Wentylacja pożarowa - najczęściej występujące błędy w projektowaniu i wykonawstwie

Poprawne funkcjonowanie wentylacji pożarowej jest podstawowym warunkiem przeprowadzenia sprawnej ewakuacji budynku podczas pożaru. Jest to szczególnie istotne w obiektach wysokościowych, gdzie podjęcie akcji ratowniczej z zewnątrz jest bardzo utrudnione, a dla kondygnacji zlokalizowanych powyżej 50 m jedyną szansą na ratunek jest ewakuacja przez wewnętrzne korytarze i klatki schodowe. Z tego względu tak ważne jest, aby budynek mógł „bronić się” sam. Oznacza to, że przez wystarczająco długi czas drogi ewakuacyjne muszą pozostać drożne i wolne od dymu, aby zapewniæ ludziom możliwość bezpiecznego opuszczenia budynku. W obiektach tego typu muszą zatem funkcjonować właściwie zaprojektowane i wykonane systemy wentylacji pożarowej. W niniejszym artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z poprawnym funkcjonowaniem wentylacji pożarowej oraz wskazane zostały częste błędy powstające na etapie projektu oraz wykonania tego typu instalacji.

Strefy pożarowe i rejony
oddymiania
Właściwie wykonany podział obiektu na
strefy pożarowe i rejony oddymiania rzutuje
na dalszy tok projektowania. Szczególnie
istotna jest wielkość tych obszarów,
a więc i rozpiętość instalacji wentylacji pożarowej. Generalnie im większy zostanie
przyjęty rejon oddymiania obsługiwany
przez jedną instalację, tym większe jest
ryzyko jej wadliwego działania. Jako
przykład może służyć pożarowa instalacja
wyciągowa w jednym z nowo powstałych warszawskich biurowców, w którym
do pojedynczego przewodu podłączone
było blisko 30 odgałęzień na każdej kondygnacji.
W warunkach pożaru na przewodzie
musi zamknąć się znaczna liczba
klap pożarowych, co bardzo zmniejsza
pewność działania całego systemu.
Trzeba więc projektować instalacje oddymiające jak najmniej rozbudowane.
Należy również pamiętać, że przyjęcie
zbyt dużej powierzchni strefy oddymiania
może doprowadzić do znacznego wychłodzenia gazów pożarowych, co spowoduje
istotne obniżenie skuteczności
oddymiania szczególnie w systemach
grawitacyjnych.

Wybór systemu detekcji dymu


Bezpieczeństwo ludzi przebywających
w budynku oraz ograniczenie strat spowodowanych
pożarem w dużej mierze zależy od czasu uruchomienia systemu
ochrony przeciwpożarowej. Priorytetowe
znaczenie ma więc właściwe zaprojektowanie
systemu alarmowego w obiekcie.
Wybór rodzaju i rozmieszczenia czujek
powinno być każdorazowo poprzedzone
dokładną analizą typu pożaru, jaki może
zaistnieć w danym budynku. Często jednak
na etapie projektu, a nawet realizacji
inwestycji nie wiadomo, co w danym pomieszczeniu
może się palić. Wtedy projektanci
najczęściej stosują jonizacyjne
czujki dymu, które jak wynika z testów
pożarowych są bardziej uniwersalne niż
czujki optyczne. Należy jednak pamiętać,
że czujki jonizacyjne są wrażliwe na
„przedmuchanie”, czyli znaczne prędkości
powietrza, które mogą wywołać fałszywy alarm. Jest to argument za stosowaniem
czujek optycznych w nowych
budynkach, z dobrą klimatyzacją, nawiewami,
wyciągami itp.


W niektórych przypadkach zamiast czujek
jonizacyjnych lub optycznych bezpieczniej
jest stosować czujki dwusensorowe
optyczno-temperaturowe. Czujka
ta ma czułość mniej więcej równą
optycznej, jeżeli chodzi o wykrywanie dymów
w niskiej temperaturze, a staje się
bardziej przydatna, gdy temperatura rośnie.
Czujka tego typu zadziała również
podczas pożaru bezdymnego, zaś czujka
jonizacyjna tego nie zrobi. Ten typ detekcji
dymu jest szczególnie polecany
np. dla nowych budynków biurowych
z lokalami pod najem, w których nie wiadomo
kto i z jakim wyposażeniem się
wprowadzi.
Innym zalecanym rozwiązaniem są systemy
ssące bardzo wczesnej detekcji
dymu (VESDA). Ograniczono w nich
praktycznie do zera możliwość wystąpienia fałszywych alarmów, pozwalają
równie¿ na monitorowanie wzrostu zagrożenia. Oprócz tego detektory będą
praktycznie całkowite zamaskowane,
gdy zastosujemy do nich rurki kapilarne.
System VESDA staje się szczególnie
przydatny w obiektach o dużej kubaturze
charakteryzujących się nierównomiernym
rozkładem dymu na różnych
wysokościach, jak np. budynki z atriami
i kopułami.

