi przepływu dymu od źródła pożaru do punktu wyciągowego, w taki sposób, żeby ochronić drogi ewakuacji oraz części garażu nie objęte pożarem, przed przedostaniem się do nich gazów pożarowych. W tym przypadku może zaistnieć konieczność przełączenia wentylatorów na przepływ rewersyjny.

Oddymianie powoduje przejście strumieniowych wentylatorów dwufunkcyjnych oraz pożarowych na tryb pracy pożarowej – II bieg (wyłączone zostają jednostki, których zadaniem jest tylko wentylacja bytowa). Jednocześnie wentylatory wyciągowe zostają przełączone na tryb pracy z maksymalną prędkością obrotową.

Sterowanie pracą wentylatorów odbywa się za pomocą odpowiednich załączników umieszczonych na panelu rozdzielnicy sterowniczej przy czym załączniki te przypisane są do wentylatorów pogrupowanych w zależności od przyjętych scenariuszy wentylacji i oddymiania.

Generalnie można stosować jeden z trzech trybów pracy wentylatorów strumieniowych są to:

tryb pracy  automatyczny – wentylatory są gotowe do pracy i realizacji zadań wynikających z przewidzianego dla nich

scenariusza wentylacji i oddymiania w zależności od sygnałów przekazywanych z rozdzielnicy sterowniczej;

tryb pracy ręcznej (służący jako tryb diagnostyczno–serwisowy) – wentylatory są gotowe do pracy i sterowania załącznikami

wyboru biegu i kierunku, ale nie są gotowe do realizacji określonego scenariusza;

wyłączenie – wentylatory pozostają wyłączone. Realizacji konkretnego scenariusza służy wykorzystanie odpowiednich

załączników umożliwiających:

• wybór biegu pracy wentylatorów – bieg I niższe obroty silników, bieg II wyższe obroty

• załącznik wyboru kierunku pracy wentylatorów dla wentylatorów rewersyjnych

Weryfikacja projektu technicznego

Weryfikacja wykonanego projektu możliwa jest przy wykorzystaniu jednej z dwóch metod:

pierwszej - polegającej na wykonaniu szeregu prób pożarowych w obiektach rzeczywistych o podobnym układzie

architektonicznym do budynku projektowanego. Jest to metoda trudna, bardzo kosztowna, a co najważniejsze z przyczyn

technicznych przeważnie niemożliwa do realizacji.

2726

drugiej - opierającej się na stale udoskonalanej analizie komputerowej wykorzystującej programy CFD, pozwalającej

na przeprowadzenie wiarygodnej symulacji zarówno przepływów powietrza w warunkach normalnych, jak i rozkładu

temperatury oraz poziomu widzialności podczas pożaru w przestrzeni garażu.

Wykonanie symulacji komputerowej jest więc niezbędnym elementem weryfikacji poprawności wykonanego projektu koncepcyjnego, a nawet może stanowić podstawę do odbioru instalacji przez upoważnione organy.

Sposób przeprowadzenia symulacji CFD

Zadaniem symulacji CFD jest odpowiedź na pytanie, czy w czasie wymaganym do opuszczenia przez ludzi garażu, w chronionych przejściach i na drogach ewakuacyjnych, nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiająca bezpieczną ewakuację.

Algorytm przeprowadzenia symulacji CFD wygląda następująco:

ustalenie kryteriów skuteczności usuwania dymu i ciepła przy wykorzystaniu wentylatorów typu Jetfoil, tzn. jaki powinien

zostać zachowany poziom widzialności i temperatury w obszarze ewakuacji (na drogach ewakuacyjnych na poziomie 1,8 m

nad podłogą) oraz jaka powinna być graniczna wartość temperatury podstropowej warstwy dymu, nie zagrażająca pracy

wentylatorów strumieniowych;

założenie najbardziej niekorzystnej lokalizacji pożaru w przestrzeni garażu;

przyjęcie w oparciu o ogólnie stosowane standardy obliczeniowej mocy pożaru, wymiarów źródła ciepła i dymu oraz czasu

trwania symulacji;

przeprowadzenie w oparciu o początkowe założenia oraz projekt koncepcyjny wentylacji i oddymiania garażu, symulacji

komputerowej rozprzestrzeniania się ciepła i dymu;

w oparciu o uzyskane wyniki symulacji, sporządzenie wniosków dotyczących poprawności zastosowanej koncepcji wentylacji

i ew. propozycja korekty przyjętych rozwiązań.

Dodatkowe informacje: Program doboru:

Literatura[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002r., Nr 75, poz 690) ze zmianami z 12 marca 2009[2] BS  7346-7:2006  Components  for  smoke  and  heat  control  systems  –  Part  7:  Code  of  practice  on  functional  recommendations  and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car parks[3] NBN  S  21-208-2:2006  Fire  protection  in  buildings  -  Design  and  calculation  of  smoke  and  heat  extraction  installations  - Part 2: Covered car parking buildings[4] Rozporządzenie  Ministra  Pracy  i  Polityki  Socjalnej  z  dnia  29  listopada  2002  w  sprawie  najwyższych  dopuszczalnych stężeń  i  natężeń  czynników  szkodliwych  dla  zdrowia  w  środowisku  pracy  (Dz.U.  Nr  217,  poz1833)  wraz  ze  zmianami  z 10 października 2005

1. Schemat działania wentylacji kanałowej.

2. Schemat działania wentylacji strumieniowej.

3. Schemat pracy wentylatorów strumieniowych na potrzeby wentylacji bytowej.

4. Schemat pracy wentylatorów strumieniowych na potrzeby wentylacji pożarowej.

2928

4. Schemat pracy wentylatorów strumieniowych na potrzeby wentylacji pożarowej.

5. Przykład - rozmieszczenie wentylatorów strumieniowych w rozległym garażu.

6. Przykład - rozmieszczenie wentylatorów strumieniowych w niskim garażu.

7. System Jet Thurst.

8. Wentylatory strumieniowe z deflektorem i bez.

9. Deflektor wentylatora strumieniowego.

9.1. Przykład wentylatora strumieniowego.Wersja Standard.

9.2. Przykład wentylatora strumieniowego.Wersja Compact.

9.3. Przykład wentylatora strumieniowego.Wersja Low Profile.

3130

9.4. Przykład wentylatora strumieniowego.Wersja Oval.

9.5. Przykład wentylatora strumieniowego.Wersja Slim Line.

9.7. Przykład wentylatora strumieniowego.Wersja AV.

9.8. Przykład wentylatora indukcyjnego.

10. Rozmieszczenie czujek pożarowych i detektorów

11. Test dymowy w garażu z pojazdami.

12. Wentylatory główne na Stadionie Narodowym w Warszawie.

3332

Przykład  zastosowania  wentylatorów  strumieniowych  w  garażu  zespołu  mieszkalno-usługowego ADRIA w Warszawie.

Projektowany w garażu system bezkanałowy instalacji wentylacji oddymiającej, w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi, będzie chronił przed wystąpieniem na przejściach ewakuacyjnych zadymienia lub temperatury, uniemożliwiających bezpieczną ewakuację, tj. na wysokości do 1,8 m od posadzki widzialność na skutek zadymienia nie spadnie poniżej 10 m, a temperatura nie przekroczy 60ºC. Założenia te potwierdzono w symulacjach komputerowych.

Dzięki przetłaczaniu znacznej ilości powietrza system strumieniowy oddymiający powoduje obniżenie temperatury w całym obszarze garażu, w tym usuwanego dymu.

Dla garażu przewidziano instalację wentylacji mechanicznej strumieniowej, pełniącej 2 funkcje:

• Wentylacji bytowej - w warunkach normalnej eksploatacji, instalacji wentylacji mechanicznej wywiewnej zabezpieczającej

przestrzeń garażu podziemnego przed przekroczeniem dopuszczalnego stężenia CO i LPG;

• Wentylacji pożarowej - w warunkach zagrożenia pożarowego, instalacji wentylacji mechanicznej nawiewno – wywiewnej

oddymiającej, przepychającej dym do punktów usuwania i zapewniającej widoczność wystarczającą do ewakuacji ludzi.

Analizowany obszar obejmuje jedną kondygnację garażu podziemnego w Zespole mieszkalno – usługowym ADRIA w Warszawie – Etap III.

Cały garaż znajduje się w jednej strefie pożarowej „1” („SP1”). Dodatkowo strefa pożarowa została podzielona na dwie strefy detekcji dymu: na strefę detekcji dymu „A” i strefę detekcji dymu „B”

Praca instalacji w trybie wentylacji bytowej

Dla wentylacji ogólnej garaży zakłada się następujące tryby pracy w zależności od poziomu detekcji CO:

• Tryb pracy w przypadku braku detekcji CO: Wydajność wyciągu nie mniej niż 100 m3/h na miejsce postojowe.

Wentylatory strumieniowe – załączane okresowo.

• Tryb pracy przy pierwszym progu detekcji tlenku węgla: Wydajność wyciągu nie mniej niż 200 m3/h na miejsce postojowe.

Wentylatory strumieniowe – praca ciągła na niższym biegu.

• Tryb pracy przy drugim progu detekcji tlenku węgla: Wydajność wyciągu nie mniej niż 200 m3/h na miejsce postojowe.

Wentylatory strumieniowe – praca ciągła na wyższym biegu.

Opis pracy systemu w trybie wentylacji bytowej w czasie przewietrzania (przy braku detekcji CO i LPG):

Podczas pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej (po przekroczeniu I poziomu stężenia CO) załączane są punkty wyciągowe: „W1” działający z wydajnością 10.100m3/h, „W2” –10.100 m3/h. Powietrze uzupełniane jest przez punkty naturalnego napływu powietrza. Bramy wjazdowe są zamknięte. Wentylatory strumieniowe pracują okresowo na niższym biegu.

Opis pracy systemu w trybie wentylacji bytowej po przekroczeniu I progu CO (30ppm) i LPG (10% dolnej granicy wybuchowości):

Podczas pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej po przekroczeniu I załączane są punkty wyciągowe: „W1” działający z wydajnością 20.200m3/h, „W2” – 20.200 m3/h. Powietrze uzupełniane jest przez punkty naturalnego napływu powietrza. Bramy wjazdowe są zamknięte. Wentylatory strumieniowe- praca ciągła na niższym biegu.

Opis pracy systemu w trybie wentylacji bytowej po przekroczeniu II progu CO (80ppm) i LPG (20% dolnej granicy wybuchowości):

Podczas pracy instalacji w trybie wentylacji bytowej po przekroczeniu I załączane są punkty wyciągowe: „W1” działający z wydajnością 20.200m3/h, „W2” – 20.200 m3/h. Powietrze uzupełniane jest przez punkty naturalnego napływu powietrza. Bramy wjazdowe są zamknięte. Wentylatory strumieniowe- praca ciągła na wyższym biegu.

Praca instalacji w trybie wentylacji pożarowej.

W przypadku wystąpienia pożaru w strefie detekcji dymu „A” załączane są punkty nawiewno – wyciągowe: „NW1” działający jako nawiew(strefa „B”) lub wyciąg (strefa „A”) z wydajnością 180.000 m3/h oraz „NW2” działający jako nawiew (strefa „A”) lub wyciąg (strefa „B”) z wydajnością 126.000 m3/h. Dodatkowo powietrze uzupełniane jest przez punkty naturalnego napływu powietrza. Bramy wjazdowe są zamknięte.

Podsumowanie

Na podstawie wykonanej symulacji oraz przeprowadzonych obliczeń zgodnie ze wzorami przedstawionymi w podrozdziale „Określanie ilości powietrza wentylacyjnego” otrzymano parametry wentylatorów umożliwiające ich dobór w programie FanSelector. Wyniki doborów przedstawione są poniżej:

Wentylatory oddymiające główne:

HT125JM.BH/50/4/6/24 klasa F400

Ilość: 4szt.

Moc: 4×33,0kW/380-420V/50Hz

Wentylatory wentylacji bytowej:

63JM/25/2-4/6/18

Ilość: 2szt.

Moc: 1×9,2 kW/400V/50Hz

Wentylatory strumieniowe jednokierunkowe:

35JT-4SP-UBD-TB klasa F400

Ilość: 14szt.

Moc: 14×1,1/400V/50Hz

Wentylatory strumieniowe rewersyjne:

35JT-4SP-RRD-TB klasa F400

Ilość: 12szt.

Moc: 12×1,1/400V/50Hz

3534

3736

3938

4140

4342

4544

4746

4948

TUNELE

5150

Wentylacja pożarowa tuneli komunikacyjnych

1. Wprowadzenie.

Rozbudowa sieci komunikacyjnych i stały wzrost natężenia ruchu drogowego w aglomeracjach miejskich powoduje coraz większe zainteresowanie budową tuneli drogowych. Bezpośredni wpływ na rozwój komunikacji w tunelach mają nie tylko potrzeby skrócenia długości dróg transportu, ograniczenia ruchu samochodowego w miastach, bezpiecznego i łatwego przekraczania pasm górskich ale także potrzeby ochrony krajobrazu i środowiska.

W celu zapewnienia bezpiecznego użytkowania tunele komunikacyjne muszą spełniać szereg wymagań technicznych określonych w Rozporządzeniu Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie [1]. Jednym z podstawowych warunków bezpiecznego użytkowania tuneli jest skuteczna wentylacja. Podczas normalnego funkcjonowania obiektu pełni ona dwie podstawowe funkcje. Organizuje wymianę i przepływ powietrza tak aby zachowane były normy odnośnie dopuszczalnego stężenia tlenków węgla i azotu. Utrzymuje również dopuszczalne stężenie gazów spalinowych co skutkuje odpowiednią widocznością w tunelu. Bezpośrednio wiąże się to z doprowadzeniem dostatecznych ilości świeżego powietrza tak dla kierowców jak i dla personelu wykonującego jakiekolwiek prace w tunelu.

System wentylacji tuneli drogowych ma do spełnienia jeszcze jedną, niezwykle ważną funkcję jaką jest zapewnienie bezpiecznej ewakuacji ludzi z tunelu w momencie wybuchu pożaru. Wentylacja pożarowa w tunelu powinna również stanowić wsparcie dla działania ekip ratowniczych i powodować usunięcie dymu z tunelu po zakończeniu fazy ratowniczej. Pomimo wyposażenia tuneli w nowoczesne systemy bezpieczeństwa, pożary, wypadki i katastrofy w tunelach są stosunkowo częstym zjawiskiem. Pożary w tunelach komunikacyjnych stanowią realne zagrożenie nie tylko dla ludzi ale także dla konstrukcji obiektu. Szczególnie dużym zagrożeniem jest pojawienie się i rozprzestrzenianie się w tunelu dymu powstałego w wyniku pożaru, który uniemożliwia ewakuację i zdecydowanie utrudnia działanie ekipom ratowniczym.

2. Wymagania w zakresie zapewnienia wentylacji pożarowej dla tuneli komunikacyjnych.

Problematyka zapewnienia bezpieczeństwa w tunelach komunikacyjnych w Europie została podjęta w Dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 29 kwietnia 2004 [2]. W dokumencie poza zagadnieniami dotyczącymi systemu monitoringu, oświetlenia czy oznakowania poświęcono sporo miejsca zagadnieniom wentylacji. W dokumencie pojawiły się między innymi wymagania odnośnie stosowania wentylacji mechanicznej:

wymagana dla tuneli dłuższych niż 1 km ze średnią roczną liczbą pojazdów przejeżdżających na jednym pasie ruchu

większą niż 2000;

gdy niemożliwe jest stosowanie wentylacji mechanicznej wzdłużnej należy stosować wentylację poprzeczną

lub półpoprzeczną;

wentylacja poprzeczna lub półpoprzeczną jest wymagana dla tuneli, w których odbywa się ruch dwukierunkowy pojazdów

oraz dla tuneli o długości powyżej 3 km;

W polskim prawodawstwie zagadnienia związane z wentylacją tuneli komunikacyjnych znalazły się w Rozporządzeniu Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie [1]. Rozdział 15 w Dziale VI całkowicie poświęcony jest sprawom wentylacji. Paragraf 291 podaje, że:

§291Instalacje wentylacyjne tuneli drogowych powinny zapewnić:

1) wymianę powietrza - aby nie zostały przekroczone stężenia zanieczyszczeń zagrażające przebywającym w tunelu użytkownikom dróg,2) bezpieczeństwo i komfort jazdy - poprzez usuwanie dymów ograniczających widoczność oraz regulowanie temperatury i ruchu powietrza.

Kolejny paragraf podaje wartość stężenia tlenku węgla i tlenku azotu, która powinna być podstawą określenia wielkości wentylacji.

§2921. Wentylacja tuneli drogowych powinna być ustalona na podstawie stężenia określonego ułamkiem molowym tlenku węgla i tlenku azotu w powietrzu tunelu oraz emisji dymów ograniczających widoczność.2. Dopuszczalne stężenie określone ułamkiem molowym tlenku węgla w powietrzu tunelu określa tabela:

Tabela 1. Dopuszczalne stężenie określone ułamkiem molowym tlenku węgla w powietrzu tunelu [1].

Dopuszczalne stężenia określone ułamkiem molowym tlenku węgla

Rodzaj tuneluRodzaj ruchu

Ruch pojazdów płynny, %Ruch pojazdów utrudniony lub

zatrzymany, %

W ciągu ulic miejskich 0,015 0,015

Wciągu dróg klasy A i S 0,015 0,025

Górski 0,015 0,025

Na wyjściu z tunelu przy wentylacji podłużnej

0,025 0,025

Przebywanie w tunelu personelu wykonującego pracę

0,005

3. Dopuszczalne stężenie, określone ułamkiem molowym tlenku azotu w powietrzu tunelu, wynosi 0,0025%.4. Dopuszczalne stężenie dymu w powietrzu tunelu, określone współczynnikiem widoczności i komfortu jazdy,podaje tabela:

Tabela 2. Dopuszczalne stężenie dymu w powietrzu tunelu, określone współczynnikiem widoczności i komfortu jazdy [1].

Współczynnik widoczności i komfortu jazdy

Rodzaj tuneluRodzaj ruchu

Ruch pojazdów płynny, (m-1)

Ruch pojazdów utrudniony lub zatrzymany, (m-1)

Poza miejski przy prędkości pojazdów: 60÷80 km/h

0,005 0,0075

100 km/h 0,0075 0,009

Przebywanie w tunelu personelu wykonującego pracę

0,003

Konieczność zamknięcia ruchu w tunelu 0,012

5352

W paragrafie 294 zawarte są wskazania do zastosowania wentylacji naturalnej:

§2941. Wentylację naturalną, o której mowa w § 293 pkt 1, działającą dzięki różnicy ciśnień między głowicami tunelu oraz w wyniku ruchu pojazdów, dopuszcza się, z zastrzeżeniem ust. 2, w tunelach o długości:

1) w ciągu dróg z ruchem jednokierunkowym, bez zatorów, gdy droga przebiega poza tunelem:a) w poziomie terenu lub na nasypie - nie większej niż 600 m,b) w wykopie - nie większej niż 400 m,

2) w ciągu dróg o dużym natężeniu ruchu, z zatorami - nie większej niż 200 m.2. W przypadku korzystnych warunków topograficznych i klimatycznych dopuszcza się wentylację naturalną w tunelach dłuższych, niż podano w ust. 1, pod warunkiem zastosowania rezerwowej wentylacji mechanicznej.

Natomiast w paragrafie 295 do zastosowania wentylacji mechanicznej:

§2951. Wentylację mechaniczną, o której mowa w § 293 pkt 2, działającą dzięki wymuszaniu przepływu powietrza wzdłuż lub w poprzek osi tunelu, dopuszcza się, gdy długość tunelu przy wentylacji:

1) wzdłużnej - jest nie większa niż 1000 m,2) poprzecznej - jest większa niż 1000 m.

2. Wentylacja mechaniczna wzdłużna wymaga:1) przy wentylatorach umieszczonych wzdłuż stropu tunelu:

a) zachowania odległości od ściany - dla ograniczenia wpływu tarcia powietrza o ścianę,b) grupowania wentylatorów - aby odległości między grupami były nie mniejsze niż 60 m i nie większe niż 120 m,c) odpowiedniej liczby wentylatorów w grupach - dla zapewnienia równomiernego ciśnienia powietrza,

2) przy zastosowaniu szybów wentylacyjnych - rozmieszczenia czerpni w pobliżu głowic tuneli oraz w środkowej ich części w przypadku nieparzystej liczby czerpni.

