Systemy oddymiania klatek schodowych – nowe wytyczne projektowe

Możliwość stosowania urządzeń do oddymiania klatek schodowych to alternatywa dla systemów zapobiegania zadymieniu tych przestrzeni w przypadku bardzo szerokiej grupy budynków wielokondygnacyjnych.

Zgodnie z aktualnymi przepisami zawartymi w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych fakultatywne zalecenie stosowania urządzeń służących oddymianiu klatek schodowych dotyczy niskich budynków zaliczanych do kategorii ZL II i średniowysokich budynków: ZL I; ZL II; ZL III i ZL V. Zastosowanie urządzeń tego typu dotyczy również budynków mieszkalnych (ZL IV), o ile przekroczona została długość dojść ewakuacyjnych.

O powszechnym zastosowaniu omawianych rozwiązań w ww. grupie budynków decydują w pierwszej kolejności koszty instalacji, co jest w pełni zrozumiałe z punktu widzenia inwestora. Dla spełnienia podstawowych wymogów ochrony przeciwpożarowej zasadniczą kwestią jest jednak rzeczywista efektywność zastosowanych w budynku systemów. Projektant odpowiedzialny za techniczną skuteczność przyjętych rozwiązań powinien zostać wyposażony w solidne wytyczne, pozwalające na wybór i projekt odpowiedniego systemu.

Do roli takiego narzędzia pretendują ogłoszone właśnie przez CNBOP-PIB wytyczne W-0003:2016 pt. Systemy oddymiania klatekschodowych. Standard ten powstał w wyniku zebranych przez szeroki zespół autorski doświadczeń własnych wynikających z działań w obszarze projektowym, wykonawczym, normalizacyjnym i eksperckim, danych statystycznych, krajowych i międzynarodowych prac naukowo-badawczych (w tym wyników uzyskanych w ramach programu badawczego „Bezpiecznaewakuacja.pl”) oraz praktycznej wiedzy z akcji ratowniczo-gaśniczych. Powstały dzięki temu wytyczne stanowiące całkiem nową jakość w zakresie projektowania systemów oddymiania klatek schodowych.

Zakres tematyczny dokumentu sprawia, że stanowić on może cenne źródło wiedzy dla wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego – architektów, projektantów, właścicieli i zarządców nieruchomości, rzeczoznawców ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych, funkcjonariuszy pionu kontrolno-rozpoznawczego Państwowej Straży Pożarnej oraz producentów wyrobów służących ochronie ppoż.

Co zawierają wytyczne

W pierwszych dwóch rozdziałach wytycznych omówiony został zakres stosowania zapisów tego dokumentu oraz wyjaśnione podstawowe definicje, konieczne dla właściwego zrozumienia opisanych dalej zagadnień. Znaleźć tu można m.in. wyjaśnienie takich pojęć, jak:

• klatka schodowa wydzielona i niewydzielona,
• powierzchnia czynna,
• powierzchnia efektywna otworu kompensacyjnego itd.

Wyjaśnione zostało również pojęcie system oddymiania, pod którym należy rozumieć zestaw wszystkich podzespołów koniecznych do budowy instalacji służącej oddymianiu klatek schodowych, dobranych pod kątem ich właściwego współdziałania. Oznacza to, że pełen, gotowy do działania system obejmować musi nie tylko elementy wykonawcze, takie jak klapy dymowe, urządzenia fasadowe, otwory napływu powietrza kompensacyjnego, ale również system automatycznego sterowania i detekcji, zasilanie i okablowanie.

Bardzo ważne pod kątem opisanej dalej procedury projektowej jest wyraźne rozróżnienie dwóch wielkości:

• powierzchni klatki schodowej
• wprowadzonej na potrzeby wytycznych powierzchni obliczeniowej klatki schodowej.

Kolejne rozdziały wytycznych precyzują, w jakich budynkach zgodnie z aktualnymi przepisami możliwe jest stosowanie oddymiania klatek schodowych, dokładnie opisane zostały wymagania dla stosowanych w nich scenariuszy pożarowych. Ta część opracowania opisuje zalecane przez wytyczne metody oddymiania klatki schodowej, tj. systemy oddymiania grawitacyjnego oraz oddymiania z nawiewem mechanicznym.

Wymienione rozwiązania oraz cele, jakie spełnić musi instalacja, przypisane zostały do konkretnych grup budynków podzielonych pod względem wysokości i kategorii zagrożenia ludzi.

Przedstawione w rozdziale 4 założenia do scenariuszy pożarowych stanowią pierwszą próbę uporządkowania wymagań, jakie muszą zostać spełnione w różnych kategoriach budynku dla uzyskania wymaganej efektywności systemów oddymiania. Na szczególną uwagę zasługują szczegółowo opisane wymagania dotyczące rozmieszczenia czujek dymu i ręcznych przycisków oddymiania oraz sposobów inicjacji działania systemu oddymiania (rys. 1).

W kolejnym rozdziale wytycznych zapoznać się można z czynnikami wpływającymi na efektywność systemów oddymiania. Wymienione i pokrótce scharakteryzowane zostały zjawiska rozwoju pożaru, ciągu termicznego oraz parcia wiatru.

Kluczowe dla projektantów i reprezentujące całkiem nowe podejście do zagadnienia informacje zawiera rozdział dotyczący zasad projektowania systemów oddymiania. Bardzo istotną zmianą w stosunku do funkcjonujących standardów projektowych jest powiązanie wymiarowania elementów wykonawczych systemu oddymiania ze wspomnianą już wcześniej powierzchnią obliczeniową klatki schodowej.

