Systemy różnicowania ciśnienia – wybrane aspekty stosowania
Systemy różnicowania ciśnienia – wybrane aspekty stosowania, fot. pixabay
W przypadku pożaru w budynku kluczowa jest ochrona lub ewakuacja osób oraz umożliwienie skutecznego działania ekipom ratowniczo-gaśniczym. Drogi ewakuacyjne w czasie pożaru powinny być wolne od lotnych produktów spalania – dymu i gorących gazów pożarowych. Jednym ze sposobów ochrony klatek schodowych jest zapobieganie przedostawaniu się produktów spalania na drogi ewakuacyjne dzięki zastosowaniu systemów różnicowania ciśnienia.
Zobacz także
RESAN pracownia projektowa Wentylacja pożarowa chroni ludzkie życie, dlatego jest wyzwaniem dla projektantów
Budynki powinny być nie tylko funkcjonalne i komfortowe dla użytkowników, ale też bezpieczne, m.in. pod względem ochrony przeciwpożarowej. Choć wszyscy życzą sobie, by zabezpieczenia pożarowe nigdy nie...
Budynki powinny być nie tylko funkcjonalne i komfortowe dla użytkowników, ale też bezpieczne, m.in. pod względem ochrony przeciwpożarowej. Choć wszyscy życzą sobie, by zabezpieczenia pożarowe nigdy nie były używane, muszą być w budynku obecne, a do tego prawidłowo zaprojektowane, wykonane i kontrolowane, by pozostawać w gotowości do ocalenia zdrowia i życia użytkowników w sytuacji zagrożenia.
Redakcja RI Skuteczne oddymianie zimą
Obciążenie śniegiem odgrywa niezwykle ważną rolę podczas doboru dachowych okien oddymiających. Warto pamiętać, że na skutek nieuwzględnienia tego wskaźnika i nieodpowiedniego doboru stolarki oraz współpracujących...
Obciążenie śniegiem odgrywa niezwykle ważną rolę podczas doboru dachowych okien oddymiających. Warto pamiętać, że na skutek nieuwzględnienia tego wskaźnika i nieodpowiedniego doboru stolarki oraz współpracujących z nią siłowników system nie spełni swojej funkcji.
mgr inż. Izabela Tekielak-Skałka, Jarosław Wiche, Dyrektor Techniczny firmy SMAY Sp. z o.o. Systemy wentylacji pożarowej przeznaczone do stosowania w garażach zamkniętych
Ograniczona ilość przestrzeni pod inwestycję spowodowała, że w naszym kraju coraz popularniejsze stało się budowanie pod budynkami garaży podziemnych. Jest to szczególnie popularne w centrach dużych miast,...
Ograniczona ilość przestrzeni pod inwestycję spowodowała, że w naszym kraju coraz popularniejsze stało się budowanie pod budynkami garaży podziemnych. Jest to szczególnie popularne w centrach dużych miast, w których liczba miejsc postojowych przy ulicach jest znacznie mniejsza od ilości kierowców szukających miejsc postojowych, co wpłynęło na popularyzację parkingów podziemnych oraz wielopoziomowych.
|
W artykule: • Ogólne wymagania dla systemów różnicowania ciśnienia • System różnicowania ciśnienia czy instalacja oddymiająca? • Bezpieczna ewakuacja a możliwość otwarcia drzwi przeciwpożarowych |
Zadaniem systemów zapobiegania zadymieniu jest niedopuszczenie do przedostania się lotnych produktów spalania do przestrzeni dróg ewakuacyjnych (dróg ucieczki użytkowników budynku) i dróg pożarowych (dróg dojścia ekip gaśniczo-ratowniczych). Zadanie to realizują systemy różnicowania ciśnień, tworząc odpowiednie warunki nadciśnienia lub przepływu w drzwiach otwartych. Utrzymanie takich warunków zabezpiecza strefę chronioną przed przedostawaniem się do niej dymu i zapewnia tym samym bezpieczną ewakuację oraz pracę ekip ratowniczo-gaśniczych. W dużym uproszczeniu działanie systemu tego typu polega na uruchomieniu wentylatora nawiewnego po wykryciu pożaru, tak aby tłoczył on powietrze do strefy chronionej w celu zapewnienia w niej nadciśnienia i uniemożliwienia napływu dymu. Wydajność systemu jest automatycznie dostosowywana do zdarzeń zachodzących w czasie ewakuacji, np. otwarcie drzwi przeciwpożarowych.
Wśród zasadniczych zalet systemu różnicowania ciśnienia wskazuje się m.in. na jego niezależność od warunków zewnętrznych (takich jak parcie wiatru czy temperatura zewnętrzna) oraz szybką reakcję na zmiany warunków występujących podczas ewakuacji. Ma to szczególne znaczenie, gdyż budynek, w którym wybuchł pożar i odbywa się ewakuacja, stanowi skomplikowany układ hydrauliczny, gdzie poszczególne komponenty i zachowania osób ewakuujących się wzajemnie na siebie oddziałują. Wybór i zaprojektowanie systemu ochrony klatek schodowych przed zadymieniem wymaga zatem szczegółowych analiz i symulacji (poczynając od stworzenia scenariusza pożarowego, aż po analizę akceptowalności ryzyka z uwzględnieniem czynnika ekonomicznego), uwzględniających szereg specyficznych uwarunkowań.
|
DWIE KLASY SYSTEMU OCHRONY DRÓG EWAKUACYJNYCH Zgodnie z normą PN-EN 12101-13:2022 [2] klasa 1 powinna być stosowana:
Klasa 2 powinna być stosowana we wszystkich pozostałych przypadkach. |
Ogólne wymagania dla systemów różnicowania ciśnienia
Wymagania funkcjonalne i projektowe dla systemów różnicowania ciśnienia zostały określone w znowelizowanych pod koniec 2022 r. normach PN-EN 12101-6:2022 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień. Zestawy urządzeń [1] oraz PN-EN 12101-13:2022 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 13: Systemy różnicowania ciśnień (SRC). Projektowanie i metody obliczeniowe, instalowanie, badania okresowe i konserwacja [2]. Wprowadzone dzięki nowelizacjom tych norm zmiany porządkujące i uściślające wytyczne dla projektantów instalacji wentylacji pożarowej oraz kwestie badań i dopuszczeń do obrotu zestawów urządzeń do różnicowania ciśnienia opisał szeroko W. Łącki w artykule opublikowanym w RI 12/2022 [4]. Natomiast budynki, w których obowiązuje zastosowanie takiego systemu, zostały wskazane w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [3].
Systemy różnicowania ciśnienia (wytwarzania i utrzymania nadciśnienia w strefach i przestrzeniach chronionych oraz wytwarzania wymaganego przepływu powietrza) muszą stanowić kompletne zestawy wyrobów, w skład których wchodzą m.in. wentylatory nawiewne (jednostki napowietrzające), centrala sterująca oraz elementy kontrolne, regulacyjne i pomiarowe. Zestaw taki musi być produkowany w oparciu o Krajową Aprobatę Techniczną, na podstawie której ITB lub CNBOP-PIB wydaje krajowy certyfikat stałości właściwości użytkowych.
Nowelizacja normy PN-EN 12101-6:2022 [1] otwiera drogę do jej harmonizacji, co oznacza, że w przyszłości raport z badań wykonanych w akredytowanym laboratorium może się stać podstawą do przeprowadzenia procesu certyfikacji wyrobu i w efekcie uzyskania europejskiego certyfikatu stałości właściwości użytkowych oraz wprowadzenia wyrobu do obrotu z oznakowaniem CE [4].
Zobacz także: Rola systemów wentylacji pożarowej w strategii ochrony ppoż. budynków wielokondygnacyjnych
System różnicowania ciśnienia czy instalacja oddymiająca?
O ile w przypadku budynków wysokich (od powyżej 25 do 55 m nad poziomem terenu) i wysokościowych (od 55 m włącznie nad poziomem terenu) istnieje obowiązek stosowania dla klatek schodowych i przedsionków pożarowych urządzeń zapobiegających zadymieniu (§ 246.2) WT [3], o tyle w przypadku budynków średniowysokich ustawodawca pozostawia decyzję inwestorowi i zespołowi projektantów. Zgodnie z § 245 i § 246.3 WT [3] klatki schodowe powinny być [...] wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu w następujących budynkach:
- średniowysokich użyteczności publicznej (strefy ZL I, II i III);
- średniowysokich zamieszkania zbiorowego (strefa ZL V);
- niskich (strefa ZL II);
- wybranych przemysłowych (dla strefy pożarowej PM w budynku wysokim).
W przypadku takich budynków często wybierane są rozwiązania służące do usuwania dymu (oddymiania grawitacyjnego) ze względu na niższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Systemy różnicowania ciśnienia są nieporównywalnie droższe, a z uwagi na obecność elementów sterujących i regulujących bardziej kosztowne jest także ich utrzymanie i regularna kontrola. Jednocześnie jednak cechują się znacznie większą stabilnością pracy i brakiem podatności na warunki atmosferyczne, takie jak parcie wiatru czy temperatura zewnętrzna.
Wpływ tego drugiego czynnika oceniono podczas badań przeprowadzonych przez A. Bogusławską i D. Brzezińską w rzeczywistym budynku średniowysokim (19,8 m) LabFactor zlokalizowanym na terenie kampusu Politechniki Łódzkiej [5]. Stwierdzono, że system oddymiania grawitacyjnego funkcjonuje prawidłowo (z odpowiednią wydajnością) przez ok. 80% roku, przy czym wymaganą wydajność określono według kryterium przepływu powietrza przez klatkę schodową, wynoszącego zgodnie z normą brytyjską BS 7346-7:2013 10 wym./h [5, 6]. Przez niecałe 10 miesięcy w roku różnica temperatury między środowiskiem zewnętrznym a wnętrzem klatki schodowej wynosi maksymalnie –4,6°C (maksymalna temperatura zewnętrzna to 15,4°C przy temperaturze wewnątrz klatki schodowej ok. 20°C). W pozostałym okresie, kiedy temperatura zewnętrzna jest wyższa od 15,4°C, wymagana wydajność grawitacyjnego systemu oddymiania nie jest zachowana. Badaczki we wnioskach praktycznych ze swoich badań wskazują, że z jednej strony system oddymiania grawitacyjnego cechuje się większą niezawodnością zadziałania niż system różnicowania ciśnienia (ze względu na brak urządzeń regulujących i sterujących), lecz z drugiej jest bardziej niestabilny i zależny od warunków atmosferycznych – nie tylko od parcia wiatru, ale też od temperatury zewnętrznej wpływającej na różnicę temperatury między otoczeniem zewnętrznym a chronioną klatką schodową [5]. Dlatego wybór systemu ochrony dróg ewakuacyjnych między instalacją oddymiania a systemem różnicowania ciśnień powinien każdorazowo uwzględniać także akceptowalność ryzyka niewystarczająco wydajnej pracy przez część roku.
Bezpieczna ewakuacja a możliwość otwarcia drzwi przeciwpożarowych
W stosowanych już od roku znowelizowanych normach PN-EN 12101-6:2022 [1] oraz PN-EN 12101-13:2022 [2] bardzo duży nacisk położono na spełnienie kryterium siły potrzebnej do otwarcia drzwi dymoszczelnych (przeciwpożarowych) na drodze ewakuacyjnej, która nie może przekraczać 100 N. Drugim ważnym kryterium jest utrzymanie różnicy ciśnienia przy drzwiach zamkniętych (powyżej 30 Pa) i prędkości przepływu powietrza w otwartych drzwiach między przestrzenią chronioną a niechronioną (≥ 1 m/s w przypadku systemów klasy 1 oraz ≥ 2 m/s dla systemów klasy 2). Wartości te zostały urealnione w stosunku do starej wersji normy – łatwiej je osiągnąć i utrzymać bez szkody dla bezpieczeństwa ewakuacji.