3. Wentylacja mechaniczna poprzeczna, z poprzecznym ruchem powietrza na całej długości tunelu, działająca w wyniku różnicy ciśnień w kanałach umieszczanych wzdłuż tunelu, wymaga umieszczenia otworów:

1) do doprowadzenia powietrza - w dolnej części tunelu na wysokości kół pojazdów,2) do odprowadzenia powietrza - w części stropowej, z zastrzeżeniem ust. 4.

4. W wentylacji, o której mowa w ust. 3, dopuszcza się rezygnację z kanałów odprowadzających i usuwanie zużytego powietrza przez głowice tuneli lub pośrednie szyby wywiewne.4a. Dla wentylacji mechanicznej poprzecznej oraz półpoprzecznej, stosowanej w tunelu prowadzącym jezdnię dwukierunkową i posiadającym centrum kontroli, posiadającej klapy przeciwpożarowe w systemie wentylacji usuwania dymu i ciepła, które mogą być obsługiwane oddzielnie lub grupowo, oraz zapewniającej możliwość monitorowania wzdłużnej prędkości przepływu powietrza i sterowania nią poprzez odpowiednią regulację przepustnic i wentylatorów systemu wentylacji.5. Prędkość przepływu powietrza w tunelu z wentylacją mechaniczną nie powinna być większa niż 10 m/s.

Ze względu na specyfikę obiektów jakimi są tunele komunikacyjne nie można właściwie osobno rozpatrywać systemu wentylacji tunelu i systemu wentylacji pożarowej. Przy projektowaniu systemu wentylacji dla tunelu komunikacyjnego trzeba mieć świadomość, że będzie on musiał również pracować w warunkach pojawienia się zagrożenia pożarowego. Projektując takie systemy można oprzeć się na normie niemieckiej [3].

Zakłada ona doprowadzenie do tunelu świeżego powietrza w takiej ilości, aby w każdej możliwej sytuacji w ruchu drogowym – od płynnej jazdy po korek przy największym nasileniu ruchu – nigdy nie powstało dla uczestników ruchu zagrożenie wynikające z braku świeżego powietrza, a ponadto aby zawsze spełnione były warunki dobrej widoczności. Oznacza to, że do obliczenia zapotrzebowania na doprowadzenie powietrza świeżego do tunelu, w zależności od różnych sytuacji w ruchu drogowym, należy posługiwać się wartościami dotyczącymi stężeń CO oraz danymi dotyczącymi pogarszania się widoczności.

Tabela 3. Wartości stężenia CO i pogorszenia widoczności służące do obliczania zapotrzebowania na doprowadzenie świeżego powietrza w różnych sytuacjach w ruchu drogowym [3].

Sytuacja w ruchu Stężenie CO Pogorszenie widoczności

Współczynnik ekstynkcji (strat prom. świetlnego)

Transmisja s na trasie mierzenia o długości 100 m

ppm 10-3 m-1 %

Płynny ruch w godzinach szczytu, v=50-100km/h

70 5 60

Codzienny blokujący ruch potem korki na wszystkich pasach

70 5 50

Wyjątkowo występujący ruch blokujący potem korki na wszystkich pasach

100 7 50

Dłużej trwające prace konserwacyjne w tunelu podczas ruchu

30 3 75

Tunel zamknięty, zablokowany

200 12 30

Obliczanie niezbędnych ilości świeżego powietrza opiera się na wartościach średnich wynikających z założonej intensywności ruchu pojazdów oraz emisji z poszczególnych kategorii pojazdów. Ponieważ wartości emisji ze współczesnych pojazdów są coraz niższe to do rozrzedzenia spalin w tunelu trzeba coraz mniejszych ilości doprowadzonego powietrza. W efekcie coraz dłużej trwa zanim powietrze w tunelu zostanie całkowicie wymienione. Oznacza to, że gdy nieoczekiwanie wzrośnie wielkość emisji to wentylacja zaprojektowana na niewielkie zapotrzebowanie powietrza świeżego nie będzie mogła większemu zapotrzebowaniu sprostać. Problemy takie mogą pojawić się w tunelach o długości od 500 do 1500 metrów wyposażonych z reguły w wentylacje wzdłużną, którą charakteryzują niewielkie prędkości ruchu wzdłużnego strumienia powietrza, typowe prędkości to poniżej 1 metra/sekundę. W efekcie powstawać mogą tak zwane czopy zawiesin w powietrzu, pogarszające widoczność i mogące stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa ruchu. Przy zastosowaniu wentylacji półpoprzecznej może pojawić się ten sam problem w tych strefach, w których wzdłużny strumień powietrza ma zbyt małą prędkość. Generalnie aby wentylacja mogła szybko i skutecznie reagować na nagłe zmiany wielkości emisji spalin w tunelu to w przypadku wentylacji wzdłużnej strumień powietrza powinien mieć prędkość minimum 1 m/s a w przypadku wentylacji poprzecznej niezbędna jest wymiana powietrza co najmniej 4 razy na godzinę.

Wybuch pożaru w tunelu stawia przed systemem wentylacji całkowicie nowe zadania, które można podzielić na dwie grupy:

pierwsza faza, trwająca od 5 do 15 minut – faza samodzielnej ewakuacji  ludzi z tunelu; wentylacja musi umożliwić

ludziom bezpieczną ucieczkę poprzez ochronę dróg ewakuacji przed dymem i gorącymi, trującymi gazami; (dokładny czas

trwania pierwszej fazy należy określić na etapie projektowania w oparciu o informacje dotyczące rzeczywistego czasu

dojazdu jednostki PSP do danego obiektu)

druga  faza –  faza wspomaganej ewakuacji  i działania służb ratowniczych; wentylacja wspomaga zwalczanie pożaru

i działanie ekip ratowniczych poprzez wyciąganie dymu pożarowego na zewnątrz (działanie wentylacji w drugiej fazie może

być całkowicie różne od działania w pierwszej fazie)

5554

Projektując wentylację pożarową dla tunelu komunikacyjnego należy założyć moc pożaru. Powinno się założyć moc wynikającą z pożaru samochodu ciężarowego, można w tym przypadku skorzystać z normy niemieckiej, w której wartość ta uzależniona jest również od długości tunelu.

Tabela 4. Wielkości i moc pożarów dla celów obliczania wentylacji pożarowej [3].

Liczba samochodów ciężarowych x/km/dzień/1 rurę tunelu

Moc pożaru Ilość dymu przy temperaturze 300°C

< 4000 30 MW 80 m3/s

> 4000 50 MW 120 m3/s

> 6000

Przeanalizowanie ryzyka i ewentualne podwyższenie hipotetycznej siły pożaru i ilości dymu do:

100MW 200 m3/s

Wybór systemu wentylacji pożarowej dla tunelu komunikacyjnego jest uwarunkowany przede wszystkim długością tunelu. W krótkich tunelach interwencja wentylatorów nie jest niezbędna ze względu na prędkość rozprzestrzeniania się dymu. Zakłada się, że w tunelach krótszych niż 400 m wymiana powietrza będzie przebiegać naturalnie, pod wpływem ruchu pojazdów, działania warunków meteorologicznych i różnic w wysokości położenia portali tunelu. W tunelach o długości powyżej 400 m stosuje się wentylację mechaniczną, najczęściej realizowaną jako wentylacja wzdłużna. Decydującą rolę dla skuteczności wentylacji wzdłużnej odgrywa sytuacja w ruchu drogowym, miejsce wybuchu pożaru oraz szybkość rozprzestrzeniania się strumienia powietrza. Projektując wentylację wzdłużną trzeba mieć świadomość, że w tunelach zagrożonych powstaniem korków lub tunelach dwukierunkowych wentylacja ta może nie sprostać naszym oczekiwaniom. W takiej sytuacji konieczne staje się zastosowanie wentylacji poprzecznej.

Tabela 3. Systemy wentylacji pożarowej dla tuneli komunikacyjnych z uwzględnieniem długości tunelu oraz sposobu organizacji ruchu [3].

Długość tunelu, m System wentylacji pożarowej

Tunele z ruchem dwukierunkowym oraz jednokierunkowym blokującym

< 400 wentylacja naturalna

400 - 600 mechaniczna wentylacja wzdłużna

600 - 1200

w zależności od analizy ryzyka:• wentylacja wzdłużna• wyciąganie dymu poprzez jeden duży otwór• wyciąganie dymu poprzez sufit podwieszony ze sterowalnymi otworami wyciągania

>1200 wyciąganie dymu poprzez sufit podwieszony ze sterowalnymi otworami wyciągania

Tunele z ruchem jednokierunkowym, płynnym

>600 wentylacja naturalna

600 - 3000 mechaniczna wentylacja wzdłużna

>3000wentylacja wzdłużna z punktowym wyciąganiem co < 2000 m lub wyciąganiem poprzez sufit podwieszony ze sterowalnymi otworami wyciągania

Wymagania stawiane instalacji wentylacji na wypadek wybuchu pożaru:

wyciąganie dymu;

Wyciąganie dymu powinno mieć miejsce w strefie sklepienia i możliwe są dwa rozwiązania:

wyciąganie punktowe;

wyciąganie poprzez sufit podwieszany do kanału w sklepieniu posiadającym wiele otworów z klapami,

otwory rozmieszczone w odstępach 50 – 100 m;

Powierzchnia klap zamykających otwory wyciągania dymu powinny mieć powierzchnię od 2 do 5 m2. Dokładna wielkość uzależniona jest od objętości wyciąganego dymu oraz odstępów między klapami. Ponieważ wyciąganie dymu w pobliżu portali jest mało skuteczne dlatego odległość między portalem a najbliższym otworem wyciągania dymu powinna wynosić co najmniej 200 m. Kanał w sklepieniu tunelu powinien mieć wysokość 1,9 m ze względu na możliwość poruszania się w nim ludzi. Klapy powinny mieć indywidualne sterowanie, powinny być szczelne a prędkość przepływu powietrza przez nie powinna przekraczać 20 m/s.

Wydajność systemu wyciągania dymu musi być na tyle duża aby odprowadzić na zewnątrz powstający w czasie pożaru dym oraz powietrze, które jest w tym czasie dostarczane do wentylacji tunelu. Natomiast przy obliczaniu mocy wentylatorów oddymiających należy uwzględnić nieszczelności kanału oraz nieszczelności klap.

Skuteczność systemu wyciągania dymu jest uzależniona od działania wentylacji wzdłużnej, im działa ona słabiej tym skuteczność jest większa. Należy dążyć do utrzymania prędkości w przypadku wentylacji wzdłużnej na poziomie maksymalnie 3 m/s. W przypadku wentylacji poprzecznej należy na odcinku objętym pożarem cały czas doprowadzać ograniczoną ilość powietrza świeżego niezbędną do oddychania.

przetłaczanie (wypychanie) dymu

Aby możliwe było przetłaczanie dymu w określonym kierunku niezbędne jest istnienie wzdłużnego strumienia powietrza poruszającego się z minimalną prędkością.

Wielkość tej prędkości powinna zapobiec rozprzestrzenianiu się dymu w kierunku przeciwnym do pożądanego. Prędkość tą określa się mianem krytycznej. Wyznaczenie jej może być podstawą do doboru wentylatorów strumieniowych. Obliczenia można przeprowadzić zgodnie ze wzorem 1 [4]:

5756

gdzie:Vc – prędkość krytyczna, m/s,K1 = 0,608 (K1 = Fr-1/3),K2 – współczynnik nachylenia tunelu (K2 = 1 + 0,0374 [nachylenie %] 0,80),g – przyspieszenie ziemskie, m/s2,H – wysokość tunelu, m,Q – moc pożaru, kW,ρ – gęstość powietrza otaczającego, kg/m3,cp – ciepło właściwe powietrza otaczającego, kJ/(kgK),A – powierzchnia przekroju poprzecznego tunelu, m2,TF – średnia temperatur gazów pożarowych, K,T – temperatura powietrza otaczającego, K.

Dla tuneli o dwupasmowej jezdni odpowiednie wartości krytycznej prędkości wzdłużnej w zależności od mocy pożaru, nachylenia tunelu względem terenu oraz profilu tunelu podaje tabela 4. System wentylacji powinien być tak zaprojektowany aby zachowane były podane wartości prędkości krytycznej niezależnie od wartości ciśnienia atmosferycznego oraz niezależnie od wartości wyporu termicznego przy nachyleniu terenu.

Tabela 4. Krytyczna prędkość wzdłużna [3].

Nachylenie terenu wzdłuż tunelu Przekrój poprzeczny tuneluMoc pożaru

30 MW 50 MW 100 MW

0 – 1 %prostokątny 2,3 m/s 2,6 m/s 2,9 m/s

zaokrąglony 2,5 m/s 2,8 m/s 3,1 m/s





sterowanie instalacją wentylacyjną w czasie rozwoju pożaru

W pierwszej fazie pożaru sterowanie instalacją wentylacyjną musi być automatyczne. Konieczny jest w tym celu niezawodny system wykrywania pożaru oraz krótkie czasy reakcji wszystkich urządzeń na sygnał o wykryciu pożaru. Przyjmuje się, że osiągnięcie wymaganych wydajności przez układ wentylacyjny nie powinno trwać dłużej niż 1 minutę.

Rozwijający się pożar powoduje gromadzenie się dymu w strefie podsufitowej. Aby nie zaburzyć tej naturalnej stratyfikacji zlecane jest żeby w pierwszej fazie pożaru prędkość wzdłużna strumienia powietrza wynosiła 1,5 m/s oraz żeby wyłączone były wentylatory w strefie warstwy dymu. Powinno to ułatwić samodzielną ewakuację, dzięki pozostawieniu strefy przebywania ludzi wolnej od dymu.

W drugiej fazie pożaru należy zwiększyć prędkość wypychania dymu dla uniknięcia rozprzestrzeniania się dymu w kierunku odwrotnym oraz aby ułatwić ekipom ratowniczym dotarcie do miejsca pożaru.

wymagania dotyczące wentylatorów pracujących w tunelach

Wymagania dotyczące odporności instalacji wentylacji a szczególności wentylatorów na wysokie temperatury zostały wprowadzone do Rozporządzenia [1] wraz ze zmianami z dnia 29 maja 2012 roku.

§ 321ust. 4a ustala wymagania dla wentylatorów służących do usuwania dymu i ciepła w zakresie klasy F, określonej według Polskiej Normy dotyczącej wymagań dla wentylatorów oddymiających, przy czym klasa ta nie może być mniejsza niż F400 120.Zgodnie z nowym brzmieniem ust. 5 § 321 w tunelu z wentylacją poprzeczną kanały świeżego i zużytego powietrza powinny być oddzielone przegrodami z materiałów niepalnych o klasie odporności ogniowej ze względu na szczelność ogniową (E) i dymoszczelność (S) co najmniej ES 120.

Zgodnie z NFPA 502 [5] wentylatory pracujące w tunelu również w czasie pożaru muszą posiadać odporność na temperaturę 250˚C przez okres jednej godziny. Odporność na wyższą temperaturę powinna być wymagana jeśli na etapie projektowania okaże się, że jest możliwość pojawienia się takiej temperatury w czasie trwania pożaru. Należy poczynić założenie, że wentylatory strumieniowe, które znajdą się bezpośrednio nad źródłem ognia ulegną spaleniu. Wentylatory pracujące w tunelu w czasie rozwoju pożaru powinny osiągać swoją maksymalną wydajność po 60 sekundach pracy. Natomiast wentylatory strumieniowe rewersyjne powinny osiągać swoją maksymalną wydajność po 90 sekundach pracy w układzie rewersyjnym. (rys 1)

3. Systemy wentylacji pożarowej dla tuneli komunikacyjnych. 

Systemy wentylacji dla tuneli komunikacyjnych można podzielić na wentylację naturalną i mechaniczną. Wentylacja naturalna stosowana jest tylko w tunelach o długości mniejszej niż 400 metrów dla tuneli, w których ruch odbywa się w jednym kierunku oraz do 240 metrów dla tuneli dwukierunkowych. Wymiana powietrza dokonuje się dzięki różnicom ciśnienia między portalami tunelu oraz dzięki ruchowi powietrza powodowanemu przez ruch pojazdów w tunelu.

Wentylację mechaniczną tuneli komunikacyjnych można natomiast podzielić na wentylację wzdłużną oraz poprzeczną.

Wentylacja mechaniczna wzdłużna

Z wentylacją mechaniczną wzdłużną mamy do czynienia wówczas gdy wytwarzany jest strumień powietrza wzdłuż tunelu przez nakładanie się na siebie działania tłoczącego pojazdów, różnicy ciśnień między portalami, ciśnienia wiatru oraz działania wentylatorów. W czasie normalnego funkcjonowania tunelu mechaniczna wentylacja wzdłużna służy do rozrzedzania spalin emitowanych przez pojazdy przemieszczające się w tunelu. Natomiast w czasie pożaru może służyć do przetłaczania dymu w określonym kierunku (rys. 2).Wydajność systemu wentylacji mechanicznej wzdłużnej powinna być tak określona aby w całym przekroju tunelu zapewniona była wymagana prędkość krytyczna przepływu powietrza. Jednocześnie przy normalnym ruchu pojazdów prędkość strumienia powietrza nie powinna przekraczać przy ruchu dwustronnym 8 m/s, a przy ruchu jednostronnym 10 m/s.

Wentylacja mechaniczna wzdłużna może być realizowana dwoma metodami:

z wykorzystaniem wentylatorów strumieniowych; Wentylatory strumieniowe wytwarzają wzdłużny strumień powietrza.

Rozwiązanie stosowane przede wszystkim w tunelach krótkich dwukierunkowych lub tunelach jednokierunkowych

o dowolnej długości. Przy pewnej określonej długości należy dodatkowo zainstalować wentylatory wyciągowe dymu na

5958

wypadek pożaru. Długie tunele jednokierunkowe należy podzielić na odcinki i każdy odcinek wyposażyć w stację wymiany

powietrza. Otwory dla doprowadzania powietrza świeżego i dla powietrza odlotowego muszą być od siebie oddalone

o co najmniej 25 metrów. Powierzchnia przekroju poprzecznego jednego otworu dla powietrza usuwanego powinna

wynosić 30 – 50% powierzchni przekroju poprzecznego tunelu komunikacyjnego. Powierzchnia przekroju otworu

nawiewnego musi być większa niż powierzchnia otworu wywiewnego. Wentylację wzdłużną reguluje się poprzez włączenie

lub wyłączenie określonej liczby będących do dyspozycji wentylatorów.

wentylacja wzdłużna z wyciąganiem w środku długości tunelu; W tym systemie wytwarzane są dwa strumienie powietrza

od portali do miejsca zasysania powietrza w środku tunelu. System jest stosowany głównie w tunelach dwukierunkowych.

Wentylacja mechaniczna wzdłużna jest rozpatrywana w pierwszej kolejności, ponieważ jest prosta w realizacji. Dodatkowo układ zużywa mniej energii niż pozostałe systemy ponieważ nie występują straty ciśnienia w przewodach i na tłumikach. Również inwestycyjnie z powodu braku przewodów rozprowadzających system jest zdecydowanie tańszy. Jednakże może okazać się niezbędne zamontowanie dodatkowych wentylatorów wywiewnych mających za zadanie usuwanie dymu i gorących gazów na wypadek wybuchu pożaru.

Wentylacja mechaniczna poprzeczna

System wentylacji poprzecznej zalecany jest dla tuneli długich, o dużym natężeniu ruchu pojazdów. Składa się on z kanału nawiewnego i wywiewnego poprowadzonych wzdłuż tunelu. Zaletą tego systemu jest równomierny rozdział powietrza na całej długości tunelu. Niestety konieczne jest uwzględnienie dodatkowej przestrzeni na kanał nawiewny i wywiewny oraz zdecydowanie wyższych kosztów inwestycyjnych. W układzie tym ciśnienie powietrza na całej długości tunelu jest jednakowe. Powietrze zewnętrzne doprowadzane jest od dołu a wyciągane u góry. Dzięki takim rozwiązaniom wentylacja mechaniczna poprzeczna działa dobrze również w momencie wybuchu pożaru. Zwykle stosuje się duże wentylatory, ze stałym katem nachylenia łopatek, usytuowane równolegle tak , aby przez włączanie i wyłączanie poszczególnych jednostek kontrolować całkowity wydatek powietrza. Przy wentylatorach wyposażonych w sprzęt monitorujący poziom CO, NO2 i dymu wystarczające są cztery do sześciu wymian powietrza. Należy również zwrócić uwagę na dobór tłumików tak, aby poziom hałasu nie przekraczał w tunelu 95 dB, aby umożliwić porozumiewanie się nawet w czasie pożaru.

Kiedy w tunelu wyposażonym w wentylację poprzeczną pojawi się ogień, przy braku ruchu powietrza wzdłuż tunelu, zasysa on świeże powietrze przez wloty do tunelu i wytwarza obłoki dymu i gorących gazów, które unoszą się i tworzą warstwę pod sufitem. Jej zasięg wynosi średnio 300 metrów w każdą stronę ognia. W tej odległości dym prawdopodobnie się wystarczająco ochłodzi, aby zmieszać się ze świeżym powietrzem i opaść. Głównym zadanie wentylacji pożarowej w tym układzie jest usunięcie dymu nim taka sytuacja nastąpi (rys. 3).

Wentylacja mechaniczna półpoprzeczna

System wentylacji półpoprzecznej stanowi kombinację systemu wzdłużnego i systemu poprzecznego. Powietrze może być nawiewane za pomocą kanałów nawiewnych i usuwane przez portale lub napływać do tunelu przez portale a być usuwane przez kanał wywiewny. Układ ten jest więc oparty na ruchu powietrza wzdłuż tunelu. Na ruch powietrza będzie miało wpływ ciśnienie wywierane przez wiatr na obu końcach tunelu oraz ruch pojazdów. Ilość powietrza wentylacyjnego musi być zwiększona o starty wynikające z tych czynników. Ograniczeniem dla wentylacji półpoprzecznej w długich zatłoczonych tunelach może być maksymalna prędkość powietrza na wlotach do tunelu. W takich przypadkach, system może być użyty na końcowych odcinkach tunelu, współpracując z centralnie usytuowanym w tunelu systemem poprzecznym.

Układ wywiewny działa w ten sam sposób jak w systemie poprzecznym z wywiewem usytuowanym pod sufitem. Jeśli powietrze świeże jest doprowadzane do tunelu kanałami a usuwane poprzez portale, to wentylatory muszą być rewersyjne aby działać w trybie wywiewnym usuwając dym i gazy pożarowe w momencie wybuchu pożaru (rys. 4).

4. Urządzenia w systemach wentylacji tuneli komunikacyjnych.

Powszechnie rozpatrywany w pierwszej kolejności przez projektantów jest system wentylacji wzdłużnej, głównie z następujących powodów:

1. Najniższe koszty sprzętowe i obsługi.

2. Koszty tego systemu mogą stanowić 1/10 całkowitych nakładów poniesionych w przypadku systemu półpoprzecznego,

zgodnie z analizą kosztów na autostradzie.

3. Łatwość montażu, brak maszynowni.

4. Prosta obsługa wentylatorów poprzez przełączniki.

5. Generalnie mniejsze zużycie energii, wynikające z braku oporów przepływu do pokonania w przewodach wentylacyjnych.

6. Wentylatory mogą służyć w razie potrzeby, do oddymiania oraz posiadać dwugodzinną wytrzymałość ogniową

dla temperatur sięgających 250°C.

Istnieją również oczywiste ograniczenia:

1. Czynnikiem ograniczającym maksymalną prędkość powietrza może być długość tunelu. Z powodu bezpieczeństwa

prędkość ta powinna być mniejsza niż 10 m/s. Generalnie, prędkości powyżej 7 m/s są rzadko stosowane.

2. System wzdłużny nie sprawdza się dla tuneli dłuższych niż 300 m z miejskim ruchem dwukierunkowym,

chyba że do dyspozycji są awaryjne wentylatory wyciągające dym i zapewnione są drogi ewakuacyjne dla ludzi.

3. Ewentualne obciążenie ogniowe większe niż 300 MW, może wykluczyć zastosowanie wentylatorów strumieniowych

z powodu średniej temperatury w tunelu sięgającej ponad 300°C.

Rozważając urządzenia, które byłyby w stanie sprostać wysokim wymaganiom stawianym jednostkom pracującym w tunelach komunikacyjnych warto wziąć pod uwagę wentylatory Jetfoil firmy Flakt Woods. Wentylatory Jetfoil to wysokosprawne urządzenia o jednokierunkowym nawiewie powietrza lub jako w pełni rewersyjne wentylatory o praktycznie jednakowym ciągu i wydatku powietrza w każdym kierunku. Standardowo wentylatory oferowane są w jedenastu rozmiarach o średnicach od 500 do 1600 mm.

5. Wymagania co do ilości świeżego powietrza

1. Określenie maksymalnego dopuszczalnego poziomu tlenku węgla (CO) i spalin. W Wielkiej Brytanii udział tlenku

azotu (NO) nie jest uważany za ważny, natomiast niższe poziomy emisji dopuszczalne w Stanach Zjednoczonych,

czynią ten związek jednym z ważniejszych.

2. Ilość samochodów benzynowych i na ropę przejeżdżających przez tunel w ciągu godziny.

3. Prędkość ruchu pojazdów.

4. Kąt nachylenia.

5. Wysokość nad poziomem morza, na której położony jest tunel.

W praktyce przyjmuje się, że maksymalne zapotrzebowanie na ilość świeżego powietrza, występuje przy bardzo dużym natężeniu ruchu o prędkości od 10 do 15 km/h.

6160

Aby umożliwić projektantom wykonanie podstawowego zwymiarowania systemu, grupa Fläkt Woods dołącza metodę obliczeń rekomendowaną przez Permanent International Association of Roads Congresses (PIARC). Ich aktualne publikacje można nabyć z AIPCR/PIARC LA GRANDĘ ARCHE, PAROI NORD − NIVEAU1 − 92055 PARIS LA DEFENSE CEDEX 04 − FRANCE. Tlenek węgla

Wykresy 1 i 2 zostały wykonane w oparciu o dane emisji opublikowane przez PIARC na XVIII−tym Światowym Kongresie Drogowym w 1987 roku. W 1995 na XX−tym Kongresie zostały zaproponowane mniejsze wymagania, co do ilości świeżego powietrza. Było to odzwierciedleniem osiągnięć współczesnych konstruktorów samochodów w ograniczaniu emisji spalin. Zalecane jest jednak stosowanie się do wcześniejszych wykresów, jeśli chodzi o projekty z dużym marginesem bezpieczeństwa.

Zalecane dopuszczalne wartości stężenia CO:

Typ tuneluStężenie CO w momencie maksymalnego ruchu (ppm).

Duży ruch lub korek.

Tunele miejskie

duże natężenie ruchu 100−150

małe natężenie ruchu 250

Tunele poza miastem

nad autostradą lub w górach 250

Dym wydzielany przez silniki Diesla

Wykresy 3 i 4 zostały wykonane w oparciu o dane emisji silników Diesla, opublikowane przez PIARC na XVIII−tym Światowym Kongresie Drogowym w 1987 roku. W 1995 roku na XX−tym Kongresie zostały zaproponowane mniejsze wymagania, co do ilości świeżego powietrza. Było to odzwierciedleniem osiągnięć współczesnych konstruktorów samochodów w ograniczaniu emisji spalin. Zalecane jest jednak stosowanie się do wcześniejszych wykresów, jeśli chodzi o projekty z dużym marginesem bezpieczeństwa.

Diagramy opracowano przy założeniu, że panuje duży ruch, a 10% poruszających się w tunelu pojazdów posiada silniki Diesla i waży średnio 15 ton.

Dopuszczalne ograniczenie widoczności:

Typ tuneluDopuszczalne ograniczenie wydoczności

K Hm (m−1)

Miejski z dużym, szybkim ruchem 0.005

Bardzo zatłoczony 0.009

6. Dobór wentylatorów Jetfoil

Obliczenia spadku ciśnienia wywoływanego oporami w tunelu, są dość szczegółowe. Przyjmuje się naddatek uwzględniający ruch pojazdów, opór osprzętu i łączników oraz wpływ wiatru na wlotach do tunelu. Zwykle instaluje się układy wentylatorów Jetfoil, rozmieszczonych na całej długości tunelu. Często w wyposażeniu wentylatorów są tłumiki, w celu zapewnienia akceptowalnego poziomu głośności w obiekcie. W trybie pracy nocnej, aby zapobiec nadmiernemu hałasowi w pobliżu wjazdów, możliwe jest uruchamianie wentylatorów znajdujących się bliżej centrum tunelu lub wyposażenie wentylatorów na skraju, w dłuższe tłumiki. Do wentylacji w nocy można użyć również wentylatorów dwubiegowych. Standardowo wystarczają cztery do sześciu wymian powietrza.

Można to osiągnąć poprzez załączanie i wyłączanie wentylatorów w zależności od potrzeby. Przemieszczanie się mas powietrza wywoływane ruchem pojazdów, zapewnia często dostateczną wentylację tunelu, a tym samym zmniejsza zużycie wentylatorów. Dobrze jest tak zaprogramować ich działanie, aby maksymalnie wykorzystać ten efekt.

Należy zauważyć, że ruch powietrza w tunelu, spowodowany jest wzrostem ciśnienia wywoływanym przez wentylatory. Wentylatory Jetfoil tworzą napór poprzez wyrzucanie strumienia powietrza o wysokiej prędkości. Kiedy strumień zaczyna zwalniać, przekazuje swoją energię poruszającemu się w tunelu powietrzu, co wywołuje wzrost ciśnienia, równy sile naporu wytwarzanej przez wentylator, podzielonej przez pole przekroju poprzecznego tunelu. Ciśnienie to pozwala płynącemu powietrzu pokonać opory tunelu. Zwalnianie powietrza w tunelu następuje stopniowo. Jeżeli jest zbyt mała odległość między kolejnymi wentylatorami, powietrze nie wytraci całkowicie swojego przyspieszenia i będzie miało wpływ na osiągi kolejnych wentylatorów. Dlatego, aby wyeliminować to zjawisko, wentylatory są rozmieszczane w odległości dziesięciu średnic hydraulicznych (Dh) tunelu od siebie. Nie ma potrzeby aby wentylatory były rozmieszczone jednolicie wzdłuż tunelu. Ruch powietrza jest wywoływany różnicą ciśnień w tunelu, pod warunkiem, że zachowana zostaje odpowiednia odległość pomiędzy wentylatorami, urządzenia mogą być montowane tak blisko wjazdów do tunelu, jak jest to najbardziej potrzebne. Jeśli ilość miejsca pozwala na nachylenie zespołu wentylatorów lub wykorzystanie kierownic powietrza, odległość montażowa pomiędzy kolejnymi zespołami urządzeń może zostać zredukowana, bądź zwiększony może zostać współczynnik instalacji.

Inne czynniki, które należy wziąć pod uwagę to: prędkość powietrza w tunelu i odległość wentylatora od ścian i sufitu. Ciąg mierzony jest w warunkach nieruchomego powietrza i jest uzależniony od pędu powietrza przepływającego przez wentylator. Jeśli do wentylatora wpływa już poruszające się powietrze, zmniejsza się zmiana pędu.

W przypadku kiedy wentylator Jetfoil zamontowany jest blisko ściany, występuje dodatkowa strata ciśnienia spowodowana tarciem strumienia o powierzchnię przegrody. Kiedy wentylator usytuowany jest zarówno blisko ściany jak i sufitu, należy uwzględnić tarcie od obydwu przegród. Przy doborze wentylatora Jetfoil należy wziąć pod uwagę poniższe wskazówki. O zatwierdzenie projektu należy zwrócić się do specjalistów Fläkt Woods.

Należy wybrać największy możliwy wentylator do zamontowania. Większe wentylatory dają wyższy stosunek siły ciągu do kosztów inwestycyjnych i montażowych, niż mniejsze jednostki.

Dla osiągnięcia najniższych kosztów eksploatacyjnych, wybiera się wentylatory o niskiej prędkości obrotowej i/lub małym kącie nachylenia łopatek. Stosunek mocy do siły ciągu jest bezpośrednio zależny od prędkości powietrza na wypływie z wentylatora. Tak więc, dla danego ciągu, im większa prędkość tym większy pobór mocy. Zmniejszenie siły ciągu dla danego rozmiaru wentylatora zwiększa oczywiście ilość potrzebnych urządzeń, a tym samym koszty inwestycyjne. Niemniej użycie wentylatorów o mniejszej prędkości wypływu, może oznaczać brak potrzeby instalowania tłumików lub skrócenie ich długości.

Wentylatory rewersyjne są trochę mniej sprawne i nieco głośniejsze od wentylatorów jednokierunkowych, ale są bardziej elastyczne w użyciu. Pozwalają w razie potrzeby, na ruch dwukierunkowy w tunelach jednokierunkowych, a w przypadku zaistnienia pożaru normalny ruch powietrza może zostać odwrócony.

6362

Miejsce potrzebne dla wentylatorów, może zostać zwiększone poprzez zaplanowanie miejscami wnęk w suficie tunelu lub instalowanie wentylatorów jedynie nad pasem ruchu.

Tak więc, przy wyborze tunelowego systemu wentylacji, użycie wentylatorów Jetfoil powinno być zawsze rozpatrywane ze względu na niższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Można je stosować w połączeniu z innymi systemami. Na przykład: w celu zapewnienia żądanej prędkości przepływu powietrza w tunelu, w razie pożaru lub jako wstępny stopień wentylacji, przy zredukowanych kosztach eksploatacyjnych. Ten typ wentylacji zalecany jest do nowych lub modernizowanych obiektów.

7. Wymagania dotyczące siły ciągu wentylatorów

Wymagania, co do ilości powietrza, wynikają z potrzeby rozrzedzenia zanieczyszczeń wytwarzanych przez ruch uliczny. Można to oszacować na podstawie maksymalnego dopuszczalnego poziomu tlenku węgla (CO) i ograniczenia widoczności, spowodowanych spalinami wydobywającymi się z silników Diesla. Obecnie wzrasta znaczenie tlenków azotu (NOx) i niektóre prawodawstwa również określają limity dopuszczalnego stężenia tych związków w powietrzu. Jeśli określone poziomy dla danego związku zanieczyszczającego nie są sprecyzowane, można korzystać z danych opublikowanych przez PIARC na XVIII Światowym Kongresie Drogowców w 1987 r.

Kiedy już zostanie ustalona wymagana ilość powietrza, należy obliczyć wymagany spręż wentylatorów strumieniowych, będący w stanie pokonać całkowity opór w tunelu. Na jego wartość będą miały wpływ następujące pozycje:

Straty ciśnienia na wlocie i wylocie do tunelu

Strata PENEX na wlocie i wylocie jest standardowo przyjmowana jako 1,5 raza większa od ciśnienia dynamicznego w tunelu. Straty te mogą zostać zredukowane poprzez zastosowanie łagodnych wlotów do tunelu i stopniowego rozproszenia przy wyjściu.

gdzie:PdT – ciśnienie dynamiczne powietrza w tunelu [Pa]vT – średnia prędkość powietrza w tunelu [m/s]ρ – gęstość powietrza [kg/m³]

gdzie:qt – ilość powietrza przepływającego przez tunel [m³/s]AT – pole przekroju poprzecznego tunelu [m²] Opór lub wsparcie spowodowane ruchem ulicznym

W tunelach jednokierunkowych będzie występował opór związany z ruchem pojazdów, ponieważ ich prędkość jest niższa od średniej prędkości powietrza w tunelu. W tunelach dwukierunkowych, należy wziąć pod uwagę prędkość poruszania się pojazdów w kierunku przeciwnym do ruchu powietrza w tunelu.

Wentylatory Jetfoil mogą być używane do oddymiania w przypadku pożaru. W zależności od przewidywanego rozmiaru pożaru opór powstały od dużej liczby stojących pojazdów może być większy niż ten wynikający z mniejszej ilości poruszających się samochodów.

Strata ciśnienia spowodowana ruchem pojazdów w tunelu dwukierunkowym może być w przybliżeniu określona jako:

gdzie:PDRAG – strata ciśnienia związana z oporem ruchu ulicznego [Pa]Cd – współczynnik oporu pojazdu (1.0)Av – powierzchnia czołowa pojazdu (samochody 2 m², ciężarówki 6 m²) [m²]NC1 – ilość samochodów osobowych w tunelu poruszających się przeciwnie do kierunku ruchu powietrzaNT1 – ilość ciężarówek w tunelu poruszających się przeciwnie do kierunku ruchu powietrzaNC2 – ilość samochodów osobowych w tunelu poruszających się zgodnie z kierunkiem przepływu powietrzaNT2 – ilość ciężarówek w tunelu poruszających się zgodnie z kierunkiem przepływu powietrzaVv1 – prędkość pojazdów poruszających się przeciwnie do kierunku ruchu powietrza [m/s]Vv2 – prędkość pojazdów poruszających się zgodnie z kierunkiem przepływu powietrza [m/s]

W tunelach jednokierunkowych drugi wyraz w nawiasie kwadratowym jest równy 200°C. Warunki otoczenia

Warunki otoczenia mogą różnić się przy wlocie i wylocie do tunelu, szczególnie kiedy tunel jest długi i/lub następuje zmiana wysokości (jak to się dzieje w środowisku górskim). Mogą zatem istnieć różnice w prędkości, kierunku wiatru, temperaturze i ciśnieniu barometrycznym powietrza zewnętrznego, prowadzące do efektu kominowego dodawanego lub odejmowanego od oporu tunelu. Różnica w ciśnieniu barometrycznym na końcach tunelu jest dodawana do strat systemu.

Efekt ten określany jest jako Pw. Opór tunelu

Należy ustalić straty związane z tarciem o powierzchnie tunelu oraz wiszącymi w tunelu elementami, takimi jak: oświetlenie, znaki drogowe itp. Tą stratę ciśnienia można obliczyć według wzoru:

gdzie:vT – średnia prędkość powietrza w tunelu [m/s]p – gęstość powietrza [kg/m]L – długość tunelu [m]f – współczynnik tarciaDh – średnica hydrauliczna [m]

i

gdzie:AT – pole przekroju poprzecznego tunelu [m²]PT – obwód przekroju poprzecznego tunelu [m]

6564

Wartość współczynnika f może zmieniać się w granicach od 0.02 do wartości maksymalnej 0.04. Zależy ona od chropowatości powierzchni tunelu oraz wielkości i ilości zamontowanych instalacji. Przy braku informacji przyjmuje się wartość f = 0.025. Całkowita siła ciągu w tunelu

Wymagana siła ciągu wentylatorów Jetfoil równa się liczbowo stratom ciśnienia w tunelu

TT =pTAT [N] gdzie pT jest sumą strat ciśnienia obliczonych w punktach 1 − 4 to jest:

PT = PENEX + PDRAG ± PSTACK + PL

Ciąg wentylatora Jetfoil

Wspierając projektowanie podłużnych systemów wentylacji wentylatorami Jetfoil, wygodnie jest oceniać ich pracę w warunkach wytworzonej przez nie siły ciągu.Główny ciąg jest równy zmianie pędu powietrza pomiędzy wlotem a wylotem wentylatora. Jest rezultatem natężenia przepływu mas powietrza i jego średniej prędkości na wlocie/wylocie wentylatora. Teoretyczny ciąg wentylatora jest dany wzorem:

gdzie:p – gęstość powietrza przy x−owym przypływie i x−owej prędkości [kg/m³]qvF – natężenie przepływu powietrza przez wentylator [m/s]vF – średnia prędkość powietrza na wylocie wentylatora [m/s]AF – pole przekroju poprzecznego wentylatora [m²]

Należy jednak zauważyć, że formuła ta jest prawidłowa dla równomiernej prędkości. Profil prędkości na wylocie z wentylatora jest daleki od równomiernego. Stopień zniekształcenia jest w dużym stopniu zależny od konstrukcji wentylatora, a w szczególności od stosunku wielkości piasty do końcówki w wirniku, podstawy na jakiej zostały skonstruowane łopatki (wir swobodny, wymuszony lub dowolny), efektywności owiewek, zagradzającego silnika itp.

Pomiary ciągu wentylatorów grupy Fläkt Woods wyszczególnione w tym opracowaniu, zostały uzyskane podczas testów przeprowadzonych zgodnie z mającą się ukazać normą ISO 13350. Rezultaty oscylowały w granicach od 0.85 do 1.05 wartości teoretycznego ciągu. Inne konstrukcje były testowane przy 65% wartości ciągu teoretycznego. Całkowita siła ciągu, wywoływana przez pewną liczbę wentylatorów jest sumą ciągów każdego z nich. Wentylatory mogą być rozmieszczone w grupach równolegle lub szeregowo, na długości tunelu lub w którejś z tych dwóch kombinacji.

Ogólne zasady przewidują rozmieszczenie wentylatorów działających szeregowo w odległości co najmniej dziesięciu średnic tunelu od siebie. Odstępy (m) mogą być przyjęte jako równowartość ciśnienia dynamicznego wytwarzanego przez wentylator (Pa) +10. Odległość pomiędzy środkami wentylatorów działających równolegle, powinna wynosić minimum ich dwie średnice.

Powyższe zasady są z konieczności w pewnym stopniu przybliżone. Bardziej dokładne xobliczenia wymagają wiedzy Craya−Carlet No. Grupa Fläkt Woods pragnie pomagać w szczegółowych obliczeniach projektu tunelu.

Wymagana liczba wentylatorów:

gdzie:TT – całkowity ciąg w tunelu [N]Tj – ciąg zainstalowanych wentylatorów [N]

Po zainstalowaniu wentylatorów w tunelu, rzeczywista siła ciągu w tunelu przekazywana powietrzu przez wentylator, będzie mniejsza niż siła mierzona w warunkach laboratoryjnych określonych w normie ISO 13350. A zatem:

Ti = Tm k1 k2 kx [N]

Współczynnik korekcyjny k1 uwzględniają zmniejszenie siły ciągu spowodowane ruchem powietrza w tunelu. Jego wartość można odczytać z wykresu 6.

Współczynnik korekcyjny k2 uwzględnia niecentryczne położenie wentylatorów, względem osi tunelu oraz ich przyleganie do jednej z dwóch powierzchni. Konsekwencją takiego montażu jest przyklejanie się części wyrzucanego strumienia powietrza do tych przegród. Zjawisko to będzie tym większe im mniejsza jest odległość urządzenia od powierzchni. Wykres 7 obrazuje przypadek, gdy wentylatory nie są nachylone (kiedy są zamontowane równolegle do osi tunelu).

z – odległość osi strumienia od ścian lub sufitu tuneluDF – średnica wentylatora JetfoilDT – średnica tunelu (dla tuneli prostokątnych można posłużyć się również wielkością średnicy hydraulicznej) Uwaga: Współczynnik naroża dotyczy wentylatorów zamontowanych w równej odległości od ściany i sufitu. Oś pozioma jest bardziej złożona niż w większości wykresów tego współczynnika. Odzwierciedla zależność między średnicami tunelu i wentylatora. Rozszerzenie to było możliwe dzięki pracy wykonanej dla naszej firmy przez South Bank University w oparciu o wykorzystanie wentylatorów Fläkt Woods.

Współczynnik korekcyjny k3 odczytany z wykresu 8, uwzględnia wzrost osiągów instalacji przy lekkim nachyleniu wentylatorów Jetfan.

Rodzina krzywych została przedstawiona dla czterech współczynników separacji (współczynnik separacji − oś pozioma na wykresie 9). Według przewidywań dla najmniejszego odstępu, strumień przylepia się do ścian, nawet przy dużym nachyleniu. Wentylator Jetfan osiąga najlepsze rezultaty dla współczynnika separacji 0.16 przy nachyleniu około 7 stopni.

W rezultacie siła ciągu wzrasta o 10%. Widać wyraźnie, że optymalny kąt nachylenia zmienia się dla różnych współczynników separacji i rośnie wraz z ich zmniejszaniem się. Inne czynniki wpływające na zdolność ciągu:

a) odległość zamontowania pierwszego wentylatora od wlotu do tunelu

b) odległość zamontowania ostatniego wentylatora od wylotu z tunelu

c) w tunelach zagłębionych i budowanych metodą odkrywkową, prześwit jest ograniczony i wentylatory montowane są

w miejscach specjalnie podwyższonych czyli niszach.

6766

Dla typowej konstrukcji pokazanej na rysunku nr 6, wspólny współczynnik k2k3 dla wentylatorów Jetfoil, zamontowanych ze środkiem wypływu powietrza na środku sufitu, wygląda następująco:

Kąt nachylenia (°) k2 • k3

0 0.82

5 0.88

10 0.93

15 0.90


Literatura[1] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (ze zmianami z dnia 29 maja 2012). (Dz.U.2000.63.735)[2] Directive  2004/54/ec  of  the  European Parliament  and  of  the Council  of  29 April  2004  on minimum  safety  requirements  for  tunnels  in the trans-European road network. (7.6.2004)[3] VDI 6029. Ausgabe: 2000. Lufttechnische Anlagen für Straßentunnel [4] Klote J.H., Milke J.A., Turnbull P.G., Kashef A., Ferreira M.J., Handbook of Smoke Control Engineering, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 2012, ISBN 978-1-936504-24-4[5] NFPA 502 Standard for Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access Highways,2008 Edition

Rys.1. Wentylatory strumieniowe w tunelu komunikacyjnym

Rys.2. Wentylacja wzdłużna

Rys.3. Wentylacja poprzeczna

Rys.4. Wentylacja półpoprzeczna

6968

Rys.5. Wentylator nawiewny wentylacji poprzecznej

Rys.6. Typowa nisza wentylatorowa

Wykres 1 Wykres 3

Wykres 2

7170

Wykres 5

Wykres 4

Wykres 7

Wykres 6

7372

Marmaray  - tunel kolei podmiejskiej ze wschodniej części Stambułu do zachodnich dzielnic miasta  pod cieśniną Bosfor.

Lokalizacja: Stambuł, Turcja

Konstrukcja tunelu: Żelbetowa, modułowa

Zagrożenia: 60 metrów poniżej poziomu morza, strop – 5 metrów pod morskim dnem. Teren aktywny sejsmicznie.

Cieśnina jest szlakiem wodnym o natężonym ruchu jednostek pływających.

Pierwszy przejazd kolei: 04.06.2013

Nowoczesne tunele kolejowe, w tym tunele metra, odbiegają znacznie od wszelkiego innego rodzaju tuneli komunikacyjnych. Pojazdy szynowe osiągające coraz większe prędkości, są zdecydowanie najdłuższymi pojazdami przemieszczającymi się w tunelach. Ich przejazd pomiędzy stacjami powoduje powstanie efektu tłoka (impulsu), który powoduje wzrost ciśnienia u czoła składu i jego gwałtowny spadek za składem. Tego typu zmiana ciśnienia oscyluje pomiędzy 300Pa i 400Pa. Ponieważ jednak nowoczesne stacje w trosce o komfort pasażerów są oddzielone od wpływów warunków atmosferycznych przeszkleniami i automatycznymi drzwiami, różnica ta w zależności od długości tunelu pomiędzy stacjami może rosnąć o kolejne 200Pa do 400Pa. Oznacza to, że wentylatory oddymiające w tego typu tunelu muszą być w stanie skompensować zmiany ciśnienia prawie do 1000Pa, czyli blisko dwukrotnie wyższe niż wynikające z obliczeń dla samego oddymiania tunelu. Kolejnym problemem jest hałas urządzeń, które pracują w przestrzeniach pozbawionych elementów tłumiących (wykończenie z przeważającym wykorzystaniem betonu, stali i kamienia naturalnego, bez roślinności, przeszkód w rodzaju przegród lub pawilonów, itp.). W takich warunkach hałas pochodzący od wentylatorów często ulega wręcz wzmocnieniu. To z kolei powoduje wzrost zapotrzebowania na ciśnienie robocze wentylatora niezbędne do pokonania oporów tłumików i przepustnic. Wzrasta więc konieczność zwiększenia sprawności układu, aby efekt redukcji hałasu na tłumikach nie został skonsumowany przez wzrost ciśnienia akustycznego spowodowany wzrostem sprężu. Dodając do tego wymagane wysokie wydajności otrzymujemy parametry, które nie mogą być osiągnięte przy użyciu standardowego wentylatora osiowego z pojedynczym wirnikiem.

Kryteria dotyczące wentylatorów oddymiających w tunelu Marmaray wymagały całkowicie nowych konstrukcji. Najgorszy scenariusz przewidywał pożar pociągu, którego długość może przekraczać kilometr, w środku tunelu. Z tego względu zespół wentylatorowy, składający się z wentylatora, tłumików, ramy i elementów tłumiących drgania musiał mieć następujące parametry:

Ciśnienie [Pa] 3400

Impulsowa zmiana ciśnienia [Pa] ±500

Wydajność [m³/s] 144

Moc wentylatora [kW] 710

Sprawność minimalna [%] 70

Ciśnienie akustyczne (od strony tunelu) [dBA] 85 w odl. 10 m od wentylatora

Ciśnienie akustyczne (od strony atmosferycznej) [dBA] 85 w odl. 10 m od wentylatora

Certyfikacja wg EN 12101-3 250°C / 1h

Rewersyjność 100%

Gęstość powietrza [kg/m³] 1,38

Wymagania dotyczące wydajności można osiągnąć dla osiowego wirnika o średnicy przekraczającej dwa metry. Właściwe ciśnienie mogą zapewnić wirniki o średnicy co najmniej 2240mm. Pojedynczy wirnik o wielkości 2500mm jest w stanie osiągnąć wymagane parametry pracy osiągając przy modelowaniu matematycznym żądaną sprawność:

Rys. 1. Charakterystyka wentylatora z jednym wirnikiem o średnicy 2,5 metra ze sprawnością 71% w punkcie pracy założonym dla tunelu Marmaray.

Jednak w przypadku takiej konstrukcji występują dwa podstawowe problemy. Pierwszy, to wytrzymałość materiałowa łopatek. Łopatki aluminiowe mogą osiągać maksymalną prędkość na szczytowej krawędzi do 175 m/s. Dla średnicy wirnika 2500mm, przy prędkości obrotowej 1500 rpm prędkość szczytu łopatki jest większa od dopuszczalnej i wynosi 196 m/s. Ze względu na ryzyko zbyt wysokich naprężeń i w konsekwencji pęknięcia łopatki, należałoby użyć innego materiału. Sprawdzonym rozwiązaniem z przemysłu lotniczego jest tytan, jednak poza wzrostem kosztów występuje drugi problem – głośność urządzenia przekraczająca o 10 dB dopuszczalne wartości.

Można pozostać przy technologii aluminiowej zmniejszając prędkość obrotową i stosując dwa przeciwbieżne układy silnik – wirnik. Zastosowanie dwóch wirników pozwala na osiągnięcie żądanego sprężu już przy prędkości oborowej około 900 rpm. Przeciwbieżne wirniki dzięki wzajemnemu znoszeniu ruchu wirowego powietrza na wyjściu wentylatora pozwalają zwiększyć sprawność układu do 78%. Jednak dwukrotnie większa ilość źródeł hałasu powoduje, że mimo mniejszej prędkości obrotowej taki układ przekracza o 15 dB przyjętą granicę hałasu w tunelu.

Rys. 2. Charakterystyka dwuwirnikowego wentylatora o średnicy 2,5 metra ze sprawnością 78% w punkcie pracy założonym dla tunelu Marmaray.

7574

Trzecią rozważaną opcją była konstrukcja znana już od lat pięćdziesiątych zeszłego stulecia. Wentylator z dwoma wirnikami zamontowanymi na przedłużonym wale silnika po obu stronach jego obudowy. Tego typu konstrukcja, przy zwiększeniu średnicy wirników do 2800mm pozwala na uzyskanie żądanego punktu pracy ze sprawnością 75% i głośnością zestawu jedynie o 8 dB wyższą niż zakładana. Pozwoliło to na zastosowanie relatywnie krótkich tłumików, a cały zestaw był najkrótszy ze wszystkich trzech rozpatrywanych wariantów.

Rys. 3. Charakterystyka wentylatora z dwoma wirnikami o średnicy 2,8 metra na wale jednego silnika ze sprawnością 75% w punkcie pracy założonym dla tunelu Marmaray.

Zmiana średnicy z 2,5 m do 2,8 m pozwoliła na zapewnienie pełnej rewersyjności wentylatora oraz zmniejszenie prędkości obrotowej wirników do 890 obrotów na minutę. Dzięki temu kompletny zestaw wentylatora z dwoma dwudziesto-łopatkowymi wirnikami oraz obustronnymi tłumikami generował ciśnienie akustyczne na poziomie 81 dB od strony tunelu i 82,3 dB od strony atmosferycznej.

Ponieważ długość wentylatorów wraz z tłumikami i konstrukcją nośną jest jednym z kluczowych elementów wpływających na koszt budowy tunelu (wentylatory zostały zaplanowane w specjalnych pomieszczeniach), dlatego właśnie ta koncepcja została wybrana do realizacji.

Rys. 4. Wizualizacja wentylatora oddymiającego dla projektu tunelu pod cieśniną Bosfor.

Problem wielkości wybudowanych wentylatorowni, utrudnionego dostępu do nich i do samych urządzeń oraz bardzo rygorystycznych warunków pracy wymusił modułową konstrukcję obudowy wentylatora, która pozwalałaby na demontaż jej fragmentów w celu uzyskania dostępu do wnętrza urządzenia w konkretnym miejscu bez konieczności demontażu całego zestawu.

Wprawdzie Turcja nie należy do Unii Europejskiej, wiec dyrektywy unijne nie obowiązują na jej terenie. Jednak ze względu na europejskie aspiracje Stambułu, dla projektu Marmara założono, że wentylatory mają być certyfikowane zgodnie z normą EN 12101-3. Ponieważ norma ta dopuszcza certyfikację rodziny produktów różniących się rozmiarem na podstawie badań wybranego modelu, dzięki testom nowo opracowanego wentylatora koncern Fläkt Woods uzyskał całą rodzinę dwuwirnikowych wentylatorów tunelowych z certyfikatem w klasie F300 (300°C przez 2 godziny). Wybrano standardową klasę F300 zamiast wymaganej na obiekcie niższej, jednogodzinnej odporności na temperaturę 250°C. Klasa F300 jest bardziej uniwersalna, a w dodatku jako standardowa, wymaga mniejszej ilości testów i dokumentacji.

Rys. 5. Gotowy wentylator przygotowany do wysyłki.                             Rys. 6. Tunel Marmaray w budowie

Dzięki pracy przy projekcie tunelu pod Bosforem zespół inżynierów z fabryki Fläkt Woods Limited w Colchester wyznaczył nowe standardy dla wentylacji tuneli korzystając z bogatego doświadczenia w produkcji wentylatorów na potrzeby górnictwa. Przesunięto również granicę dostępnego sprężu roboczego z dotychczasowych 2000 Pa do prawie 4000 Pa, co otwiera zupełnie nowe możliwości dla wentylacji pożarowej i instalacji oddymiających. Jednocześnie rozwiązano problem dostępu ekip serwisowych do wnętrza wentylatora poprzez specjalnie zaprojektowaną modułową obudowę. Łączny koszt zespołów wentylacyjnych dla tunelu Marmara to 7 milionów EUR, co stawia cały projekt wśród największych tego typu na świecie i jest największym projektem wentylacji tuneli realizowanym w Europie.

Bibliografia:A.G. Sheard, K. Daneshkhah, „The Conceptual Design of High Pressure Reversible Axial Tunel Ventilation Fans” w „Advances in Acoustic and Vibration” Vol. 2012, Hindawi Publishing Corporation

7776

OBIEKTY WIELKOKUBATUROWE

7978

Wentylacja pożarowa dla obiektów wielkokubaturowych

1. Wprowadzenie.

Rozwój gospodarczy powoduje energiczny wzrost inwestycji z zakresu budownictwa, w szczególności budynków użytkowych takich jak biurowce, centra handlowe czy hale sportowe. Postęp w architekturze powoduje, że budynki te coraz częściej przybierają różne formy i kształty a ich częścią składową nierzadko są atria czy inne otwarte przestrzenie.

Zapewnienie odpowiednich parametrów powietrza wewnętrznego dla ludzi przebywających w takich obiektach jest trudne. Dotyczy to zarówno instalacji grzewczej, klimatyzacyjnej czy oddymiającej, która ma za zadanie, zgodnie z Rozporządzeniem [1]:

…usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiające bezpieczną ewakuację; mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem. 

Podstawowym zadaniem skutecznego systemu oddymiania jest umożliwienie ewakuacji ludzi z przestrzeni objętej pożarem. Zadanie to będzie możliwe do zrealizo-wania, jeżeli przez odpowiednio długi czas (nazywany potocznie czasem ewakuacji) utrzymana zostanie dobra widoczność w strefie przebywania ludzi, a stężenie toksycznych gazów pożarowych w tej przestrzeni nie będzie stanowić bezpośredniego zagrożenia życia.

Dym powstający w czasie pożaru przemieszcza się ku górze. Słup dymu, który będzie się tworzyć nad źródłem pożaru wraz ze wzrostem wysokości będzie zwiększać swoją objętość poprzez porywanie cząsteczek powietrza z otaczającej przestrzeni co z kolei będzie skutkowało obniżeniem temperatury dymu (Rys.1). Po dotarciu do sufitu dym zacznie się rozprzestrzeniać pod nim tworząc coraz grubszą warstwę tzn. obniżając się. Pojawia się konieczność podziału przestrzeni pod sufitem na tzw. zbiorniki dymu, których zadaniem będzie powstrzymanie rozprzestrzeniania się dymu po suficie całego obiektu i zatrzymanie go w zbiorniku a następnie odprowadzenie na zewnątrz (Rys.2). Równocześnie należy pamiętać o doprowadzeniu powietrza kompensującego do obiektu.

Wentylacja oddymiająca w obiekcie wielkokubaturowym może być realizowana jako system naturalny bądź mechaniczny. 

Wybór właściwego systemu oddymiania uzależniony jest od:

Przeznaczenie obiektu (obiekt handlowy, produkcyjny, magazynowy itd.),

Układu architektonicznego obiektu (lokalizacja zasobników dymu, liczba kondygnacji, wielkość balkonów i antresol itd.),

Zagospodarowania przestrzeni obiektu,

Współpracy z innymi elementami systemu ochrony przeciwpożarowej (instalacja tryskaczowa).

Krótkie porównanie systemu oddymiania naturalnego i mechanicznego przedstawiono w Tabeli 1.

Tabela 1. Charakterystyka systemu oddymiania naturalnego i mechanicznego dla obiektu wielkokubaturowego.

Oddymianie naturalne Oddymianie mechaniczne

Odpowiednie dla pomieszczeń o wysokości 10-12m, Stosowanie bez ograniczeń odnośnie wielkości obiektu,

Opiera się na działaniu siły wyporu hydrostatycznego spowodowanego różnicą temperatury dymu i powietrza,

Działanie opiera się na pracy wentylatorów oddymiających,

System prosty i tani inwestycyjnie,Wysoka skuteczność i niezawodność działania niezależnie od mocy pożaru i warunków atmosferycznych,

Niska skuteczność przy małych wartościach mocy pożaru, wysokiej indukcji powietrza do słupa dymu oraz dla obiektów wysokich,

Wysokie koszty inwestycyjne, (wentylatory oddymiające, specjalne okablowanie, niezależne źródło zasilania, automatyka sterująca),

Znaczna bezwładność systemu

Podatny na działanie warunków atmosferycznych,

Niekorzystne współdziałanie z instalacją tryskaczową.

2. Wymagania w zakresie wentylacji pożarowej dla obiektów wielkokubaturowych.

Przestrzeń obiektu wielkokubaturowego podlega określonym wymaganiom pod względem podziału na strefy pożarowe i sektory oddymiania. W Rozporządzeniu [1] w paragrafie 227 podane są informacje dotyczące dopuszczalnej powierzchni stref pożarowych w budynkach określonych kategorią zagrożenia ludzi ZL a w kolejnym paragrafie w budynkach magazynowych.

