Systemy ochrony dróg ewakuacyjnych

Największe zagrożenie dla ewakuujących się ludzi i ekip ratowniczych w przypadku pożaru stanowią dym i gazy pożarowe. Aby minimalizować to zagrożenie i ułatwiać pracę ekip ratowniczych, stosuje się rozwiązania zapewniające usuwanie dymu i ciepła.

Kwestie dróg ewakuacyjnych reguluje rozdział 4 WT, a zapobiegania zadymieniu i oddymiania pionowych dróg ewakuacyjnych m.in. § 245, 246 i 247. Warunki techniczne w § 245 wymagają, aby klatki schodowe przeznaczone do ewakuacji ze stref pożarowych były obudowane i zamykane drzwiami dymoszczelnymi oraz wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu, uruchamiane samoczynnie za pomocą systemu wykrywania dymu. Urządzenia zapobiegające zadymieniu na pionowych drogach ewakuacji wymagane są w budynkach wysokich (z wyjątkiem mieszkalnych) i wysokościowych. Warunki techniczne pozwalają na zastosowanie urządzeń oddymiających w budynkach użytkowych niskich zaliczanych do kategorii ZL II i średniowysokich: ZL I; ZL II; ZL III i ZL V. Zastosowanie urządzeń oddymiających jest możliwe także w budynkach mieszkalnych ZL IV, pod warunkiem zachowania określonej długości dojść ewakuacyjnych.

W niektórych obiektach i zlokalizowanych w nich drogach ewakuacyjnych stosowane są systemy różnicowania ciśnienia (ang. pressure differential systems – PDS). Zasadą ich działania jest wytworzenie ciśnienia i kontrola jego różnicy, tak aby drogi ewakuacyjne były wolne od dymu, a przepływ powietrza ukierunkowany, niezależnie od wysokości budynku oraz warunków na zewnątrz budynku – takich jak m.in. temperatura powietrza zewnętrznego oraz kierunek i prędkość wiatru.
Dzięki postępowi technicznemu w budowie wentylatorów, szczelnym drzwiom, a zwłaszcza układom sterowania od lat 80. XX wieku systemy te są z powodzeniem stosowane i stale rozwijane. Obecnie zdecydowana większość stosowanych rozwiązań to systemy nadciśnieniowe. Za ich pomocą chronione są najczęściej pionowe drogi ewakuacyjne – klatki schodowe, szyby windowe oraz przedsionki przeciwpożarowe. Można dzięki tym systemom ochraniać przed zadymieniem także poziome drogi ewakuacyjne.

Skuteczne działanie systemu wymaga doboru odpowiedniego dla konkretnego budynku rozwiązania oraz parametrów technicznych. Od jakości i poprawności takich projektów zależy życie ludzi. Z tego względu firmy oferujące systemy do kontroli rozprzestrzeniania się dymu i ciepła oferują fachową pomoc i podkreślają, że nie wystarczy tylko wyznaczenie tras kanałów oraz lokalizacji otworów doprowadzających powietrze, trzeba też zapewnić odprowadzenie powietrza z kondygnacji objętej pożarem, a tym samym analizę dla całego budynku jako zespołu połączonych ze sobą hydraulicznie przestrzeni. Obecnie budynki są coraz bardziej szczelne i stawiają wyższe wymagania w zakresie planowania i realizacji systemów oddymiania i napowietrzania.

W procesie projektowania systemów zapobiegania zadymieniu pionowych i poziomych dróg ewakuacyjnych wykorzystuje się normę PN-EN 12101-6:2007 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień. Zestawy urządzeń. Projekt może opierać się też na Instrukcji nr 378/2002 Instytutu Techniki Budowlanej Projektowanie instalacji wentylacji pożarowej dróg ewakuacyjnych w budynkach wysokich i wysokościowych. Projektant ma również prawo do projektowania wg indywidualnych kryteriów projektowych w danym budynku na podstawie własnej wiedzy technicznej oraz uzgodnień z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych.

Niezależnie od tego, która ścieżka zostanie wykorzystana i jakie zostaną przyjęte rozwiązania techniczne, każdy z systemów zapobiegania zadymieniu powinien zapewnić:

• zadane nadciśnienie,
• określoną minimalną prędkość przepływu w drzwiach otwartych,
• nieprzekraczalną maksymalną siłę niezbędną do otwarcia drzwi ewakuacyjnych.

Do dyspozycji są też wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016 Systemy oddymiania klatek schodowych. Ich zakres jest węższy niż normy czy instrukcji i obejmuje system oddymiania. Zawarte w nich 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.