Zapewnienie odpowiednich warunków ewakuacji ma wspierać kolejny wymóg nowej normy, tj. czas potrzebny do tego, by układ osiągnął odpowiednie parametry pracy. Wyodrębniono następujące wymagania:
- czas aktywacji systemu – czas, w jakim system powinien się aktywować od momentu otrzymania sygnału o pożarze, nie może przekroczyć 60 s;
- czas pracy (operation time) – czas od momentu aktywacji systemu do osiągnięcia pełnej sprawności układu, nie może przekroczyć 120 s;
- czas reakcji (response time) – czas po zmianie położenia drzwi (zamknięte/otwarte), w jakim system osiąga projektowane parametry, nie może być dłuższy niż 5 s.
Z punktu widzenia przebiegu samej ewakuacji szczególnie istotny jest ten ostatni parametr (czas reakcji). Zbyt długi czas ustalania parametrów pracy może powodować problem z otwarciem drzwi na drodze ewakuacyjnej, a to może opóźnić, utrudnić lub wręcz uniemożliwić ewakuację [4].
Na ważne zagadnienie związane z prawidłowym doborem drzwi przeciwpożarowych zwracają także uwagę E. Sztarbała i G. Sztarbała [7]. W normie PN-EN 12101-13:2022 [2] określono wzór łączący maksymalną różnicę ciśnień ΔPmax, jaka może występować po dwóch stronach drzwi, aby siła potrzebna do ich otwarcia nie była większa niż 100 N. Oprócz parametrów takich jak wymiary geometryczne drzwi (w tym odległość osi klamki od krawędzi ościeżnicy) wskazano także moment otwierający drzwi [Nm]. Jak podkreślają autorzy, jest to wielkość, która charakteryzuje samozamykacz i powinna zostać określona na etapie projektu architektonicznego drzwi przeciwpożarowych – można wówczas uwzględnić, że drzwi będą się otwierać w kierunku przestrzeni o podwyższonym ciśnieniu [7]. Dobór samozamykacza bez uwzględnienia różnicy ciśnienia powoduje często nieprawidłowe działanie drzwi podczas testów i konieczność skorygowania ich parametrów. Odpowiedni moment otwierający drzwi przeciwpożarowych mógłby być wskazany przez producenta systemu różnicowania ciśnień jako jeden z parametrów prawidłowej pracy układu [7].
Opr. red.
Literatura
1. PN-EN 12101-6:2022 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień. Zestawy urządzeń
2. PN-EN 12101-13:2022 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 13: Systemy różnicowania ciśnień (SRC). Projektowanie i metody obliczeniowe, instalowanie, badania okresowe i konserwacja
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2022 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (t.j. DzU 2022, poz. 1225)
4. Łącki Włodzimierz, Systemy różnicowania ciśnienia. Nowelizacja normalizacji w zakresie projektowania, obliczania, montażu oraz badań i konserwacji, „Rynek Instalacyjny” 12/2022, https://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/systemy-ppoz/153696,systemy-roznicowania-cisnienia
5. Bogusławska Arleta, Brzezińska Dorota, Systemy oddymiania klatek schodowych. Wpływ temperatury zewnętrznej na przepływ powietrza, „Cyrkulacje” 76 (lipiec–sierpień), 2023
6. BS 7346-7:2013 Components for smoke and heat control systems. Code of practice on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car parks
7. Sztarbała Ewa, Sztarbała Grzegorz, Siła otwarcia drzwi 100 N a samozamykacz w drzwiach do przestrzeni chronionej, „Cyrkulacje” 76 (lipiec–sierpień), 2023
8. Materiały techniczne firm: Aereco, Frapol, Mercor, Smay