§ 227.1. Dopuszczalne powierzchnie stref pożarowych ZL określa poniższa tabela:

Kategoria zagrożenia ludzi

Dopuszczalna powierzchnia strefy pożarowej w m2

w budynku o jednej kondygnacji nadziemnej (bez ograniczenia wysokości)

w budynku wielokondygnacyjnym

niskim średniowysokimwysokim

i wysokościowym

ZL I, ZL III, ZL IV, ZL V

10000 8000 5000 2500

ZL II 8000 5000 3500 2000

2. Dopuszczalna powierzchnia strefy pożarowej ZL, obejmującej podziemną część budynku, nie powinna przekraczać 50% dopuszczalnej powierzchni strefy pożarowej tej samej kategorii zagrożenia ludzi, określonej w ust. 1 dla pierwszej nadziemnej kondygnacji tego budynku.3. Zmniejszenie dopuszczalnej powierzchni strefy pożarowej, o której mowa w ust. 2, nie dotyczy przypadku, gdy wyjścia ewakuacyjne z kondygnacji podziemnej prowadzą bezpośrednio na zewnątrz budynku.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%.Przy jednoczesnym stosowaniu urządzeń wymienionych w pkt 1 i 2 dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych o 200%.

5. Ze strefy pożarowej ZL II o powierzchni przekraczającej 750 m2 w budynku wielokondygnacyjnym, powinna być zapewniona możliwość ewakuacji ludzi do innej strefy pożarowej na tej samej kondygnacji.

8180

§ 228.1. Dopuszczalne powierzchnie stref pożarowych PM, z wyjątkiem garaży, określa poniższa tabela:

Rodzaj stref pożarowych

Gęstość obciążenia ogniowegoQ [MJ/m2]

Dopuszczalna powierzchnia strefy pożarowej w m2

w budynku o jednej kondygnacji nadziemnej (bez ograniczenia wysokości)

w budynku wielokondygnacyjnym

niskim i średniowysokim

wysokim i wysokościowym

Strefy pożarowe z pomieszczeniem zagrożonym wybuchem

Q > 4 000 1 000 * *

2 000 < Q ≤ 4 000

2 000 * *

1 000 < Q ≤ 2 000

4 000 1 000 *

500 < Q ≤ 1 000

6 000 2 000 500

Q ≤ 500 8 000 3 000 1 000

Strefy pożarowe pozostałe

Q > 4 000 2 000 1 000 *

2 000 < Q ≤ 4 000

4 000 2 000 *

1 000 < Q ≤ 2 000

8 000 4 000 1 000

500 < Q ≤ 1 000 15 000 8 000 2 500

Q ≤ 500 20 000 10 000 5 000

* nie dopuszczają takich przypadków.

2. Strefy pożarowe, o których mowa w ust. 1, w podziemnej części budynków nie powinny przekraczać 50% powierzchni określonych w tabeli.

§ 2291. Dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych, o których mowa w § 228, pod warunkiem ich ochrony:

1) stałymi samoczynnymi urządzeniami gaśniczymi wodnymi - o 100%,2) samoczynnymi urządzeniami oddymiającymi - o 50%.

2. Przy jednoczesnym stosowaniu urządzeń wymienionych w ust. 1 dopuszcza się powiększenie stref pożarowych o 150%.

Z przytoczonych paragrafów wynika, że dopuszczalna powierzchnia strefy pożarowej w budynku o jednej kondygnacji naziemnej, bez ograniczenia wysokości, dla budynków innych niż ZL II wynosi 10000m2. Dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych pod warunkiem zastosowania: stałych urządzeń gaśniczych tryskaczowych o 100%, samoczynnych urządzeń oddymiających uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu o 100%. Przy jednoczesnym stosowaniu obu rozwiązań dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych o 200%.

Rozporządzenie podaje również dopuszczalne powierzchnie stref pożarowych dla obiektów przemysłowo-magazynowych uzależniając je od gęstości obciążenia ogniowego.

Projektowanie wentylacji oddymiającej dla obiektu wielkokubaturowego w systemie naturalnym można oprzeć o Polską Normę [2]. Na jej podstawie można określić konieczną powierzchnię klap dymowych umieszczanych na dachu obiektu w celu odprowadzenia gorących gazów i dymów pożarowych. Niestety norma całkowicie pomija zagadnienia doprowadzenia powietrza zewnętrznego.

Zgodnie z normą [2]:

Powierzchnię  czynną  klap  dymowych  Acz,  odprowadzających  dym  i  ciepło  z  rozpatrywanego  pomieszczenia,  oblicza  się  w  zależności  od pożądanej wysokości warstwy wolnej od dymu d oraz od grupy projektowej GP, określonej dla danego pomieszczenia. 

Grupę projektową określa się dla rozpatrywanego pomieszczenia wg tablicy, w zależności od przewidywanej szybkości rozprzestrzeniania się pożaru Prp oraz obliczeniowego czasu oddymiania to.

Czas to, min

Grupy projektowe GP

Szybkość rozprzestrzeniania się pożaru

szczególnie mała średnia szczególnie duża

≤ 5 1 2

≤ 10 2 3 4

≤ 15 3 4 5

≤ 20 4 5 6

≤ 25 5 6 7

Pożądana wysokość warstwy wolnej od dymu d powinna odpowiadać wartości zawartej w granicach od 0,5 H do 0,9 H, nie może być jednak mniejsza od 2,5m. 

W  przypadku  gdy  powierzchnia  przestrzeni  poddachowej  nie  przekracza  1600m2,  pożądana  wysokość  warstwy  wolnej  od  dymu  powinna wynosić:

8382

gdzie:d  –  pożądana wysokość warstwy wolnej od dymu, m,H  –  wysokość pomieszczenia, m,hk  –  wysokość kurtyny dymowej, m.

Dla kurtyny o wysokości hk ≥ 0,5 H należy przyjmować d = 0,5 H.

Jeżeli powierzchnia przestrzeni dachowej przekracza 1600m2, wówczas zamiast wartości d należy przyjmować wartość dskor, obliczoną ze wzoru:

gdzie:dskor  –  skorygowana wysokość warstwy wolnej od dymu, m,AR  –  powierzchnia przestrzeni poddachowej, m2.

W tym przypadku wysokość kurtyn dymowych powinna odpowiadać zależności:

Powierzchnia przestrzeni poddachowej AR pojedynczej strefy dymowej w żadnym przypadku nie może przekraczać 4000m2. 

Oznaczenia zgodne z rysunkiem 2.1.

Obliczeniowy czas oddymiania pomieszczeń magazynowych to, jest przewidywanym okresem rozwoju pożaru tr. 

W przypadku pomieszczeń produkcyjnych i zaliczanych do kategorii zagrożenia ludzi czas to przyjmuje się jako wartość

większą z dwóch poniższych wartości:

przewidywanego okresu rozwoju pożaru tr,

całkowitego czasu ewakuacji tce.

Przewidywany okres rozwoju pożaru, tr obejmuje czas od chwili powstania pożaru do momentu rozpoczęcia akcji

gaśniczej. Składa on się z:

czasu alarmowania t1, tj. czasu od chwili powstania pożaru do chwili jego zasygnalizowania,

czasu dojazdu straży pożarnej t2, tj. czasu od chwili zasygnalizowania pożaru do momentu rozpoczęcia akcji gaśniczej.

Czas alarmowania należy przyjmować równy 5 min. W przypadku zastosowania w obiekcie instalacji sygnalizacji pożarowej czasu tego można nie uwzględniać (tt=0).

Na dojazd i rozpoczęcie akcji gaśniczej przez straż pożarną należy przyjmować średni czas dojazdu t2=10 min.  

Korzystnie jest każdorazowo na etapie projektu wystąpić do straży pożarnej o określenie czasu dojazdu. 

Kolejnym krokiem jest określenie powierzchni czynnej klap dymowych, obliczaną ze wzoru:

gdzie:Acz  –  wymagana powierzchnia czynna klap dymowych, m2,AR  –  powierzchnia przestrzeni poddachowej, m2,α  –  wskaźnik udziału procentowego, odczytany z tablicy w normie.

Norma podaje również wskazówki odnośnie rozmieszczenia klap dymowych na dachu obiektu.

Skuteczność systemu oddymiania obiektu wielkokubaturowego uzależniona jest nie tylko od prawidłowo dobranej wielkości oraz rozmieszczenia klap oddymiających lub wentylatorów, równie ważne zagadnienie stanowi zapewnienie napływu powietrza zewnętrznego zwanego powietrzem kompensacyjnym. Wprowadzenie tego powietrza do budynku powinno zintensyfikować wypieranie dymu w kierunku otworów wywiewnych czy wentylatorów oddymiających. Dodatkowo oczywiście powietrze to powinno omywać strefę przebywania ludzi co ma ogromne znaczenia w procesie ewakuacji (Rys.3).

W polskich przepisach nie ma wymagań odnośnie sposobów dostarczenia powietrza kompensacyjnego do obiektu oddymianego grawitacyjnie czy mechanicznie. Często obliczenia te wykonywane są intuicyjnie bądź w oparciu o standardy zagraniczne.

W procesie projektowania systemu oddymiania obiektu można korzystać również ze standardów zagranicznych takich jak na przykład NFPA 92B [3]. Norma podaje, że wentylacja dla obiektów wielkokubaturowych powinna być tak zaprojektowana aby przez wskazany okres czasu na drogach ewakuacyjnych i na dojściach do nich panowały warunki umożliwiające bezpieczną ewakuację. Wskazuje również na konieczność utrzymania warstwy dymu na określonej wysokości poprzez ustalenie odpowiedniej wydajności wentylatorów oddymiających lub w przypadku zastosowania wentylacji naturalnej, odpowiedniej powierzchni klap oddymiających. Ma to ułatwić ewakuację ludziom znajdującym się na najwyższej kondygnacji, otwartej na wspólną przestrzeń obiektu.

Norma  NFPA  92B  [3]  podaje  wielkości,  które  muszą  być  określone  na  etapie  projektowania  systemu  ponieważ 

stanowią jego podstawę. Należą do nich informacje dotyczące:

projektowanego pożaru (rodzaj, położenie i ilość paliwa, które może ulec spaleniu),

istniejącej instalacji wentylacji,

wielkości rozpatrywanego obiektu (wysokość, pole przekroju poprzecznego i pole powierzchni),

wielkości (wysokość, pole przekroju poprzecznego i pole powierzchni) wszystkich przestrzeni otwartych na rozpatrywany obiekt,

sposobu wykorzystania obiektu (maksymalna liczba ludzi przebywających w obiekcie i połączonych z nim przestrzeniach).

położenia dróg ewakuacyjnych.

Projektowanie systemu wentylacji oddymiającej dla obiektu wielkokubaturowego można również oprzeć na standardzie NFPA 204 [4]. Norma mówi, że systemy wentylacji pożarowej w obiektach wielkokubaturowych powinny opóźnić lub zatrzymać obniżanie się warstwy dymu gromadzącej się pod sufitem obiektu. Mogą również działać na rzecz jej zmniejszenia się. W normie [4] zawarte są informacje odnośnie projektowania zarówno wentylacji naturalnej jak i mechanicznej.

Na potrzeby projektu wentylacji mechanicznej norma [4] wskazuje na konieczność wyznaczenia strumienia masy dymu powstającego w trakcie pożaru. Wartość strumienia masy powstającego dymu jest podstawą doboru wentylatorów oddymiających. W normie zwraca się również uwagę na wyznaczenie liczby wentylatorów w celu uniknięcia zjawiska zasysania czystego powietrza spod warstwy dymu. Norma nie podaje warunków jakie muszą spełniać wentylatory oddymiające a jedynie wskazuje na konieczność wyznaczenia temperatury dymu w celu doboru odpowiednich wentylatorów, które sprostają wyliczonej temperaturze dymu.

8584

Do wyznaczenia strumienia masy dymu powstającego w czasie pożaru można wykorzystać zależności przedstawione w materiałach firmy Flakt Woods [5,6].

Według wspomnianych publikacji na ilość powstającego w czasie pożaru dymu ma wpływ:

obwód pożaru,

temperatura płomieni,

wysokość słupa dymu nad źródłem pożaru.

Jeśli założymy temperaturę płomieni równą 800˚C a temperaturę otoczenia równą 17˚C oraz poczynimy założenie, że budynek jest niski (tzn. jednokondygnacyjny) to strumień masy dymu powstającego w czasie pożaru może być wyznaczony z zależności:

gdzie:P – obwód pożaru, m,Y – wysokość słupa dymu nad źródłem pożaru, m.

Powyższe oznaczenia są zgodne z Rys.4.

Natomiast temperaturę dymu można obliczyć:

gdzie:Q – natężenie wydzielanego ciepła, kWM – masowe natężenie przepływu gazów i dymów pożarowych, kg/sCp – ciepło właściwe gazów, kJ/kgK

Tak naprawdę obliczany jest przyrost temperatury warstwy dymu w stosunku do temperatury otoczenia dla pożaru o mocy 5 MW. Jest to zwykle przyjmowana wartość mocy pożaru dla budynku wielkokubaturowego. Równocześnie zakłada się wielkość pożaru (tzn. jego powierzchnię) jako 3m×3m, co ostatecznie skutkuje przyjęciem w obliczeniach wartości 10m2. Przyjęcie określonej wartości mocy pożaru jak widać powoduje wyznaczenie pewnej temperatury dymu co stanowi już podstawę do dobru urządzeń w systemie wentylacji pożarowej.

W czasie rozwoju pożaru powstaje ciepło, które przekazywane jest do otoczenia na drodze promieniowania i konwekcji. Udział obu strumieni ciepła jest uzależniony od kubatury pomieszczenia i temperatury ścian. Ostatecznie można przyjąć, że 50% ciepła jest oddawane na drodze promieniowania a 50% na drodze konwekcji. Dlatego wyznaczenie temperatury dymu na podstawie założonej mocy pożaru powinno być poprzedzone wnikliwą analizą.

Równocześnie należy pamiętać, że założenie określonej mocy pożaru nie odzwierciedla rzeczywistości ponieważ pożar dopiero po pewnym czasie osiąga założoną moc. Jego rozwój i rozprzestrzenianie się ma zdecydowany wpływ na kształtowanie się temperatury dymu. W Tabeli 2 przedstawiono parametry pożaru dla pożaru ustalonego i rozwijającego się.

Tabela 2. Wpływ rozwoju pożaru na jego parametry [5].

Czas od wybuchu, m

Pożar ustalony o mocy 0,5 MW/m2 Pożar rozwijający się

Moc cieplna, MW

Wielkość pożaru, m2

Maksymalna temperatura

dymu, ˚C

Moc cieplna, MW



dymu, ˚C

0 0,3 0,6 80 0,1 0,4 43

Moc cieplna, MW



dymu, ˚C

Moc cieplna, MW



dymu, ˚C

8 1,2 24 144 0,4 1,5 66

16 5 10 277 1,5 6 188

18,5 8,5 17 356 2,6 10 152

20 10 20 348 3 12 159

22 - - - 4,6 18 195

22,5 - - - 5 20 201

Z Tabeli 2 wynika, że rozwijający się pożar może nigdy nie osiągnąć mocy 0,5 MW/m2. Natomiast pożar może się rozprzestrzenić do powierzchni 10m2 osiągając temperaturę zaledwie 152˚C zamiast 277˚C. Różnice te mogą mieć kolosalne znaczenie dla skuteczności zaprojektowanego systemu oddymiania.

Rozważając budynek wielkokubaturowy wysoki (tzn. kilkukondygnacyjny) należy pamiętać, że przemieszczająca się ku górze kolumna dymu zasysa do swojej objętości powietrze z otoczenia co powoduje zwiększenie objętości dymu i obniżenie jego temperatury. Może okazać się, że dym ma zbyt niską temperaturę aby utworzyć stabilna kolumnę co może okazać się zgubne dla ewakuujących się ludzi. W Tabeli 3 pokazano wpływ wysokości budynku na ilość tworzonego dymu i jego temperaturę.

Tabela 3. Wpływ wysokości budynku na ilość tworzonego dymu i jego temperaturę na przykładzie atrium [5].

Wysokość słupa dymu, m

Powstający strumień masy

dymu, kg/s

Powstający strumień objętości dymu, m3/s

Temperatura dymu, ˚C

min max min max

4 19,2 23 29,9 147 277

8 55 52 59 63 108

12 100 89 96 42 67

24 280 236 244 26 35

Ṁ = 0,19PY1,5

8786

Informacje zawarte w Tabeli 3 pokazują, że czym budynek wyższy tym strumień objętości gazów pożarowych, które muszą być odprowadzone jest większy a ich temperatura niższa. Powoduje to, że oddymianie naturalne takich budynków jest niezwykle trudne. Z reguły budynki wielkokubaturowe o wysokości przekraczającej 12m oddymiane są mechanicznie.

Na skuteczność oddymiania będzie miała wpływ nie tylko wysokość budynku wielkokubaturowego ale również jego powierzchnia. Przykładem może być pasaż handlowy gdzie dym pochodzący z pożaru rozwijającego się w jednym ze sklepów przepływa do pasażu zasysając po drodze powietrze (Rys.5).

Dla powyższego układu strumień masy dymu powstającego w czasie pożaru może być wyznaczony z zależności:

Oznaczenia jak poprzednio.

Wyznaczając strumień objętości gazów pożarowych i ich temperaturę, niezbędne do doboru wentylatorów oddymiających, należy pamiętać o wpływie jaki na te wielkości ma działanie tryskaczy. Powodują one ograniczenie rozwoju pożaru ale również obniżenie temperatury dymu. Zwykle przyjmuje się wartość średnią miedzy temperaturą dymu pochodzącego bezpośrednio z pożaru a temperaturą dymu schłodzonego przez działanie tryskaczy. Obliczenia te wykonywane są najczęściej za pomocą specjalnych programów komputerowych.

Należy jednocześnie zauważyć, że w centrach wielokondygnacyjnych dym z pożaru w sklepie na parterze centrum handlowego wejdzie od spodu chodników obsługujących sklepy pierwszego piętra (rys. 6.1). Objętość wytwarzanego dymu zależeć będzie od kilku czynników, ale chyba najważniejszym z nich jest długość krawędzi pióropusza dymu wchodzącego do centrum handlowego, mierzona wzdłuż krawędzi chodnika.

Pióropusze krawędziowe produkują duże ilości chłodnego dymu (rys. 6.2).

Są tylko dwa możliwe sposoby ograniczania tej produkcji dymu:

za pomocą kierunkowych ekranów (przewodników dymu) pod stropem ciągów komunikacyjnych (rys. 6.3), aby ograniczyć

długość krawędzi pióropusza,

ograniczając do absolutnego minimum wysokość przestrzeni, w której narasta dym przechodząc do głównego atrium

w centrum handlowym - chociaż jest to często kontrolowane przez potrzebę bezpiecznej ewakuacji.

Podobny problem powstaje w przypadku pożaru pod antresolą w magazynie lub w dwupiętrowym sklepie detalicznym. Wytwarzany dym będzie przechodził do głównej części budynku, jako pióropusz odrywający się od antresoli w takiej samej postaci - dużych ilości chłodnego dymu. Rozwiązanie tych problemów jest zadaniem wykwalifikowanych inżynierów zajmujących się kontrolą dymu

3. Systemy wentylacji pożarowej obiektów wielkokubaturowych.

Wentylacja oddymiająca w obiekcie wielkokubaturowym może być realizowana jako system naturalny bądź mechaniczny. Wybór właściwego systemu oddymiania uzależniony jest od oceny warunków funkcjonowania obiektu, w szczególności charakterystyki architektonicznej pomieszczenia, wielkości zakładanej projektowej mocy pożaru i jego lokalizacji, a także od sposobu użytkowania obiektu.

W przypadku systemu oddymiania naturalnego działanie układu opiera się na sile wyporu hydrostatycznego spowodowanej różnicą temperatury dymu i otaczającego powietrza. Gorące dymy powstające w czasie pożaru unoszone są ku górze. W czasie tego przepływu do słupa dymu dostają się cząsteczki otaczającego powietrza, powoduje to obniżenie temperatury dymu i równocześnie spadek prędkości poruszania się dymu ku górze. Może zdarzyć się, że obiekt jest za wysoki i temperatura dymu spadnie na tyle, że oddymianie przez klapy nie osiągnie oczekiwanej skuteczności. System oddymiania naturalnego nie będzie również działał dobrze w przypadku małego pożaru gdzie temperatura dymu będzie zbyt niska aby oddymianie za pomocą klap przebiegało właściwie. Wyposażenie obiektu w instalację tryskaczową może również wpłynąć na skuteczność oddymiania grawitacyjnego ponieważ instalacja ta z założenia ma powodować obniżenie temperatury gazów pożarowych a przecież to właśnie wysoka temperatura gazów jest główną siłą napędową procesu oddymiania naturalnego. Projektując system oddymiania grawitacyjnego należy pamiętać również o wpływie warunków zewnętrznych takich jak temperatura czy prędkość wiatru na skuteczność oddymiania i w miarę możliwości uwzględnić ten wpływw procesie obliczeniowym.

Dlatego też pomimo wielu zalet takich jak niskie koszty i prostota działania oddymianie grawitacyjne jest często zastępowane przez oddymianie mechaniczne. W układzie mechanicznym przepływ dymu spowodowany jest działaniem wentylatorów oddymiających. Wentylatory oddymiające instalowane są w górnej części pomieszczenia bezpośrednio na dachu lub w stropie, a ich wielkość określana powinna być podobnie jak powierzchnia klap dymowych na podstawie projektowej wielkości pożaru oraz warunków użytkowania obiektu.

Zgodnie z NFPA 92B [3] zabezpieczenie dróg ewakuacyjnych w obiekcie wielkokubaturowym może być zrealizowane poprzez zastosowanie jednego z systemów opisanych poniżej.

System „wypełniania dymem” (natural smoke filling)

Rozwiązanie polega na zapewnieniu ludziom czasu na ewakuację z obiektu w czasie pożaru dzięki wykorzystaniu zjawiska wypełniania przestrzeni poddachowej dymem (Rys.7). Metoda znajduje zastosowanie tylko dla bardzo dużych obiektów gdzie czas wypełniania dymem przestrzeni podsufitowej jest wystarczający do przeprowadzenia ewakuacji. Podstawą projektowania tego systemu jest wyznaczenie czasu wypełnienia się przestrzeni podsufitowej dymem przy zachowaniu przestrzeni wolnej od dymu, niezbędnej do ewakuacji, na najwyższej przyległej do obiektu wielkokubaturowego kondygnacji.

Czas ten może być wyznaczony w oparciu o równania empiryczne w zależności od tego czy pożar jest projektowany jako ustalony czy nieustalony.

Czas ewakuacji jest najczęściej szacowany na poziomie 15 minut. Pożar rozwijający się w tym czasie może przybrać naprawdę duże rozmiary. Może to spowodować sytuację, że pod koniec ewakuacji zostanie przekroczony zakres stosowania niektórych równań opisujących to zjawisko. Niezaprzeczalny pozostaje fakt, że stosowanie tego systemu oddymiania musi być ograniczone do ogromnych kubatur. System wentylacji mechanicznej wywiewnej Norma NFPA 92B [3] rozróżnia dwa podsystemy:

System wentylacji mechanicznej wywiewnej zapewniający utrzymanie warstwy dymu na określonej wysokości

przez dowolnie długi okres czasu.

System wentylacji mechanicznej wywiewnej zapewniający utrzymanie warstwy dymu na określonej wysokości przez czas

niezbędny do ewakuacji ludzi z obiektu.

System wentylacji mechanicznej jest prawdopodobnie najlepszym sposobem oddymiania obiektów. Polega on na usytuowaniu wentylatorów wywiewnych w górnej części obiektu wielkokubaturowego tak, aby znalazły się one w obrębie warstwy dymu (Rys.8).

Ṁ = 0,34PY1,5

8988

Projektowanie systemu wentylacji mechanicznej powinno polegać nie tylko na obliczeniu wydajności wentylatorów wywiewnych, ale również na wyznaczeniu ich liczby. Może się, bowiem okazać, że zastosowanie tylko jednego wentylatora spowoduje, że będzie on musiał pracować z bardzo dużą wydajnością, co może skutkować pojawieniem się zjawiska zasysania czystego powietrza spod warstwy dymu (plugholing) (Rys.9). Dlatego niezbędne wydaje się sprawdzenie maksymalnego strumienia objętości dymu, która może być odciągana przez pojedynczy wentylator bez pojawienia się zjawiska zasysania czystego powietrza [3].

gdzie:Vmax – maksymalny odciągany strumień objętości, m3/s;γ – współczynnik charakteryzujący położenie wentylatora względem ścian;d – odległość dolnej warstwy dymu od wentylatora, m;Ts – temperatura dymu, K;To – temperatura otoczenia, K. System wentylacji naturalnej Norma NFPA 92B [3] rozróżnia dwa podsystemy:

System wentylacji naturalnej zapewniający utrzymanie warstwy dymu na określonej wysokości przez dowolnie długi

okres czasu.

System wentylacji naturalnej zapewniający utrzymanie warstwy dymu na określonej wysokości przez czas niezbędny

do ewakuacji ludzi z obiektu.

Zasada funkcjonowania systemu wentylacji naturalnej opiera się na założeniu, że gorące gazy i dymy pożarowe w wyniku działania wyporu hydrostatycznego unoszone są ku górze obiektu i wypływają na zewnątrz przez otwory znajdujące się w górnej jego części (Rys.10). Wraz z rozwojem pożaru temperatura gazów pożarowych rośnie, co powoduje wzrost prędkości przesuwania się tych gazów ku górze i ostatecznie zwiększenie ilości wypływających gazów na zewnątrz.

Zastosowanie systemu wentylacji naturalnej do oddymiania obiektu wielkokubaturowego jest rozwiązaniem dobrym. Należy zdawać sobie jednak sprawę ze zjawisk, których pojawienie się może w znacznym stopniu pogorszyć przebieg tego procesu.

Jeśli analizowany obiekt wyposażony jest w system klimatyzacji to może on spowodować, że temperatura gazów pożarowych spadnie poniżej projektowanego poziomu i oddymianie będzie znacznie mniej efektywne od zakładanego.

Kolejnym elementem wyposażenia budynku mogącym zaburzyć proces naturalnego oddymiania jest instalacja tryskaczowa. Jej zadaniem jest właśnie obniżenie temperatury gazów pożarowych w celu ułatwienia ludziom ewakuacji. Pozostaje to niestety w sprzeczności z założeniem działania wentylacji naturalnej. Temperatura gazów może zostać obniżona do takiego poziomu, że gazy nie dotrą do otworu wywiewnego.

4. Zestawy urządzeń w systemie oddymiania obiektów wielkokubaturowych.

Podstawowym urządzeniem w systemie oddymiania budynków wielkokubaturowych są wentylatory. Wymagania jakie im się stawia w czasie rozwoju pożaru dotyczą przede wszystkim odprowadzenia na zewnątrz gorących gazów i dymów pożarowych.

Zgodnie z [5] temperatura dymu rzadko przekracza 300˚C a czas ewakuacji nawet ze skomplikowanego obiektu wielkokubaturowego rzadko jest dłuższy niż 20 min. Parametry te w pewien sposób determinują wymagania stawiane wentylatorom oddymiającym.

Przykładowo w Wielkiej Brytanii przyjmuje się, że wentylatory powinny pracować przez okres 1 godziny w temperaturze 300˚C. Natomiast we Francji – przez okres 2 godzin w temperaturze 400˚C a w Niemczech – przez okres 1,5 godzin w temperaturze 600˚C.

Polskie przepisy dotyczące tej kwestii sformułowane są w Rozporządzeniu [1]. W paragrafie 270 pojawiają się wytyczne dotyczące wytrzymałości wentylatorów oddymiających:

Wentylatory oddymiające powinny mieć klasę:

F600 60, jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza 400 °C,

F400 120 w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza się inne klasy, jeżeli z analizy obliczeniowej temperatury dymu

oraz zapewnienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych wynika taka możliwość.


Literatura[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002r., Nr 75, poz 690) ze zmianami z 12 marca 2009[2] PN–B–02877–4, Ochrona przeciwpożarowa budynków, Instalacje grawitacyjne do odprowadzenia dymu i ciepła, Zasady projektowania, kwiecień 2001[3] NFPA 92B Standard for smoke management systems in malls, atria and large spacer, 2005 Edition[4] NFPA 204 Standard for smoke and heat venting, 2007 Edition[5] Fläkt Woods Group Ltd. Fans in Fire Safety Fan Applications in Fire Smoke Control Systems, Technical Paper WTP46 –2008[6] Fläkt Woods Group Ltd. Fans in Fire Safety Fire Smoke Venting, Technical Paper WTP20 –1997[7] Klote J. H., Milke J. A., Principles of Smoke Management, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 2002

9190

Rys. 1.1.Przykład rozwoju pożaru w obiekcie wielkokubaturowym.

Rys. 1.2.Przykład rozwoju pożaru w obiekcie wielkokubaturowym.

Rys. 2. System oddymiania obiektu wielkokubaturowego.

Rys. 2.1 System oddymiania obiektu wielkokubaturowego - wymiarowanie.

9392

Rys. 3. Metody doprowadzenia powietrza kompensującego do budynku.

Rys. 4. Powstawanie sumienia dymu nad źródłem ognia w obiekcie wielkokubaturowym [5].

Rys. 5. Przemieszczanie się dymu w obiekcie wielkokubaturowym na przykładzie pasażu handlowego [5].

Pasaż

Rys. 5.1.Symulacja pożaru sklepu w galerii handlowej.

Rys. 6.Symulacja przemieszczania się dymu w pasażu handlowym.

9594

Rys. 6.1.Dym gromadzący się pod sufitem balkonu wypływa szerokim strumieniem do atrium.

Rys. 6.2.Wypełnianie zasobnika sufitowego masą dymu w ciągu jednej sekundy dla pożaru o mocy 5MW w dużych przestrzeniach.

L = odstęp między kolejnymi przegrodami kierunkowymi

mas

owe

natę

żeni

e pr

zepł

ywu

dym

u [k

g/s]

Efektywna wysokość strumienia od podstawy balkonu do górnej warstwy dymu [m]

Rys. 7. Zastosowanie systemu „wypełnienia dymem” w obiekcie wielkokubaturowym na przykładzie atrium [7].

Rys. 6.3.Przegrody na sufitach ograniczają szerokość strugi dymu co ułatwia ewakuację i lokalizację pożaru.

9796

Poniżej  przedstawiamy  przykłady  obliczeń  dla  różnych wariantów obiektów wielkokubaturowych.

1. Pożar w atrium lub hali zilustrowany schematycznie na rysunku nr 1.

Dane do obliczeń:Sklep wielkopowierzchniowy jednokondygnacyjny. Tryskacze normalnego reagowania (szybkiego reagowania).

Pole pożaru A = 10 m²Obwód pożaru P = 12 mHRR na jednostkę powierzchni 625 kW/m²Konwekcyjna moc pożaru Qc= 4350 kW → (10*625*70%)Wysokość sklepu h = 6,00 mWysokość warstwy wolnej od dymu Y = 3,00 m

Obliczenie strumienia masy dymu wpływającego do zbiornika

Mf strumień masy unoszony z kolumną konwekcyjną dymu;Ce 0.188 (0,19) dla dużych przestrzeni takich jak sale audytoryjne, duże otwarte biura, atria, hale itp.Y projektowana wysokość warstwy wolnej od dymuP obwód pożaru

Obliczenie temperatury dymu

Øl Przyrost temperatury gazów w górnej warstwie dymu [K]Qc konwekcyjny strumień ciepła [kW]Ml strumień masowy dymu wpływający do górnej warstwy dymu [kg/s]cp ciepło właściwe powietrza [kJ/kg*K]T Temperatura dymu w górnej warstwie [K]Ta Temperatura otoczenia [K]

Obliczenie objętości dymu wpływającego do zbiornika (wydajność wentylacji)

Ml masowy strumień gazów wpływających do górnej warstwy dymu [kg/m³];Tl temperatura górnej warstwy dymu [K];ρamb gęstość powietrza otaczającego [kg/m³];Tamb temperatura otoczenia [K]

Rys. 9. Zjawisko zasysania czystego powietrza do wentylatora wywiewnego [7].

Rys. 8. Zastosowanie wentylacji mechanicznej do oddymiania atrium [7].

Rys. 10. Zastosowanie naturalnej wentylacji do oddymiania obiektu wielkokubaturowego na przykładzie atrium [7].

9998

Wzór Obliczenia Wartość

0,19*12*3^1,5 11,85 kg/s

4350/(11,85*1,01) 292,5 K

293+292,5 585,5 K

(11,85*585,5)/(1,2*293) 19,73 m³/s

Wydajność systemu wentylacji: 71 000m³/h

Z prowadzonych doświadczeń i analiz numerycznych wynika, iż wydajność ta powinna zostać podniesiona o ok. 50-70% w celu zapewnienia skutecznego usuwania dymu i ciepła.

Info: Wraz ze wzrostem wysokości położenia dolnej warstwy dymu będzie wzrastać wydajność systemu wentylacji, a jednocześnie będzie spadać temperatura warstwy dymu.

2. Sklep oddymiany przez pasaż wg schematu zilustrowanego na rysunku nr 5.

Dane do obliczeń:Konwekcyjna moc pożaru Qc = 2 500 kWPole pożaru A = 5 m²Obwód pożaru P = 9 mWysokość sklepu Y = 4,50 m;Wysokość witryny h = 3,00 m;Szerokość witryny w = 8 m;Wysokość górnej warstwy dymu H = 11,0 m;Wysokość od podstawy balkonu do górnej warstwy y = 6 m

Obliczenia wg. BS i TR

Obliczenie strumienia dymu wypływającego przez witrynę:

Mw strumień masowy dymu i gorących gazów pożarowych wypływający przez otwór, [kg/s]Ce = 0.337P obwód źródła pożaru, [m]W szerokość otworu, którym wypływają dym i gorące gazy pożarowe [m]h wysokość otworu, którym wypływają dym i gorące gazy pożarowe [m]Cd współczynnik wypływu przez otwór [-]; jeżeli nie ma nadproża Cd = 1.0, jeżeli jest znaczące nadproże Cd = 0.65

Obliczenie strumienia dymu przepływającego pod balkonem

Mb strumień masowy dymu i gorących gazów pożarowych przepływający pod balkonem, [kg/s]f współczynnik konfiguracyjny, jeżeli nie ma balkonu f = 1.0; jeżeli jest f = 2.0.

Obliczenia strumienia dymu wpływającego do zbiornika w postaci swobodnego pióropusza

Mp strumień masowy dymu i gorących gazów pożarowych wpływających do zbiornika dymu [kg/s],y wysokość od dolnej krawędzi balkonu do projektowanej podstawy warstwy dymu [m],L szerokość pióropusza dymu na krawędzi balkonu [m]

Obliczenie temperatury dymu

Øl Przyrost temperatury gazów w górnej warstwie dymu [K]Qc konwekcyjny strumień ciepła [kW]Ml strumień masowy dymu wpływający do górnej warstwy dymu [kg/s]cp ciepło właściwe powietrza [kJ/kg*K]T Temperatura dymu w górnej warstwie [K]Ta Temperatura otoczenia [K]

Obliczenie objętości dymu wpływającego do zbiornika (wydajność wentylacji)

Ml masowy strumień gazów wpływających do górnej warstwy dymu [kg/m³];Tl temperatura górnej warstwy dymu [K];ρamb gęstość powietrza otaczającego [kg/m³];Tamb temperatura otoczenia [K]

(0,337*9*8*3^1,5)/

[8^0,66+1/0,65*(0,337*9/2)^0,66]^1,58,51 kg/s

2*8,51 17,02 kg/s

0,16*6*2500^0,33*24^(0,66)+

0,0027*2500+1,2*17,02135,6 kg/s

2500/(135,6*1,01) 18,2 K

293,15+18,2 311,3 K

(135.6*311,3)/(1,2*293,15) 120 m³/s

Sumaryczna wydajność 430000 m³/h

101100

Obliczenia wg NFPA 92

Dane do obliczeń:Konwekcyjna moc pożaru Qc= 2 500 kWPole pożaru A = 5 m²Obwód pożaru P = 9 mWysokość sklepu Y = 4,50 m;Wysokość witryny h = 3,00 m;Szerokość witryny w = 8 m;Wysokość balkonu ponad podstawą pożaru H = 4,50 m;Wysokość od podstawy balkonu do górnej warstwy zb=6 mOdległość od witryny do krawędzi balkonu b=2 m

Obliczenie szerokości pióropusza dymu wypływającego spod balkonu

W – szerokość kolumny dymu [m];w – szerokość witryny [m];b – odległość od witryny do krawędzi otworu w stropie [m];

Obliczenie masowego strumienia dymu wpływającego do zbiornika

m strumień masy w kolumnie konwekcyjnej [kg/s];Q konwekcyjny strumień wyzwalanego ciepła [kW];W szerokość kolumny dymu pod balkonem [m];zb wysokość od podstawy balkonu do dolnej krawędzi zbiornika dymu;H wysokość podstawy balkonu ponad podstawą pożaru [m];

Należy zwrócić uwagę, że obowiązują różne wzory dla różnej szerokości pióropusza i różnej odległości od balkonu do warstwy dymu. Powyższy wzór jest słuszny dla przypadku: zb < 15 m

Obliczenie temperatury dymu w zbiorniku:

Ta temperatura dymu w zbiorniku dymu [°C]T0 temperatura otoczenia [°C]Ks konwekcyjna część energii zawarta w górnej warstwie dymu [-];Qc konwekcyjny strumień wyzwalanego ciepła [kW];m strumień masowy w kolumnie konwekcyjnej [kg/s];Cp ciepło właściwe gazów w kolumnie konwekcyjnej (1,01 kJ/kg°C);

Obliczenie objętościowego strumienia dymu (wydajność):

V objętościowy strumień dymu w kolumnie konwekcyjnej [m³/s];m strumień masowy w kolumnie konwekcyjnej [kg/s];r indywidualna stała gazowa dla powietrza (287 J/kgK);Ta temperatura dymu w zbiorniku dymu [K];Pa ciśnienie atmosferyczne [Pa];

Wzór Równanie Wynik

8+2 10 m

0,36*(2500*10^2)^(0,33)*

(6+0,25*4,5)161,6 kg/s

293+(1*2500)/(161,6*1,01) 308,3 K

(161,6*287*308,3)/101325 141,1 m³/s

Wydajność wentylacji: 508000 m³/h

103102

KLATKI SCHODOWE

105104

Systemy  ochrony  dróg  ewakuacyjnych  w  budynkach  na wypadek wybuchu pożaru

1. Wprowadzenie.

Pojawienie się pożaru w budynku stanowi zawsze ogromne zagrożenie dla ludzi, którzy się w nim znajdują. Największe niebezpieczeństwo w pierwszej fazie pożaru związane jest z szybkim rozprzestrzenianiem się dymu. Stanowi on zagrożenie przede wszystkim z powodu transportu toksycznych produktów spalania ale również z powodu utraty widoczności co zdecydowanie utrudnia lub wręcz uniemożliwia szybką i bezpieczna ewakuację ludzi.

Rozprzestrzenianie się dymu w budynkach jest uwarunkowane wieloma czynnikami, wśród których wymienić można:

wypór gorących gazów pożarowych,

możliwość rozchodzenia się dymu poprzez systemy wentylacji i klimatyzacji,

zakłócenia wywołane czynnikami zewnętrznymi takimi jak np. wiatr.

Ewakuacja ludzi z budynku powinna zawsze odbywać się specjalnymi drogami przygotowanymi na taką okoliczność zwanymi drogami ewakuacji. W przypadku budynku, który ma więcej niż jedną kondygnację podstawową drogą ewakuacji będzie klatka schodowa oraz oczywiście korytarz wyprowadzający na klatkę. W budynkach średnich i wysokich rola klatki schodowej jako drogi ewakuacyjnej zaczyna być ogromna. Poprzez klatkę schodową przebiegać bowiem będzie ewakuacja całego budynku w momencie wybuchu pożaru.

Powoduje to, że ochrona klatki schodowej jako podstawowej drogi ewakuacji z budynku stanowi główne zadanie dla projektantów systemów przeciwpożarowych w tym wentylacji pożarowej. Podstawowym sposobem ochrony klatki schodowej w momencie wybuchu pożaru, jest wytworzenia na niej nadciśnienia w stosunku do pomieszczeń połączonych z nią na przykład poprzez korytarze. Wytworzenie nadciśnienia polega na doprowadzeniu na klatkę schodową odpowiednio dużych ilości powietrza zewnętrznego. Równocześnie powinna być zapewniona możliwość odprowadzenia na zewnątrz ewentualnego dymu, który mógł przedostać się na klatkę schodową w czasie ewakuacji ludzi. Aby możliwe było wytworzenie odpowiedniego nadciśnienia na klatce schodowej konieczne jest zapewnienie szczelności przestrzeni klatki schodowej poprzez odpowiednią konstrukcję drzwi miedzy korytarzami a klatką schodową. Wszystkie przedstawione elementy składają się na system wentylacji pożarowej stanowiący ochronę dróg ewakuacji w budynku wielokondygnacyjnym.

2. Wymagania w zakresie ochrony dróg ewakuacyjnych na wypadek wybuchu pożaru

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], z pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi powinna być zapewniona możliwość ewakuacji w bezpieczne miejsce na zewnątrz budynku lub do sąsiedniej strefy pożarowej, bezpośrednio albo drogami ewakuacyjnymi.

§ 2361. Z pomieszczeń przeznaczonych na pobyt ludzi powinna być zapewniona możliwość ewakuacji w bezpieczne miejsce na zewnątrz budynku lub do sąsiedniej strefy pożarowej, bezpośrednio albo drogami komunikacji ogólnej, zwanymi dalej „drogami ewakuacyjnymi”.2. Ze strefy pożarowej, o której mowa w ust. 1, powinno być wyjście bezpośrednio na zewnątrz budynku lub przez inną strefę pożarową, z zastrzeżeniem § 227 ust. 5.

Wyjścia z pomieszczeń na drogi ewakuacyjne powinny być zamykane drzwiami.

W budynkach kondygnacyjnych drogą ewakuacyjną jest korytarz, przedsionek przeciwpożarowy i klatka schodowa. Rozporządzenie podaje, że należy stosować klatki schodowe obudowane i zamykane drzwiami oraz wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu.

§ 245W 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.

§ 2461. W budynku wysokim (W) i wysokościowym (WW) powinny być co najmniej dwie klatki schodowe obudowane i oddzielone od poziomych dróg komunikacji ogólnej oraz pomieszczeń przedsionkiem przeciwpożarowym, odpowiadającym wymaganiom § 232. Dopuszcza się dodatkowe pionowe drogi komunikacji ogólnej, niespełniające tych wymagań, jeżeli łączą one kondygnacje w obrębie jednej strefy pożarowej.2. Klatki schodowe i przedsionki przeciwpożarowe, stanowiące drogę ewakuacyjną w budynku wysokim (W) dla stref pożarowych innych niż ZL IV i PM oraz w budynku wysokościowym (WW), powinny być wyposażone w urządzenia zapobiegające ich zadymieniu.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.

Praca urządzeń służących do usuwania dymu z przestrzeni klatki schodowej polega na odprowadzeniu na zewnątrz gorących gazów i dymów pożarowych, które przedostały się na drogę ewakuacyjną przez nieszczelności lub chwilowo otwarte drzwi i stanowią zagrożenie dla ludzi, poprzez otwarcie klap oddymiających lub uruchomienie wentylatorów oddymiających znajdujących się w górnej części klatki schodowej. Aby powyższy system działał skutecznie konieczne jest zapewnienie napływu powietrza kompensującego do klatki schodowej. Nawiew powietrza może być realizowany przez drzwi wejściowe lub wentylator nawiewny usytuowany w przeciwnej części klatki schodowej w stosunku do wentylatora oddymiającego. System ten dodatkowo stanowi wsparcie działania ekip ratowniczych oraz po ugaszeniu pożaru może pomóc w oczyszczeniu budynku.

Działanie urządzeń zapobiegających zadymieniu polega na wytworzeniu nadciśnienia w przestrzeni pionowych i poziomych dróg ewakuacyjnych o wartości uniemożliwiającej przedostawanie się gazowych produktów spalania z pomieszczeń objętych pożarem, przez nieszczelności lub otwarte drzwi na drogi ewakuacyjne. Odbywa się to przez doprowadzenie na drogi ewakuacyjne wymaganej ze względu na nieszczelności ilości powietrza zewnętrznego.

Zagadnienia ochrony dróg ewakuacyjnych przed zadymieniem objęte są polską normą PN-EN 12101-6 [2]. Przedmiotem normy są wymagania niezbędne przy projektowaniu i budowie systemów mających za zadanie ograniczenie możliwości rozprzestrzeniania się dymu w budynku przez wytworzenie różnicy ciśnień. Norma podaje również definicję systemu różnicowania ciśnień:

107106

…system różnicowania ciśnień służy do ograniczania rozprzestrzeniania się dymu z jednej przestrzeni budynku do drugiej

przez nieszczelności w przegrodach fizycznych lub przez otwarte drzwi. System taki daje możliwość utrzymania bezpiecznych

warunków przebywania w przestrzeniach chronionych takich jak: drogi ewakuacyjne, drogi dostępu ekip ratowniczych,

szybach przeciwpożarowych, przedsionkach przeciwpożarowych, klatkach schodowych oraz innych przestrzeniach,

gdzie wymagane jest utrzymanie stanu wolnego od dymu.

Podstawowe założenie prawidłowego funkcjonowania systemu różnicowania ciśnienia polega na utrzymaniu pionowych dróg ewakuacji w stanie wolnym od dymu przez co najmniej czas niezbędny do ewakuacji wszystkich osób znajdujących się w budynku.

Norma wyróżnia dwa zasadnicze sposoby wytworzenia różnicy ciśnień: zapewnienie nadciśnienia w chronionej przestrzeni w stosunku do ciśnienia panującego w przestrzeni objętej pożarem oraz zapewnienie podciśnienia w przestrzeni objętej pożarem w stosunku do ciśnienia panującego w przyległej przestrzeni chronionej. W obu przypadkach zasadniczym celem systemu będzie ustalenie gradientu ciśnienia tzn. kierunku przepływu powietrza, zgodnie z którym najwyższe ciśnienie będzie utrzymywane na drogach ewakuacyjnych a na obszarach oddalonych od dróg ewakuacyjnych ciśnienie będzie stopniowo spadać.

Norma określa wymagania dla systemów wykorzystujących różnicę ciśnień w celu powstrzymania przepływu dymu przez otwory drzwiowe lub inne nieszczelności przegród budowlanych. Zasadniczą część stanowią procedury obliczeniowe parametrów systemów przepływu dymu z wykorzystaniem różnicy ciśnień. Norma wprowadza sześć klas systemów i wybór odpowiedniej klasy ma zasadnicze znaczenie przy projektowaniu systemu. Klasy systemów proponowane w normie PN-EN 12101-6 zostały przedstawione w Tabeli 1.

Tabela 1. Klasy systemów według normy PN-EN 12101-6 [2].

Klasa systemu Obszar stosowania

ABudynki mieszkalne, budynki zamieszkiwane przez osoby starsze oraz budynki projektowane do wymogów ochrony trójdrzwiowej.

B Szyby dźwigowe i klatki schodowe przeznaczone na potrzeby ekip ratowniczych.

C Obiekty handlowe (z zastosowaniem jednoczesnej ewakuacji).

DHotele, schroniska i zakłady zamknięte z wyłączeniem budynków zaprojektowanych do wymogów klasy A.

E Budynki, w których przewiduje się ewakuację stopniową.

F Systemy przeznaczone do wspomagania ekip ratowniczych i jednoczesnej ewakuacji.

Projektowanie systemu można przeprowadzić w oparciu o jedno z dwóch kryteriów przedstawionych w normie (Rys.2).

Kryterium przepływu powietrza określa, że prędkość przepływu powietrza przez otwór drzwiowy pomiędzy przestrzenią o podwyższonym ciśnieniu a pomieszczeniem na kondygnacji objętej pożarem nie powinna być mniejsza niż 0,75 m/s przy określonych założeniach dotyczących stanu w jakim znajdują się poszczególne drzwi w budynku (zamknięte/otwarte). Kryterium to ma zapobiec przedostaniu się dymów pożarowych na drogi ewakuacyjne.

Kryterium różnicy ciśnienia określa, że wielkość różnicy ciśnienia po obu stronach drzwi oddzielających przestrzeń podwyższonego ciśnienia od przestrzeni użytkowej powinna wynosić 50 Pa z wyjątkiem sytuacji gdy ewakuowany jest cały budynek i drzwi zewnętrzne są otwarte, wtedy różnica ciśnienia powinna wynosić 10 Pa.

Dla wszystkich klas systemów niezmienny pozostaje warunek określający, że siła potrzebna do otwarcia drzwi na drogę ewakuacyjną nie może przekraczać 100 N. Wymóg ten ma uchronić ewakuujących się ludzi przed sytuacją, w której nie potrafiliby oni wyjść na drogę ewakuacyjna ponieważ nie byliby w stanie otworzyć drzwi. Sytuacja taka może mieć miejsce gdy system podwyższenia ciśnienia na drogach ewakuacyjnych spowoduje wzrost ciśnienia o zdecydowanie więcej niż 50 Pa.

W najbliższym czasie planowane są zmiany dotyczące wspomnianej normy. Dotychczasowy standard zostanie podzielony na dwa dokumenty: EN 12101-6 Wymagania techniczne dla zestawów urządzeń do różnicowania ciśnień oraz TR12101-13 Projektowanie systemów różnicowania ciśnień (Raport Techniczny). W pierwszym dokumencie zawarte będą wymagania techniczne stawiane urządzeniom wchodzącym w skład systemów różnicowania ciśnienia oraz badania, którym urządzenia te będą podlegać. Drugi dokumenty będzie zawierał procedury projektowania systemów różnicowania ciśnienia. Podstawowa zmiana w standardzie projektowania polegać będzie na uproszczeniu klasyfikacji budynków i ujednoliceniu wymagań. Planuje się wprowadzenie jedynie dwóch klas: dla celów prowadzenia ewakuacji oraz dla celów prowadzenia akcji gaśniczej. Kryterium różnicy ciśnienia zawierać się ma miedzy 30 a 50 Pa w zależności od wysokości budynku z zastrzeżeniem konieczności przeprowadzenia weryfikacji z wykorzystaniem symulacji dla budynków wysokich. Kryterium przepływu powietrza w otwartych drzwiach ma być uzależnione od klasy systemu i dla celów ewakuacji ma wynosić 1m/s a dla celów prowadzenia akcji gaśniczej 2m/s.

W Polsce projektowanie systemów wentylacji pożarowej często opiera się na drugim standardzie jakim jest instrukcja 

Instytutu Techniki Budowlanej nr 378/2002 „Projektowanie  instalacji wentylacji pożarowej dróg ewakuacyjnych w 

budynkach wysokich i wysokościowych”. Mówi ona, że system zabezpieczający przed zadymieniem ma na celu:

przeciwdziałanie rozprzestrzeniania się dymu i gorących gazów pożarowych poza kondygnacje objętą pożarem

oraz wzdłuż ciągów komunikacyjnych;

umożliwienie ewakuacji ludzi z zagrożonej strefy oraz ułatwienie przeprowadzenia skutecznej akcji gaśniczej

przez zapobieżenie nadmiernemu ograniczeniu widoczności oraz spadkowi stężenia tlenu poniżej wartości zagrażających

życiu w poziomych korytarzach ewakuacyjnych i w przedsionkach przeciwpożarowych na kondygnacji objętej pożarem

oraz na klatkach schodowych,

zmniejszenie strat materialnych spowodowanych działaniem dymu i wysoką temperaturą gazów pożarowych.

Według wspomnianej instrukcji można zdefiniować dwa systemy wentylacji pożarowej dla budynków kondygnacyjnych (Rys.3 i 4). Systemy różnią się sposobem dostarczenia powietrza do przestrzeni chronionej i odprowadzeniem dymów i gazów pożarowych. W systemie A projektuje się wentylatory oddymiające i nawiewne dla klatki schodowej, przedsionka przeciwpożarowego i korytarza ewakuacyjnego. Natomiast w systemie B zakłada się nawiew jedynie na klatkę schodowa i do przedsionka przeciwpożarowego oraz wywiew jedynie z korytarza ewakuacyjnego. System B zakłada, że powietrze będzie przepływało z klatki schodowej do przedsionka i dalej na korytarz przez otwór transferowy.

Projektowanie systemu wentylacji pożarowej według instrukcji Instytutu Techniki Budowlanej można oprzeć na dwóch założeniach. W sytuacji kiedy wszystkie drzwi na drogę ewakuacyjną są zamknięte zakłada się, że nadciśnienie na klatce schodowej powinno wynosić między 20 a 80 Pa. Drugie założenie projektowe dotyczy prędkości przepływu powietrza w otwartych drzwiach. Zakłada się, że prędkość ta powinna wynosić co najmniej 0,5m/s dla powietrza przepływającego między klatką schodową a przedsionkiem przeciwpożarowym oraz co najmniej 1m/s dla powietrza między przedsionkiem przeciwpożarowym a korytarzem ewakuacyjnym.

Wspomniane wcześniej zmiany w normie mają dotyczyć również omawianej instrukcji. Ma ona zostać wprowadzona do normy jako załącznik C.

109108

3. Systemy wentylacji pożarowej dla pionowych dróg ewakuacyjnych

W obiektach wielokondygnacyjnych należy stosować układy zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu.

Systemy usuwania dymu mogą działać jako układy grawitacyjne bądź mechaniczne. W układach grawitacyjnych siła wyporu gorących gazów pożarowych powoduje przepływ tych gazów w kierunku otworów oddymiających (Rys.5). Otwory te stanowią klapy oddymiające usytuowane w górnej części klatki schodowej, najczęściej na suficie klatki schodowej. System oddymiania grawitacyjnego działa automatycznie po wykryciu dymu lub jest wyzwalany ręcznie.

Może zdarzyć się, że układ nie będzie działał skutecznie kiedy dym będzie miał zbyt niską temperaturę aby przemieszczać się ku górze lub gdy warunki atmosferyczne będą niekorzystne (Rys.6).

Niezbędnym elementem układu oddymiania jest dostarczenie powietrza do przestrzeni klatki schodowej, które ma skompensować jego wypływ wraz z dymem na zewnątrz budynku. Powietrze kompensacyjne wpływa najczęściej do budynku przez drzwi wejściowe, które w czasie ewakuacji są okresowo otwarte. Możliwe jest również doprowadzanie powietrza kompensującego za pomocą wentylatora nawiewnego usytuowanego w dolnej części budynku, tak aby wspomóc ruch gorących gazów w kierunku klapy oddymiającej (Rys.7).

Działanie mechanicznego systemu usuwania dymu polega na pracy wentylatora oddymiającego usytuowanego w górnej części klatki schodowej. W tym układzie powietrze kompensujące może być tak jak poprzednio doprowadzane naturalnie lub z wykorzystaniem wentylatorów nawiewnych (Rys.8).

Systemy zapobiegające zadymieniu mają za zadanie wytworzyć i utrzymać w trzonie klatki schodowej nadciśnienie w stosunku do pomieszczeń otaczających klatkę. Ochrona klatki schodowej jest możliwa, jeżeli w czasie ewakuacji w otwartych drzwiach między klatką schodową a korytarzem utrzymana zostanie minimalna prędkości przepływu powietrza tak aby niemożliwe było przepłynięcie dymu z pomieszczenia na klatkę. Wytworzenie nadciśnienia na klatce schodowej polega na zorganizowaniu nawiewu powietrza do przestrzeni klatki. Nawiew powietrza może być jednopunktowy, realizowany z poziomu najniższej lub najwyższej kondygnacji lub wielopunktowy (Rys.9).

Nadciśnienie wytwarzane na klatce schodowej nie może również przekroczyć pewnej wartości określanej poprzez maksymalną siłę potrzebna do otwarcia drzwi między korytarzem a klatką schodową. Każdorazowe otwarcie drzwi na drogę ewakuacyjną spowoduje zmianę wartości nadciśnienia panującego na klatce schodowej. System powinien być tak zaprojektowany aby w stosunkowo krótkim czasie powrócił do zadanej wartości nadciśnienia. Stabilizacja ciśnienia na klatce schodowej może być przeprowadzona poprzez wykorzystanie klap upustowych lub w bardziej aktywny sposób z wykorzystaniem wentylatorów nawiewnych ze zmienną prędkością obrotowa lub klap sterowanych czujnikami ciśnienia.

Przedstawione powyżej, złożone zadania powinny być realizowane przez system, którego podstawowym elementem jest wentylator napowietrzający. Utrzymanie jednakowej wartości nadciśnienia na całej wysokości klatki schodowej jest trudne. Dla budynków wysokościowych wymóg ten jest prawie niemożliwy do zrealizowania przy wykorzystaniu jedynie wentylatora napowietrzającego. Dodatkowym zjawiskiem zakłócającym prace omawianego systemu jest ciąg kominowy, który generuje określony układ ciśnień na klatce schodowej. Dodatkowe wyposażenie systemu w nawiew wielopunktowy lub w klapy upustowe na pewno poprawia nadążność systemu za zmieniającymi się warunkami w obiekcie tzn. ze zmieniającym się układem ciśnień. Dobrym rozwiązaniem są również systemy przepływowe gdzie na podstawie początkowych warunków rozkładu ciśnienia zainstalowane wentylatory rewersyjne tłoczą powietrze w kierunku zgodnym z aktualnym naturalnym przepływem powietrza.

4. Zestawy urządzeń do ochrony pionowych dróg ewakuacyjnych

Przykładem kompleksowego rozwiązania problemu ochrony dróg ewakuacyjnych jest system Smoke Master SMIA firmy Fläkt Woods. Jest on przeznaczony do utrzymywania nadciśnienia na klatce schodowej w przypadku pożaru i usuwania dymu z klatek schodowych w budynkach.

Nadciśnienie na klatce schodowej powinno być wytworzone już w początkowej fazie pożaru. System SMOKE MASTER SMIA zaczyna wytwarzać nadciśnienie na klatce schodowej już w ciągu 20 sekund od momentu zadziałania detektorów dymu. W obszarach miejskich, przybycie straży pożarnej do miejsca pożaru trwa zwykle od 4 do 10 minut. Następnie strażacy mogą wybrać za pomocą panelu sterowania systemu SMIA opcje wytwarzania nadciśnienia/oddymiania, które są najbardziej odpowiednie do zaistniałej sytuacji. Praca systemu w trybie wytwarzania nadciśnienia

System SMOKE MASTER SMIA został zaprojektowany w taki sposób, by spełniał wymagania określone w normie EN 12101-6.

Celem wytworzenia różnicy ciśnień jest bezzwłoczne wytworzenie na klatce schodowej nadciśnienia. W przypadku pożaru ciśnienie na klatce schodowej powinno być o około 50 Pa, wyższe niż na obszarach do niej przylegających. Wentylator nawiewny wytwarzający nadciśnienie jest włączany z systemu SAP.

Gdy zostaną otwarte drzwi płonącego pomieszczenia, system automatycznie zwiększa prędkość przepływu powietrza tak, by powietrze przepływało przez drzwi do płonącego pomieszczenia z prędkością równą 0,75 m/s.

Praca systemu w trybie oddymiania i gaszenia pożaru

System został zaprojektowany w oparciu o wymagania określone w normie EN 12101-3. Proces oddymiania jest realizowany zgodnie z wytycznymi RIL 232-2007.

Wentylator oddymiający posiada oznaczenie CE i jest klasy F400 (jest to klasa zapewniająca pracę ciągłą wentylatora w ciągu 2 godzin przy temperaturze odciąganego dymu do 400°C). System SMOKE MASTER SMIA zapewnia stałe natężenie przepływu odciąganych gazów wynoszące 2,0m3/s. Oddymianie uruchamiane jest przez straż pożarną przy użyciu panelu sterowania (centrali oddymiającej). W momencie rozpoczęcia procesu oddymiania, automatycznie zatrzymywany jest proces wytwarzania nadciśnienia. Podczas gaszenia pożaru strażacy, w celu ułatwienia wejścia do płonącego pomieszczenia, mogą wybrać, czy chcą wykorzystać wytwarzania nadciśnienia, czy nie.