Norma PN-EN 12101-6:2007

Norma PN-EN 12101-6:2007 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień. Zestawy urządzeń określa systemy ciśnieniowe stosowane w celu zapobiegania rozprzestrzenianiu się dymu przez otwory w przegrodach budowlanych. Zawiera procedury sprawdzania zastosowanych systemów wraz z warunkami ich wykonania i odbioru. Ma zastosowanie do systemów przewidzianych do zabezpieczania dróg ewakuacyjnych, takich jak klatki schodowe, korytarze, przedsionki, oraz systemów stosowanych w celu umożliwienia prowadzenia akcji gaśniczo-ratowniczych.

Systemy ciśnieniowe, które zapobiegają rozprzestrzenianiu się dymu przez otwory w przegrodach budowlanych, norma dzieli na klasy. Określa także procedury sprawdzania zastosowanych systemów oraz podaje warunki ich wykonania i odbioru.
Norma określa sześć klas systemów, od A do F, które różnią się wymaganiami i warunkami projektowymi dla danych budynków. Każda z klas ma zastosowanie do różnych budynków w zależności od ich przeznaczenia.

Klasa A ma zastosowanie głównie w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych, a projekt powinien być oparty na założeniu, że budynek nie będzie ewakuowany do czasu wystąpienia bezpośredniego zagrożenia pożarem.

Klasę B stosuje się dla budynków wysokich i wysokościowych wyposażonych w dźwigi dla ekip ratowniczych oraz w przedsionki przeciwpożarowe – w praktyce są to głównie biurowce.

Klasę C stosuje się głównie w budynkach biurowych, dla których w projekcie przyjęto założenie, że użytkownicy obiektu będą czujni i przeszkoleni oraz będą znać otoczenie – w tym drogi ewakuacyjne.

Klasę D stosuje się w budynkach, w których użytkownicy śpią, np. w hotelach. Zakłada się, że użytkownicy nie znają budynku i w razie ewakuacji mogą wymagać pomocy w dotarciu do wyjścia. Tę klasę stosuje się też w budynkach, w których klatki schodowe powinny być wyposażone w przedsionki przeciwpożarowe, ale ze względów architektonicznych nie można ich wydzielić.

Klasę E stosuje się głównie w szpitalach – czyli tam, gdzie stosowana jest ewakuacja stopniowa.

Klasę F stosuje się w obiektach z przedsionkami o wielu wyjściach w celu zmniejszenia dużego zadymienia schodów pożarowych podczas ewakuacji oraz prowadzenia działań ratowniczych.

Po określeniu przeznaczenia budynku należy wybrać dla niego taki system, który zapewni spełnienie wymagań dla danej klasy systemu zapobiegania zadymieniu. Norma określa siedem kryteriów projektowych dla poszczególnych klas systemów i kryteria te mają wpływ na dobór wydajności jednostki napowietrzającej. W ramach każdego z kryteriów opisane są warunki w budynku dla poszczególnych klas systemów od A do D. Są to kryteria:

1. różnicy ciśnień 50 Pa między klatką schodową a przestrzenią użytkową,
2. różnicy ciśnień 10 Pa między klatką schodową a przestrzenią użytkową,
3. różnicy ciśnień między przedsionkiem a przestrzenią użytkową,
4. przepływu powietrza między przestrzenią o podwyższonym ciśnieniu a pomieszczeniem użytkowym,
5. przepływu powietrza między przedsionkiem a pomieszczeniem użytkowym,
6. szybu dźwigu,
7. siły otwierającej drzwi.

Przykładowo w kryterium dla różnicy ciśnień 50 Pa między klatką schodową a przestrzenią użytkową dla systemu A wymienione zostały następujące wymagania:

1. Wszystkie drzwi między klatką schodową o podwyższonym ciśnieniu a przedsionkiem/korytarzem są zamknięte.
2. Wszystkie drzwi między klatką schodową o podwyższonym ciśnieniu i końcowym wyjściem są zamknięte.
3. Końcowe drzwi wyjściowe są zamknięte.
4. Umożliwione jest odprowadzanie powietrza z pomieszczenia użytkowego na kondygnacji, na której wykryto pożar.

Firmy oferujące systemy zapobiegania zadymieniu oferują bardzo przejrzyste materiały wspomagające dobór w postaci tabel oraz schematy rysunkowe wymagań projektowych dla poszczególnych klas systemowych. Jednym z nich jest Informator techniczny 2019 – Systemy wentylacji pożarowej znajdujący się w materiałach dla projektantów na stronie www firmy Mercor.

W skład typowego układu zapobiegania zadymieniu pionowych dróg ewakuacyjnych wchodzą zestawy nawiewne górny i dolny, zestawy upustowe górny i dolny, centrale zasilająco-sterujące systemem oraz osprzęt wentylacyjny – kratki osłonowe, czerpnie oraz wyrzutnie ścienne, izolowane przepustnice powietrza. Konfiguracja i liczba poszczególnych elementów składowych systemu zależą od wymagań scenariusza pożarowego, specyfikacji budynku i usytuowania w nim klatki schodowej, szybu windy czy innej przestrzeni.

