Противодымная приточная вентиляция: устройство, пример расчета

Видео: Аэродинамический расчет системы вентиляции в екселе

Неправильно работающая вентиляция может стать причиной быстрого распространения пожара и продуктов горения, привести к гибели людей, порче имущества. Поэтому расчет и установка такой системы, как противодымная приточная вентиляция, является очень серьезным вопросом, не терпящим легкомыслия. СНиП требуют обязательного наличия соответствующих дымоотводов на промышленных и общественных объектах. Расчет их производится еще на этапе планирования и проектирования помещений. Особенно это важно для объектов, через которые производится в аварийных ситуациях эвакуация людей. Наличие противодымной приточной вентиляции обязательно в шахтах лифтов, коридорах, приемных, лестничных пролетах и проходных помещениях. От этого зависит жизнь людей.

Общая характеристика

Приточная противодымная вентиляция - это комплекс коммуникаций, устройств, совокупность работы которых обеспечивает подачу достаточного количества воздуха в помещения в момент возгорания и после него. Система вентиляции должна обеспечивать возможность эвакуации людей по предусмотренному маршруту.

Все пути их следования должны быть доступными для передвижения. Это способствует существенному снижению смертности из-за отравления продуктами горения, устраняет панику при эвакуации. Устройство приточной противодымной вентиляции предполагает автономность и несвязанность системы с другими воздуховодами и коммуникациями.

Главная задача подобной системы - это обеспечение видимости на пути следования людей при эвакуации, подача достаточного количества воздуха на лестничные клетки, в коридоры, шахты лифта, проходные помещения и т. д. Это позволяет снизить вероятность потери сознания из-за удушения угарным газом и значительно снижает количество несчастных случаев во время чрезвычайных ситуаций.

Необходимость устройства вентиляции

По данным МЧС при возникновении пожаров в жилых или производственных помещениях 70% гибели людей вызвано удушением продуктами горения. Противодымная приточная вентиляция, устроенная должным образом, способна спасти множество жизней. В России в результате пожаров в помещениях гибнет до 10 тыс. человек. Для сравнения, в Китае при численности населения 1,4 млрд. человек эта цифра составляет 1,5 тыс. человек. В США при большой численности населения в результате пожаров ежегодно гибнет 3 тыс. человек.

Поэтому приточно-вытяжная противодымная вентиляция необходима при эксплуатации различных зданий. В нашей стране частота случаев возгорания в 25-этажных домах составляет не более 20 раз в году. Такой низкий показатель в масштабах всей страны наглядно иллюстрирует, насколько эффективна современная, рассчитанная по всем правилам и примерам противодымная вентиляция приточного типа.

А вот в более старых строениях с этажностью от 17 до 25 ежегодно случается 650 случаев возгорания с летальным исходом в 20 случаях. В 6-9 этажных домах этот показатель достигает 350 человек при 8 тыс. случаев пожаров. Но в 5-этажных домах число жертв составляет ежегодно 9 тыс. человек. Это связано с отсутствием эффективных систем оттока продуктов горения при пожаре.

Принцип работы системы

Согласно правилам СП 7.13130.2009 установка приточной противодымной вентиляции обязательна для высотных сооружений, административных зданий, подземных гаражей, паркингов, офисных комплексов.

Принцип работы любой противодымной приточной вентиляции заключается в обеспечении эффективной эвакуации и сохранении имущества при пожаре. Также система позволяет обеспечить доступ спасателей внутрь здания при сдерживании распространения продуктов возгорания по путям следования людей.

Приточная противодымная вентиляция будет еще эффективнее при наличии элементов автоматики в системе. Датчики будут быстро реагировать на возникновение очагов возгорания и задымления, передавать сигнал на контрольный пункт. Автоматическое включение системы позволит оперативно реагировать на чрезвычайные ситуации. Если противодымная вентиляция приточного типа определяет ситуацию начала пожара, она открывает клапаны поступления воздуха, и начинается ее функционирование.

Технология работы

Приточная противодымная вентиляция, пример расчета которой предусматривает СНиП 2.94.05-91, не разрешает одновременно использовать те же каналы систем обычной вентиляции вместе с отводом дыма. В помещении при помощи вентиляторов нагнетается повышенное давление, которое выталкивает продукты горения из помещения.

Расчеты производятся для определения параметров, характеристик шума, мощности любой системы противодымной проточной вентиляции (например, ВКОП-1, ESSMANN и т. д.). При разработке плана системы учитываются места установки приемников дыма, параметры каналов отведения, а также места в здании, где необходимыми являются элементы системы.