Drugim przykładem kompleksowego rozwiązania problemu ochrony dróg ewakuacyjnych jest system Smoke Master SMPA firmy Fläkt Woods. Kompaktowy, nadciśnieniowy system kontroli rozprzestrzeniania dymu na drogach ewakuacyjnych. SMPA zostało zaprojektowane w celu utrzymywania nadciśnienia na różnego rodzaju drogach ewakuacji, takich jak: klatki schodowe budynków mieszkalnych, podziemne tunele, drogi ewakuacyjne a także drogi ewakuacji z parkingów podziemnych. Moduł wentylatora SMPA-1 jest dostępny w trzech rozmiarach, co czyni go odpowiednim do zastosowania w szerokim zakresie wydajności.

Dzięki swojej kompaktowej budowie i niewielkim rozmiarom, moduł SMPA-1 doskonale nadaje się również do zastosowania w obiektach poddanych remontom i renowacjom. W blokach mieszkalnych moduł wentylatora może być zainstalowany zarówno w górnej jak i dolnej części klatki schodowej. Kompleksowe rozwiązanie jakim jest system SMPA obejmuje: zintegrowaną klapę wyposażoną w siłowniki, moduł wentylatora, panel sterowania oraz moduł sterowania.

111110

System został zaprojektowany w oparciu o wymagania normy EN 12101-6 oraz dla różnych klas systemów podwyższania ciśnienia. W praktyce projektowej należy zwrócić specjalną uwagę na wybór odpowiedniej klasy systemu podwyższania ciśnienia, ponieważ różne klasy będą skutkowały różnymi kryteriami przepływu powietrza. Wiele czynników wpływa na wybór klasy systemu podwyższania ciśnienia, na przykład jest to wielkość budynku lub plan ewakuacji. Klasa systemu powinna być zawsze ustalona w porozumieniu z ekspertami ze straży pożarnej Celem systemu podwyższania ciśnienia jest bezzwłoczne wytworzenie na klatce schodowej nadciśnienia w wysokości ok. 50Pa, w wypadku pożaru w przylegającym do niej obszarze. System uruchamiany jest przez detektor dymu zainstalowany w obrębie palącego się obszaru. Jednocześnie otwarty powinien zostać wywietrznik dymowy zainstalowany na tym obszarze. Prędkość przepływu przez otwarte drzwi między klatką schodową o podwyższonym ciśnieniu a płonącym obszarem powinna być nie mniejsza 0.75m/s.

Projektując system oddymiania w pierwszym kroku powinno się w porozumieniu z właściwymi służbami ratowniczymi określić klasę systemu podwyższania ciśnienia. Następnie wybrać na podstawie klasy ciśnienia oraz liczby kondygnacji najbardziej odpowiedni rozmiar z rodziny produktów SMPA. Polecanym rozwiązaniem jest również konsultacja z ekspertem firmy Fläkt Woods w celu doboru najbardziej odpowiedniego urządzenia do projektu.

Literatura[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002r., Nr 75, poz 690) ze zmianami z 12 marca 2009[2] PN-EN 12101-6 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień. Zestawy urządzeń. Czerwiec 2007

Rys. 1. Przykład systemu podwyższonego ciśnienia [2].

1 – przestrzeń zewnętrzna

2 – przestrzeń o podwyższonym ciśnieniu

3 – upust powietrza

4 – przeciek na zewnątrz

5 – strefa objęta pożarem

6 – otwory do odprowadzenia powietrza

7 – wlot powietrza

8 – wentylator nawiewny

9 - przewody wentylacyjne nawiewne

Rys. 2.1. Kryteria projektowe dla klasy systemu C zgodnie z normą PN-EN 12101-6 [2].

1 – drzwi otwarte2 – drzwi zamknięte3 – otwory do odprowadzenia powietrza



2

1

1

2

2

2

3

3

10 Pa

0,75 m/s

113112


Rys. 3. Schemat systemu wentylacji pożarowej typu A.


2

2

2

3

50 Pa

Rys. 4. Schemat systemu wentylacji pożarowej typu B.

Rys. 5.1. Drzwi na klatkę schodową zamknięte.

Klapa dymowa

Niewielkie przecieki dymu przez nieszczelność

w drzwiach

Napływ powietrza zewnętrznego

- kompensacyjnego

115114

Rys. 5.2. Drzwi na klatkę schodową otwarte.

Rys. 6. Schemat grawitacyjnego systemu usuwania dymu z przestrzeni klatki schodowej w sytuacji niekorzystnych warunków atmosferycznych lub zbyt niskiej temperatury dymu.

Klapa dymowa

Klapa dymowa

Utrudniona ewakuacja

Odd

ymia

nie

Chłodny dym lub/i niekorzystne warunki

atmosferyczne

Rys. 7. Schemat grawitacyjnego systemu usuwania dymu z przestrzeni klatki schodowej z nawiewem powietrza kompensującego za pomocą wentylatora nawiewnego. Otwarte drzwi na zadymionej kondygnacji.

Rys.7.2. Schemat grawitacyjnego systemu usuwania dymu z przestrzeni klatki schodowej z nawiewem powietrza kompensującego za pomocą wentylatora nawiewnego. Zamknięte drzwi na zadymionej kondygnacji.

Klapa dymowa

Klapa dymowa

∆p>0

∆p>0

Brak możliwości ewakuacji

Wentylator nawiewu powietrza kompensacyjnego


Odd

ymia

nie

117116

Rys. 8. Schemat systemu usuwania dymu z przestrzeni klatki schodowej z wykorzystaniem wentylatora oddymiającego.

Rys. 9. Schematy systemów nawiewu powietrza do przestrzeni klatki schodowej, układ wielopunktowy i jednopunktowy.

Wentylator oddymiający

Przepływ przez nieszczelne drzwi

Ograniczenie możliwości ewakuacji∆p>0

(podciśnienie)


Rys.10. Charakterystyka poszczególnych elementów systemu SMIA.

Rys.11. Przykład pracy systemu w funkcji napowietrzania klatki schodowej (wytwarzania nadciśnienia).

1. Centralna jednostka wentylacyjna

3. Panel kontrolny

2. Szafa sterownicza

4. Regulator ciśnienia

4

1

2

3

2

1

3


0,75 m/s

119118

Rys.12. Przykład pracy systemu w funkcji oddymiania klatki schodowej.

Rys.13. Charakterystyka poszczególnych elementów systemu SMPA.

3. Panelkontrolny

1. Centralna jednostka wentylacyjna

4. Regulatorciśnienia

2. Szafa sterownicza

Przykład obliczeniowy dla systemu napowietrzania klatek schodowych  -  Budynek wielorodzinny  przy  ulicy  Krętej  w Białymstoku.

W zakresie inwetycji Kręta Białystok przewidziano spełnienie warunków podwyższania ciśnienia dla klasy C. Jest to związane z wykorzystaniem klatek schodowych do ewakuacji w normalnym czasie, czyli ewakuacja błdzie następowała we wczesnych stadiach rozwoju pożaru podczas których pewne przecieki dymu na klatkę schodową mogą być tolerowane i zostaną usunięte przez system nadciśnieniowy SMOKE MASTER. Założono również spełnienie kryteriów przepływu powietrza oraz różnicy ciśnień. Dla zapewnienia pełnego bezpieczeństwa zdublowano system pod względem urządzeń. W momencie zgłoszenia awarii przez urządzenie nadrzędne następuje uruchomienie drugiej jednostki wyposażonej w niezależny układ sterujący.

Każda z jednostek jest wyposażona w układ zasilania i sterowania niezbędny do prawidłowej pracy instalacji.

W skład pojedynczego zestawu wchodzą następujące elementy:

jednostka napowietrzania SMxx

moduł zasilania SMPZ-2 z osprzętem:

panel kontrolny SMPZ-3 lub SMPZ-3A

przetwornik ciśnienia SMIZ-4

kontaktron drzwiowy do montażu na drziach ewakuacyjnych z klatki

Głównym elementem uruchamiającym system napowietrzania jest instalacja sygnalizacji pożaru. Aby instalacja pracowała prawidłowo, obok rozdzielnicy zainstalowano moduł wyjściowy oraz opcjonalnie dwuwejściowy moduł monitorujący. Załączenie instalacji następuje na skutek wygenerowania z systemu drugiego stopnia alarmu pożaru. Po czasie kilku sekund system jest gotowy do pracy. Ponadto uruchomienie systemu może nastąpił również w sposób ręczny poprzez panel kontrolny po zbiciu ochronnej szybki (wykonana ze szkła bezpiecznego).

Aktywacja systemu powoduje natychmiastowe uruchomienie sekcji wentylatorowej oraz otwarcie klapy czystego powietrza. System generuje sygnały sterujące na podstawie pomiarów wartości ciśnień odczytywanych z przetwornika ciśnienia. Konfiguracja parametrów regulacyjnych odbywa sił podczas pierwszego uruchomienia, sprawdzana jest poprawność montażu elementów oraz wykonywane są pomiary skuteczności działania instalacji zgodnie z wymaganiami normy PN-EN12101:6.

Dobór jednoski napowietrzania oparto o wyniki obliczeń:

Klasa systemu C

Prędkość powietrza na drzwiach otwartych: 0,75 m/s

Drzwi zewnetrzne zamknięte

Ilosc innych otwartych drzwi 0 szt.

Drzwi zewnetrzne dla kryterium nadcisnienia 10 Pa otwarte

Ilosc innych drzwi otwartychdla kryterium nadcisnienia 10Pa

0 szt.

121120

Kryterium różnicy ciśnieniaWszystkie drzwi zamknięte

wartość jedn.

Qd 0,83*Ae*P^(1/R)

Ae 0,295934

P 50

R 2

Q50 174 m3/s

Q50 6253 m3/m

współczynnik korekcyjny 1,5

Q50_kor 2,61 m3/s

Q50_kor 9379 m3/h

Kryterium przepływu powietrzaWyznaczenie przepływu przez drzwi

wartość jedn.

AVA 3,5 m2

v 0,75 m/s

QDO 2,63 m3/s

QDO 9450 m3/h

upust powietrza:

AVA 1,05 m2

Kryterium 10Pa wartość jedn.

delta P 10 Pa

Ae (10) 3,5 m2

Q10_drzw 9,19 m3/s

przepływ na drzwiach przy 10Pa Q10_drzw 33071 m3/h

Qnieszcz_10 0,78 m3/s

przecieki przy 10Pa Qnieszcz_10 2796 m3/h

Q10 9,96 m3/s

Suma Q10 35867 m3/h

wsp_kor 1,15

Q10_kor 41247 m3/h

TOTAL 41247 m3/h

Obliczenia przecieków ilość wartość jedn.

Suma przecieków 0,295934 m2

Przecieki przez drzwi

pow. nieszcz.

Drzwi jednoskrzydł. otw. do przestrz. o podw. ciśn. 12 0,01

Drzwi jednoskrzydł. otw. z przestrz. o podw. ciśn. 0 0,02

Drzwi dwuskrzydł. 2 0,03

Ae_drzwi 0,18 m2

Przecieki przez ściany wewnętrzne

szczelna 0,000014

przeciętna 0,00011

nieszczelna 0,00035

A_ścian-wew 205 m2

A_drzwi-wew 0 m2

A_ścian netto-wew 205 m2

Ae_ścian wew 0,02255 m2

Przecieki przez okna obwód

rozwierane bez uszczel. 0 0 m

rozwieranie z uszczel. 13 5,5 m

przesuwne 0 0 m

Ae_okien 0,002574 m2

123122

Przecieki przez stropy

A_stropów 30 m2

przeciętny 0,000052

Ae_stropy 0,00156 m2

Przecieki przez ściany zewnętrzne

szczelna 0,00007

przeciętna 0,00021

nieszczelna 0,00042

bardzo nieszczelna 0,0013

A_ścian-zew 425 m2

A_drzwi-zew 0 m2

A_ścian netto-zew 425 m2

Ae_ścian zew 0,08925 m2

Przecieki do szybu windy Ae

Drzwi szybu windy w klatce schodowej 0 m2

Drzwi szybu windy do innych pomieszczeń 0 m2

Otwór dla przewietrzania szybu windy 0 m2

przeciętna 0,00084

Ściany szybu windy (z pęknięciami w konstrukcji ale bez szczelin wokół okien i drzwi)

0 m2

Ogólna powierzchnia przecieków do szybu windy 0 m2

Ogólna powierzchnia przecieków z szybu windy 0 m2

Powierzchnia nieszczelności dla szybu windy 0 m2

Na podstawie powyższych obliczeń dobrano jednostki SMPA-100.

11.30 m2

Nadszybie

139 10

12

A

BI

3

2

1

13

12

11

9

J

LK

11

M

G2

P

125124

127126


129128

LISTA REFERENCYJNASystemy wentylacji i oddymiania garaży

Wybrane obiekty handlowe

CH ALFA – OlsztynCH REDUTA II – WarszawaCH ARKADY – Wrocław CHSFERA – Bielsko BiałaCH BEMA PLAZA – WrocławCH–U FOCUS PARK – BydgoszczCH E.LECLERC – GdańskCH–U FOCUS PARK – RybnikCH FACTORY OUTLET – LubońCH–U ZIELONE WZGÓRZE – CARREFOUR – BiałystokCH FORUM – GliwiceCH GALERIA BIAŁA – WrocławE.LECLERC – KEN Center – WarszawaCH GALERIA SANOWA – PrzemyślGALERIA ECHO – KielceCH GALERIA SŁONECZNA – RadomGALERIA HANDLOWA TESCO Cranberries – WarszawaCH GALERIA VICTORIA – WałbrzychCH IKEA Port – ŁódźGALERIA HANDLOWA TĘCZA – KaliszCH NIWA – OświęcimGALERIA PESTKA – PoznańCH PASAŻ GRUNWALDZKI – WrocławIKEA MATARNIA – GdańskCH PESTKA – Poznań

Wybrane obiekty budownictwa mieszkaniowego

ANGEL CITY – Budynek Mieszkalny – KrakówEKOPARK – Osiedle Mieszkaniowe bud. B4, B8 – WarszawaAPARTAMENTY KRÓLOWEJ MARYSIENKI Wilanówbudynek północny i południowy – WarszawaEURODOM – Osiedle Mieszkaniowe – WrocławAURA ISLAND – Budynek Mieszkalny – GdańskKASKADA NA WOLI, ul. Sokołowska – WarszawaBudynek Mieszkalno–Usługowy, ul. Belgradzka – WarszawaKRYSZTAŁ WILANOWA – Osiedle Mieszkaniowe – WarszawaBudynek Mieszkalny, ul. Bora-Komorowskiego – WarszawaMŁYNIEC – Budynek Mieszkanly, ul. Pilotów – GdańskBudynek Mieszkalny, ul. Cybernetyki – WarszawaNATOLIN ETAP I, ul. Płaskowickiej – WarszawaBudynek Mieszkalny, ul. Dalanowska – WarszawaNOWE BIELANY II, ul. Kasprowicza – WarszawaBudynek Mieszkalny, ul. Dickensa – WarszawaOsiedle Mieszkaniowe, ul. Chrzanowskiego – WrocławBudynek Mieszkalny, ul. Gnieźnieńska – PoznańBudynek Mieszkalny, ul. Górczewska – WarszawaOsiedle Mieszkaniowe, ul. Gwiaździsta – WarszawaBudynek Mieszkalny, ul. Grójecka – WarszawaBudynek Mieszkalny, ul. Jeżycka – PoznańOsiedle Mieszkaniowe, ul. Piaskowa – WarszawaBudynek Mieszkalny, ul. Karpia – PoznańOsiedle Mieszkaniowe, ul. Płaskowicka – Warszawa

Budynek Mieszkalny, ul. Kochanowskiego – SochaczewOsiedle Mieszkaniowe, ul. Trawowa – WrocławBudynek Mieszkalny, ul. Krasickiego – KrakówOSIEDLE RÓŻ, ul. Tukanów – PiasecznoBudynek Mieszkalny, ul. Krêta – BiałystokPATRIA – Osiedle Mieszkaniowe – WarszawaBudynek Mieszkalny, ul. Toruńska – GdańskPAX – Osiedle Mieszkaniowe – Warszawa,Budynki Mieszkalne, ul. Warmińska i Kujawska – BiałystokPOINT HOUSE, ul. Wyścigowa – WarszawaRONDO WIATRACZNA – Osiedle Mieszkaniowe – WarszawaCORTE VERONA – Osiedle Mieszkaniowe – WrocławSEA TOWERS – Budynek Mieszkalny – GdyniaZespół Mieszkaniowy, ul. Wólczyńska – Warszawa

Wybrane biurowce i budynki użyteczności publicznej

ADRIA – Budynek Mieszkalno–Usługowy – WarszawaMARYNARSKA POINT bud. B2 – Centrum Biurowe – WarszawaBMW Smorawiński – Budynek Biurowo–Usługowy BMW, ul. Obornicka – PoznańNEW CITY – Centrum Biurowe – WarszawaOFFICE ISLAND CENTRUM ZANA – Budynek Biurowy – GdańskBudynek Biurowy, ul. Arkońska – GdańskBudynek Biurowy, ul. Muchoborska – WrocławPARK POSTĘPU – WarszawaBUDYNEK PLATINIUM VB, ul. Domaniewska – WarszawaPROSTA CENTER – WarszawaSENATOR – Zespół Biurowo-Uusługowy – WarszawaCURTIS PLAZA – WarszawaEPSILON – Budynek Biurowy – WrocławSKY TOWER – Budynek – WrocławGHELAMCO CROWN SQUARE – Budynek Biurowy – WarszawaTRINITY 2 – Budynek Biurowy – WarszawaTRYNITY PARK III – Kompleks Budynków Biurowych – KatowiceGTC GLOBIS – Budynek Biurowy – Wrocław INNOPOLIS – Budynek Labolatoryjno–Biurowy – WrocławWARSAW PROJECT – WrocławWILANÓW OFFICE PARK B3 – WarszawaLIBRA BUSINESS CENTRE ETAP I – WarszawaWIŚNIOWY BUSINESS GARDEN – Budynek Biurowy – WarszawaLOTOS – Budynek Biurowy – GdańskWOJDYŁA BUSINESS PARK – Wrocław

Obiekty sportowe

STADION NARODOWY – WarszawaSTADION MIEJSKI – Wrocław

Obiekty ochrony zdrowia

CENTRUM MEDYCZNEJ INFORMACJI NAUKOWEJ UNIWERSYTETU MEDYCZNEGO – PoznańCMIN AM – Poznań

Obiekty przemysłowe

BRIDGESTONE – Poznań

131130

Systemy napowietrzania i oddymiania klatek schodowych

Wybrane obiekty handlowe

GALERIA ALFA – GrudziądzGALERIA OGRODY ODRZAŃSKIE – Kędzierzyn KoźleGALERIA MAZOVIA – PłockGALERIA MOSTY – PłockGALERIA SFERA – Bielsko BiałaGALERIA SŁONECZNA – Radom

Wybrane obiekty budownictwa mieszkaniowego

APARTAMANTY NA POLANIE – GdyniaEKOSYSTEM – BiałystokARBET LEŚNA – OlsztynOGRODY NARAMOWICKIE – PoznańBROWARY PARK – OlsztynPRIBO CITY – WarszawaCHATKA ŻAKA – Lublin

Wybrane biurowce i budynki użyteczności publicznej

Budynek Biurowy, ul. Domaniewska – WarszawaKOMENDA MIEJSKA POLICJI – BydgoszczCEMENTOWNIA WARTA – DziałoszynLE PALAIS OFFICE – WarszawaDWOREK BORYNIA – Jastrzębie ZdrójLOTNISKO – GdańskEUROPA CENTER – OlsztynMUZEUM DIECEZJALNE – WłocławekGPP – KatowiceSKYTOWER – WrocławHOLIDAY INN – BydgoszczSM SŁONECZNA – KielceHOLIDAY INN – ŁódźSTADION LECHA – PoznańHOTEL GOŁĘBIEWSKI – KarpaczVILLA RESORT – Ostróda

Obiekty ochrony zdrowia

MOPS – CzęstochowaSZPITAL – Nowy TomyślSZPITAL WOJEWÓDZKI – Gdańsk

Edukacja

PWSZ – TarnówUNIWERSYTET WARMIŃSKO MAZURSKI – OlsztynTWP – OlsztynWYŻSZA SZKOŁA POLICJI – Szczytno

Documents

Poradnik wentylacji pożarowej Flakt Woods