Systemy te mają różne wydajności jednostek napowietrzających. Ich zabudowa może być pionowa lub pozioma, wewnątrz lub na zewnątrz chronionego budynku. Elementy upustowe mają różne rozmiary oraz zabudowy – ścienne, kanałowe i dachowe, na zewnątrz i wewnątrz budynku.

Na rynku oferowanych jest kilka systemów uznanych producentów, które posiadają aprobaty Instytutu Techniki Budowlanej. Przy wyborze systemów kontroli rozprzestrzeniania się dymu i ciepła zaleca się stosowanie certyfikowanych zestawów urządzeń. Z kolei eksploatacja wymaga okresowych kontroli stanu instalacji wentylacji pożarowej i testów jej działania.

Instrukcja ITB 378/2002

Instrukcja nr 378/2002 Instytutu Techniki Budowlanej: Projektowanie instalacji wentylacji pożarowej dróg ewakuacyjnych w budynkach wysokich i wysokościowych określa dwie klasy systemów zabezpieczania dróg ewakuacyjnych: A i B. Są to rozwiązania polegające na zabezpieczeniu przed zadymieniem klatki schodowej i przedsionków pożarowych oraz wentylacji oddymiającej korytarz ewakuacyjny. Instrukcja określa pięć kryteriów projektowych dla obu klas – tj. A i B:

1. zabezpieczenie klatki schodowej przed zadymieniem,
2. zabezpieczenie przedsionka przeciwpożarowego przed zadymieniem,
3. oddymianie korytarzy ewakuacyjnych,
4. zabezpieczenie holu wejściowego przed zadymieniem,
5. zabezpieczenie szybu dźwigu przed zadymieniem.

Na przykład kryterium „zabezpieczenie klatki schodowej przed zadymieniem” dla klasy A wymaga, aby instalacja zapobiegania zadymieniu zapewniła:

1. różnicę ciśnień 20–80 Pa między klatką schodową a korytarzem przy założeniu, że wszystkie drzwi między klatką schodową o podwyższonym ciśnieniu a przedsionkami są zamknięte i końcowe drzwi wyjściowe są zamknięte;
2. prędkość powietrza nie mniejszą niż 0,5 m/s przez otwarte drzwi klatki schodowej na kondygnacji objętej pożarem przy jednoczesnym otwarciu drzwi przedsionka przeciwpożarowego oraz przez otwarte drzwi końcowe klatki schodowej.

Dla klasy B instalacja zapobiegania zadymieniu powinna zapewnić:

1. różnicę ciśnień 20–80 Pa między klatką schodową a korytarzem przy założeniu, że wszystkie drzwi między klatką schodową o podwyższonym ciśnieniu a przedsionkami są zamknięte i końcowe drzwi wyjściowe są zamknięte;
2. prędkość powietrza nie mniejszą niż 0,5 m/s przez otwarte drzwi klatki schodowej na kondygnacji objętej pożarem przy jednoczesnym otwarciu drzwi przedsionka przeciwpożarowego oraz przez otwarte drzwi końcowe klatki schodowej.

Wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016

Zasady projektowania mechanicznych systemów oddymiania opisane zostały w Wytycznych CNBOP-PIB W-0003:2016 Systemy oddymiania klatek schodowych. Zadaniem tych systemów jest utrzymywanie dymu powyżej kondygnacji objętej pożarem, aby ułatwić ewakuację niższych kondygnacji i przyspieszyć dotarcie strażaków do źródła pożaru, ugaszenie go, a następnie rozpoczęcie akcji ratowniczej na kondygnacjach powyżej opanowanego pożaru po oczyszczeniu klatki schodowej z dymu. Wytyczne definiują system oddymiania jako zestaw wszystkich podzespołów koniecznych do budowy instalacji służącej oddymianiu klatek schodowych, dobranych pod kątem ich właściwego współdziałania. Jest to gotowy do działania system z elementami wykonawczymi (klapy dymowe, urządzenia fasadowe, otwory napływu powietrza kompensacyjnego) oraz układem automatycznego sterowania i detekcji wraz z zasilaniem i okablowaniem.

Literatura

1. PN-EN 12101-6:2007 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnień. Zestawy urządzeń.
2. Instrukcja nr 378/2002 Instytutu Techniki Budowlanej: Projektowanie instalacji wentylacji pożarowej dróg ewakuacyjnych w budynkach wysokich i wysokościowych.
3. Wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016 Systemy oddymiania klatek schodowych.
4. Kubicki G., Systemy oddymiania klatek schodowych – nowe wytyczne projektowe, „Rynek Instalacyjny” nr 1–2/2017.
5. Materiały techniczne firm: Aereco, Cerbex, FläktGroup, Frapol, Mercor, Promat, Scrol, Smay, Systemair.