Установленные нормы предполагают, что на одно устройство отведения продуктов горения должно приходиться не более 900 м² площади строения. Их расположение предполагается под потолком для удобства. Если, например, помещение имеет квадратуру 1600 м², то пример расчета вентиляции может выглядеть так:

1600/900 = 1,7

Значит, для заданного помещения достаточно будет сделать два отсека с автономными каналами коммуникаций.

Видео: Для каких помещений требуется система вытяжной противодымной вентиляции?

Приточная противодымная вентиляция лестничной клетки, коридоров делает возможным отведение угарного газа на крышу через вертикальные участки каналов. Для цокольных этажей и подвальных помещений автостоянок, паркинга возможен отток воздуха через окна и двери определенных габаритов. Осуществляя расчет приточной противодымной вентиляции через въездные ворота или оконные проемы, следует учесть, что они должны быть геометрически правильной, прямоугольной формы. Насосы должны справляться с нагрузкой в течение часа при температуре 600°С и 2 часа при 400°С. Вытяжка должна обеспечивать циркуляцию не менее 19 тыс. м³ воздушных масс.

Лифтовые шахты и лестницы

Согласно противопожарным нормам, все здания высотой от 28 м должны быть оснащены такой системой, как приточная противодымная вентиляция лестничной клетки и лифтовой шахты. Это связано с длиной оборудования для эвакуации людей, находящегося в распоряжении спасателей. Максимально их лестницы могут достать до высоты 28 м.

Если же здание возвышается над уровнем земли более чем на 28 м, то лестничные клетки должны быть спроектированы еще до начала строительства по незадымляемости 2-го или 3-го типа. Противодымная защита в подобных строениях просто жизненно необходима.

Расчет приточной противодымной вентиляции должны проводить квалифицированные специалисты, имеющие сертификаты на право производить подобные работы.

Область применения

Помимо зданий 28 м высотой приточную вентиляцию устранения задымленности обязательно требуется применять в коридорах более 15 м длиной без естественного освещения, из общих холлов с выходом на незадымляемые лестничные клетки. Если в подвальном помещении или на цокольном этаже нет естественного освещения, приточная противодымная вентиляция в коридор должна проводиться в обязательном порядке. Также подобные системы используются в сооружениях, где расстояние от самой удаленной к лестничной площадке двери составляет более 12 м.

Из атриумов и пассажей высотой более 15 м, а также на балконах или дверных проемах, выходящих на эти помещения должен производиться отвод продуктов горения в обязательном порядке. Проектировка коммуникаций в коридорах должна производиться отдельно от систем в жилых или производственных помещениях.

Удаление дыма производят из опасных зон площадью не более 1600 м³, которые должны быть разделены на отсеки.

Правила проектирования и монтажа

При расчете параметров системы дымоотведения приточного типа учитывают нормы предельно допустимого давления при закрытых и открытых дверных проемах, среднее истечение воздуха из помещения, а также его температуру при возникновении пожара. Приточная противодымная вентиляция через въездные ворота, оконные проемы или крышу должна учитывать температуру воздуха в летнее время и силу ветра. Имеет значение при расчетах площадь проемов для движения воздушных масс.

Эксперты, основываясь на существующих в помещении условиях, принимают решение о выборе вентиляторов, воздуховодов и клапанов. Воздушные шахты должны быть спроектированы в соответствии с нормами и требованиями пожарной безопасности.

При расчетах вентиляции представленного типа принимается за основу, что приток воздуха производится только извне при помощи соответствующих точек забора воздуха. Поэтому они должны находиться на достаточном удалении от мест выхода дыма.

Воздух должен подаваться на малой скорости (не более 1 м/с) и распределяться равномерно по помещениям. Также при проектировке должно учитываться, что воздух должен поступать не сверху, а снизу и не достигать нижней границы вероятного нахождения дыма. Приточная противодымная вентиляция, пример расчета которой предусматривает учет расхода движения воздушных масс, должна обеспечивать недосягание дымом верхней границы двери во время эвакуации людей. Подсос воздуха вычисляется по следующей формуле:

G = F(&Delta-P/S)^0,5, где

F – площадь проходного сечения клапана, м²-

&Delta-P – перепад давления на закрытом клапане, Па-

S – удельное сопротивление газопроницания клапана, м³/кг.