Wybór systemu i dobór urządzeń
wentylacji pożarowej
Podstawową zasadą działania wentylacji
pożarowej w budynkach wielokondygnacyjnych
jest zapewnienie w nich poprawnego
rozkładu ciśnienia na pionowych
i poziomych drogach ewakuacji.
Cechą wspólną dla wszystkich systemów
wentylacji mechanicznej jest utrzymanie
nadciśnienia na klatkach schodowych
i w przedsionkach w stosunku do
poziomych dróg ewakuacji. Właściwy
rozkład ciśnienia w obiekcie jest prawdziwą „piętą achillesową” wykonanych
systemów wentylacji pożarowej wielu
budynków wysokich i wysokościowych.








Fot 3. Wentylatory dachowe (BSH Klima Polska, O. Erre, Metalplast, Konwektor Śląsk)
Błędy projektowe i ich skutki
Aby osiągnąć efekt odpowiedniej gradacji ciśnienia, należy spełnić szereg warunków, o których projektanci instalacji oddymiających często zapominają.
• Po pierwsze bardzo staranie należy wybrać sposób nawiewu świeżego powietrza oraz wielkość i typ zastosowanych wentylatorów. W praktyce często spotyka się niewłaściwy nawiew powietrza do klatek schodowych np. nawiew jednopunktowy dla budynków o wysokości powyżej 8 kondygnacji. Takie rozwiązanie jest oczywiście najprostsze, ale w wysokich budynkach praktycznie nie pozwala sterować wielkością nadciśnienia.
• Innym dość powszechnym błędem jest projektowanie jednobiegowych wentylatorów o zbyt niskim sprężu i wydajności na potrzeby nawiewu powietrza do klatek schodowych. Należy stosować wentylatory z płynną regulacją obrotów (wyposażone w falownik) i z pewnym nadmiarem mocy oraz zapewnić sterowanie czujnikami ciśnienia w celu dostosowania strumienia objętości powietrza i sprężu wentylatora do osiągnięcia wymaganej skuteczności.
• Poważną nieprawidłowością jest również niewystarczająca izolacja przewodów wyciągowych lub jej całkowity brak, co w warunkach pożaru łatwo prowadzi do ich zniszczenia i w efekcie uniemożliwi skuteczne oddymianie kondygnacji objętej pożarem. Podobny problem związany jest z powszechnie występującym brakiem kompensacji oraz specjalnych zawiesi i usztywnień chroniących najczęściej stosowany kanał z blachy stalowej przed deformacją w wyniku rozszerzania termicznego.
• Kolejnym problemem zarówno na etapie projektowania, jak i wykonania instalacji jest niewłaściwe umiejscowienie otworów w przegrodach budowlanych. Kierunek przepływu powietrza w systemie wentylacji pożarowej powinien wspomagać działanie systemu przez wypieranie zadymionego powietrza ze strefy przypodłogowej. Tymczasem np. umieszczenie otworów przewałowych pomiędzy przedsionkiem i korytarzem w górnej części ściany dzielącej te pomieszczenia, będzie powodować wtłaczanie zadymionego powietrza do przestrzeni korytarza, która powinna pozostać wolna od dymu.

Oddymianie budynku poprzez
instalację bytową
W celu obniżenia nakładów inwestycyjnych
coraz częściej stosowanym zabiegiem
zarówno w obiektach nowo projektowanych,
jak i modernizowanych jest
łączenie wentylacji pożarowej z wentylacją ogólną. Przyjęcie takiego rozwiązania
ma wiele praktycznych zalet. Przede
wszystkim zdecydowanie obniża koszty
inwestycyjne związane z wykonaniem instalacji
oddymiającej, ponadto pozwala na
zaoszczędzenie przestrzeni technicznej,
co ma szczególne znaczenie w modernizowanych
istniejących budynkach. Niestety,
jak wykazuje praktyka przyjęcie takiego
rozwiązania jest również przyczyną powstawania
wielu błędów zarówno na etapie
projektu, jak i wykonania instalacji.
Z najpoważniejszych wymienić można
chociażby niewłaściwy dobór wielkości
i typu wentylatorów. Przykładowo na potrzeby
wentylacji ogólnej w jednym z niedawno
oddanych do użytku budynków
zastosowano dwubiegowy wentylator oddymiający, którego wydatek w warunkach
pożaru po przejściu na drugi stopień pracy
wzrastał dwukrotnie. Tymczasem z obliczeń
wynikało, że ilość powietrza usuwanego
z korytarzy ewakuacyjnych podczas
pożaru będzie czterokrotnie większa od
ilości powietrza na potrzeby wentylacji
ogólnej. Wentylator ten będzie miał również niewystarczające ciśnienie robocze
dla pokonania gwałtownie wzrastających
oporów przepływu powietrza przy wyciągu pożarowym. W takiej sytuacji powinno
się zainstalować oddzielny wentylator
o wymaganych parametrach jedynie na
potrzeby wentylacji pożarowej.
Często zdarza się również, że w instalacjach
oddymiających montuje się wentylatory,
klapy pożarowe i inne elementy
bez wymaganych aprobat technicznych
potwierdzonych certyfikatami zgodności.
Jeszcze innym błędem, z którym można
się spotkać zwłaszcza w modernizowanych
obiektach, jest brak wydzielonych
pożarowo szachtów do odprowadzenia
zadymionego powietrza i gorących gazów
pożarowych. Przewody wyciągowe służące zarówno wentylacji ogólnej i oddymiającej prowadzone są razem z przewodami
nawiewnymi. W sytuacji kiedy nastąpi
rozszczelnienie przewodów wyciągowych
np. na skutek oddziaływania wysokiej
temperatury i braku kompensacji, zadymione
powietrze może przedostać się do
części budynku nieobjętej pożarem.