W odróżnieniu od dotychczasowej praktyki, w której powierzchnia rzutu klatki schodowej określana była bardzo nieprecyzyjnie (uznaniowo w każdym obiekcie), powierzchnia obliczeniowa jest ściśle określona wielkością wynikającą z geometrii klatki schodowej oraz wymagań aktualnych warunków technicznych.

Wyznaczenie wielkości powierzchni obliczeniowej klatki schodowej, zgodnie z precyzyjnie ustalonymi w wytycznych zasadami, stanowi punkt odniesienia dla określenia wielkości urządzeń wykonawczych systemu oddymiania grawitacyjnego oraz systemu oddymiania ze wspomaganiem mechanicznym.

Wprowadzenie do omawianego standardu mechanicznego wspomagania oddymiania klatek schodowych (rys. 2) oraz przedstawienie sposobu doboru wielkości nawiewu kompensacyjnego stanowi całkowicie nową jakość w dziedzinie projektowania omawianych klatek schodowych. Jest to bardzo istotna cecha omawianego dokumentu, ponieważ w dotychczasowej praktyce stosowane były niekiedy systemy oddymiania wspomagane mechanicznie.

Projektowanie tego typu rozwiązań wobec braku jakichkolwiek standardów realizowane było jednak „na oko projektanta”, a także często decydowano się na zastosowanie wentylatorów oddymiających, co w świetle obecnej wiedzy stanowi rozwiązanie zdecydowanie niezalecane.

Instalacje zaprojektowane zgodnie z opisanymi w wytycznych zasadami dla klatek schodowych, których układ architektoniczny i wielkość powierzchni przyległych mieszczą się w zakresie opisywanego standardu, nie wymagają dodatkowego potwierdzenia skuteczności działania za pomocą analiz numerycznych. Jeżeli jednak klatka schodowa nie spełnia określonych w wytycznych warunków (np. jej powierzchnia przekracza 40 m² czy ma onanietypową konstrukcję), zaprojektowana zgodnie z tym standardem instalacja wymaga potwierdzenia skuteczności działania za pomocą symulacji CFD.

Autorzy wytycznych przedstawili pełną procedurę prowadzenia analizy numerycznej. Opisane zostały tu m.in. cele wykonania analizy, rekomendowane programy komputerowe, sposób prowadzenia analizy oraz kryteria oceny skuteczności systemu oddymiania. Ważnym postulatem zawartym w wytycznych jest wymóg sporządzenia raportu z badań numerycznych. Raport ten powinien być wykonany zgodnie z opisanymi w dokumencie zasadami.

Osoby uczestniczące w procesie projektowania systemów oddymiania klatek schodowych mogą się zapoznać z opracowanymi w formie tabelarycznej wymaganiami formalno-prawnymi odnośnie do klasyfikacji, wymaganych dokumentów określających właściwości użytkowe, koniecznego oznaczenia zestawów urządzeń oraz wszystkich wymaganych elementów systemów oddymiania. Wytyczne zawierają również zalecenia zastosowania połączeń kablowych do realizacji połączeń elektrycznych występujących w systemach oddymiania.

Autorzy wytycznych nie zapomnieli o ostatnim etapie konstrukcji systemu oddymiania klatek schodowych, czyli testach odbiorowych. Podobnie jak w przypadku analizy CFD w opracowaniu znajduje się opis pełnej procedury przeprowadzenia testów odbiorowych (i okresowych) z dokładnym określeniem poszczególnych działań, wymaganych do przeprowadzenia prób urządzeń oraz kryteriów oceny skuteczności testowanych rozwiązań. Warto dodać, że w załączniku do wytycznych znalazły się gotowe wzory protokołów testów odbiorowych i okresowych.

Na końcu omawianego standardu wprowadzony został jeszcze jeden ciekawy rozdział dotyczący zaleceń usprawniających działanie ekip ratowniczych. Ta część wytycznych opracowana została przy aktywnym udziale przedstawicieli PSP i zawiera zbiór wymaganych i oczekiwanych przez strażaków oznaczeń i procedur, które w praktyce mogą się przyczynić do szybszego ugaszenia pożaru.

Przykładem może być propozycja wprowadzenia konieczności stosowania przy wejściu na klatkę schodową prostych oznaczeń graficznych (piktogramów – rys. 3 - patrz: rysunek przy tytule publikacji) informujących o rodzaju zainstalowanego w budynku systemu oddymiania.

Podsumowanie

Wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016 pt. Systemy oddymiania klatek schodowych stanowią całkowicie nowe podejście do zasad projektowania tytułowych instalacji. Należy podkreślić, że zawarte w dokumencie zalecenia i procedury w znacznym stopniu opierają się na wynikach badań obiektowych, w tym pełnowymiarowych prób pożarowych. Zakres ich bezpośredniego zastosowania obejmuje zdecydowaną większość istniejących i zwyczajowo projektowanych klatek schodowych.

Zastosowanie opisanych w wytycznych zasad projektowania i weryfikacji skuteczności systemów oddymiania z całą pewnością przyczyni się do znacznej poprawy efektywności tych instalacji, czyli bezpieczeństwa użytkowników budynków wymienionych w dokumencie. Każda osoba zainteresowana bliższym poznaniem zapisów omawianego standardu oraz praktyczną realizacją zawartych w nim procedur może pobrać wytyczne ze strony CNBOP-PIB (www.cnbop.pl/pl/wydawnictwa/wytyczne).