Минимально S должно составлять 1,6·-10³ м³/кг.

Рекомендуемый отток воздуха должен составлять 9-11 м/с.

Оборудование

Оборудование для совершения вентиляции должно соответствовать тем условиям, в которых ему, вероятно, придется работать.

Воздуховоды должны быть изготовлены из негорючих материалов, способных выдерживать перегревы длительное время. Так как по ним будут транспортироваться ядовитые газы, пары, образовывающиеся в результате горения, на стыках отводящих каналов не должно быть неплотных соединений.

Вентиляторы должны выдерживать высокие температуры в течение длительного времени. Исходя из расчетных данных, лопасти и системы оборудования должны работать не менее полчаса при температуре воздуха от 300 до 600°С. Они отводят тепло и создают необходимую тягу для притока кислорода внутри строения. Размещение вентиляторов допустимо на крыше или стенах дома отдельно от других подобных конструкций. При подаче воздуха со скоростью не более 1 м/с создается оптимальная характеристика шума. Приточная противодымная вентиляция ВКОП1 чаще всего применяется в нашей стране при проектировке подобных систем. Вентиляторы чаще всего оснащены антивзрывной технологией. Чтобы не возникло аварийных ситуаций из-за попадания внутрь системы посторонних предметов, каналы защищены специальными решетками или жалюзи. Они могут быть выполнены из алюминия или прозрачного поликарбоната, быть однослойными или двуслойными.

Если вентилятор располагается на фасаде здания, существует возможность окрасить решетку и сделать оборудование более незаметным. Современные производители настенных разновидностей вентиляторов предусматривают малую утопленность оборудования в основание стены. Это позволяет максимально незаметно интегрировать их в поверхность стены здания. Это сохраняет впечатление закрытого внешнего вида. При монтаже вентилятора на крыше не так важен его внешний вид, как его приспособленность к условиям окружающей среды. На качестве элементов системы не следует экономить.

Клапаны

Система отвода продуктов горения обязательно содержит такой элемент, как клапан приточной противодымной вентиляции. Он бывает таких разновидностей:

• нормально открытый;
• нормально закрытый;
• двойного действия;
• дымовой.

Нормируемое предельное состояние клапана обозначается буквами, а цифрами – предельное время в минутах, за которое это состояние будет достигнуто.

Существует два типа предельных состояний для подобных элементов системы. Е – потеря плотности, I – потеря способности теплоизоляции. Если в техпаспорте стоит обозначение EI 60, то это должно трактоваться как достижение предельной границы огнеупорности до 60 мин. Причем такое состояние будет наблюдаться по обоим признакам, не зависимо от того, какой из них раньше проявится.

Режим испытаний для каждого типа клапана производится в своих определенных условиях. Для применения каждого устройства существует ряд правил и норм. Без них нельзя устанавливать каждый экземпляр в существующие условия сооружения.

В приточной вентиляции применяют дымовые клапаны, которые в нормальных условиях находятся в закрытом состоянии. При возникновении пожара они открываются, но только в зонах задымления и высокой температуры. В остальных отсеках согласно расчетам они должны оставаться в закрытом положении.

Приточная противодымная вентиляция, устройство которой предполагает использование противодымных клапанов, управляет их заслонкой при помощи электропривода без реагирования на повышение температуры.

Они могут применяться совместно с системами пожаротушения и используются как во время возникновения чрезвычайной ситуации, так и после нее. На лестничных пролетах, в помещениях тамбуров и коридоров чаще применяют нормально закрытые клапаны. От дымовых они отличаются только областью применения и испытательными режимами, указанными в сертификатах.

Применение каждой разновидности клапана должно учитывать условия, в которых он будет функционировать.

Режим управления

Противодымная приточная вентиляция может управляться в автоматическом и дистанционном режимах. Автоматический режим срабатывает при обнаружении датчиками пожара в помещении. Дистанционная система срабатывает при нажатии кнопок в пожарных шкафах или у эвакуационных выходов с этажей.

Эти режимы выбираются, исходя из предположительных ситуаций возникновения пожара.

Совместимость системы с другими средствами пожаротушения также определяется условиями конкретно взятого строения. Разработчики системы прописывают различные возможные сценарии возникновения возгорания, а также способы его устранения.

Ознакомившись с устройством такой системы, как противодымная приточная вентиляция, можно сделать вывод, что от ее правильного устройства зависит не только сохранность имущества, но и жизнь людей, находящихся в помещении.