Współpraca systemów ochrony
przeciwpożarowej budynku
Fundamentalne znaczenie dla skutecznej
ochrony przeciwpożarowej budynku ma
współdziałanie wszystkich zainstalowanych
w obiekcie systemów ochrony pożarowej
tj. instalacji oddymiającej, alarmowej,
tryskaczowej itd. Nowe regulacje
prawne nakładają obowiązek zarówno na
projektantów tych systemów, jak i rzeczoznawców
do spraw zabezpieczeń
przeciwpożarowych, dostosowania ich do
wymagań wynikających z przyjętego scenariusza
rozwoju zdarzeń na wypadek pożaru. Przyjęcie tego zapisu przyczyni się
niewątpliwie do ograniczenia sytuacji,
w której różne instalacje służące ochronie
przeciwpożarowej w budynku wykonywane
są przez różne firmy i brak jest
kompleksowego nadzoru nad działaniem
całego systemu.
Wybór firmy, której inwestor powierzy
wykonanie projektu, budowę i ostateczne
przeglądy techniczne oraz konserwację
instalacji wobec braku w Polsce uregulowań
prawnych dotyczących certyfikacji
usług, jest obarczony dużym ryzykiem
dokonania niewłaściwego wyboru. Konsekwencja
to wadliwe działanie sytemu,
który w warunkach pożaru może spowodować
zagrożenie dla życia ludzi. Dobrą
wiadomooecią jest więc informacja o uruchomieniu
w tym roku jednostki certyfikacji
usług w zakresie ochrony przeciwpożarowej w Centrum Naukowo Badawczym
Ochrony Przeciwpożarowej w Józefowie
k. Otwocka, co w przyszłości pozwoli na
wyeliminowanie z rynku firm nieposiadających odpowiednich kwalifikacji w omawianym
zakresie.

Podsumowanie
W ostatnich latach nastąpiła wyraźna
zmiana w podejściu do zagadnień związanych
z ochroną przeciwpożarową budynków
przebywania zbiorowego. Pomimo
często występujących błędów zauważyć
można znaczną poprawę w jakości projektowania
i wykonania instalacji przeciwpożarowych. Fakt ten w połączeniu z nowymi
regulacjami prawnymi i wytycznymi
dla projektantów może w najbliższym
czasie zdecydowanie podnieść poziom
bezpieczeństwa w obiektach tego typu,
jak również wydatnie przyczyniæ się do
ograniczenia strat związanych z zaistnieniem
pożaru. Warto również dodać, że od
kilku lat zagadnienia dotycz¹ce wentylacji
pożarowej są również częścią programu
kształcenia przyszłych projektantów i wykonawców
instalacji wewnętrznych, co
może przyczynić się do lepszego zrozumienia
zagadnień związanych z ochroną
przeciwpożarową budynków.

dr inż. Grzegorz Kubicki
Instytut Ogrzewnictwa
i Wentylacji
Politechnika Warszawska
Literatura:
[1] Rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych i administracji
z dnia 22 kwietnia 1998 r. w sprawie wyrobów
służących do ochrony przeciwpożarowej, które mogą
być wprowadzone do obrotu i stosowane wyłącznie
na podstawie certyfikatu zgodności (Dz. U. Nr 55
poz.362)
[2] Rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych i administracji
z 16 czerwca 2003 r. w sprawie uzgodnień
projektu budowlanego pod względem ochrony przeciwpożarowej (Dz. U. Nr 121 poz. 1137)
Źródło: