Oddymianie klatek schodowych: systemy grawitacyjne i nawiew mechaniczny

Jednym z największych zagrożeń w wypadku wystąpienia pożaru jest dym oraz trujące gazy procesu spalania. Większość ofiar pożarów w budynkach mieszkalnych oraz użyteczności publicznej to ofiary zatrucia dymem. Dym bardzo szybko i łatwo rozprzestrzenia się w pomieszczeniach zamkniętych, powodując szybkie odcięcie drogi ewakuacji, utrudnienie orientacji i spowolnienie działań ratunkowych. Systemy oddymiające efektywnie usuwają zadymienie dróg ewakuacyjnych, wymiernie przyczyniając się do ratowania zdrowia i życia ludzkiego.

Rodzaje systemów oddymiania

Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje systemów oddymiania:

System oddymiania grawitacyjnego

System oddymiania grawitacyjnego wykorzystuje naturalny przepływ powietrza i dymu, wywołane ciągiem termicznym oraz właściwościami dymów pożarowych. Do odprowadzenia produktów spalania stosuje się tutaj klapy dymowe (na stropie) i/lub ścienne otwory oddymiające. Należy jednak pamiętać, że przez wysoką podatność na wpływ wiatru, ścienne otwory oddymiające nie są zalecane. System grawitacyjny jest obecnie najczęściej stosowanym systemem oddymiania.

Ważnym jego elementem jest tzw. napowietrzanie. Polega ono na automatycznym otwarciu za pomocą siłowników elektrycznych lub pneumatycznych odpowiednich okien, drzwi, bram. Rodzaj zastosowanego siłownika ma bardzo duże znaczenie i wpływ na funkcjonowanie oraz możliwości systemu.

Siłownik pneumatyczny wymaga po każdorazowym użyciu wymiany zbiornika z materiałem pędnym oraz ręcznego zamknięcia danego okna lub klapy. Często są to działania mocno utrudnione ze względu na skomplikowany dostęp do urządzenia, np. w przypadku okien dachowych w wysokich klatkach schodowych.

Natomiast rozwiązanie sterowane silnikiem elektrycznym daje o wiele szersze możliwości wykorzystania systemu oddymiania. Umożliwia zdalne otwieranie i zamykanie, bezproblemowe testy działania, a także eliminuje konieczność serwisowania po każdorazowym zastosowaniu lub teście. Dodatkowo, jeśli centrala systemu oddymiania daje takie możliwości, można wykorzystać elementy systemu do np. przewietrzania pomieszczeń. Przy zastosowaniu opcjonalnej stacji pogodowej uzyskujemy zabezpieczenie przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, na przykład unikamy zalania pomieszczeń podczas przewietrzania lub uszkodzenia klapy przez silny wiatr.

Systemy grawitacyjne mają jednak swoje ograniczenia. Grawitacja może być niewystarczająca przy niskiej temperaturze powietrza (słaby ciąg termiczny), przy silnym wietrze lub w bardzo wysokich budynkach. Wytyczne projektowe CNBOP-PIB zalecają stosowanie systemów grawitacyjnych przede wszystkim w relatywnie niskich obiektach (do ok. 5 kondygnacji). Wpływ na efektywność systemu ma pora roku i związane z tym warunki termiczne, dlatego takie systemy należy projektować z założeniem występowania niekorzystnych warunków letnich. Równie ważnym czynnikiem jest wpływ wiatru na fasadę budynku.

System oddymiania z nawiewem mechanicznym

System oddymiania z nawiewem mechanicznym to system wymuszający przepływ powietrza i dymu do punktu jego odbioru przez działanie mechanicznego nawiewu. Stosuje się w nim wentylatory, klapy dymowe i/lub ścienne otwory oddymiające.

Jest to rozwiązanie aktywne - wentylator podaje zewnętrzne powietrze na najniższy poziom klatki, utrzymując tam stały, regulowany przepływ. W wytycznych CNBOP-PIB nawiew mechaniczny definiuje się jako układ o zmiennym wydatku, zapewniający stały przepływ objętości mieszaniny powietrza i dymu przez urządzenie oddymiające niezależnie od warunków rozwoju pożaru. Wentylator automatycznie dopasowuje obroty, aby zachować określoną prędkość wypływu przez klapę dymową, niezależnie od nieszczelności (np. otwieranie drzwi) czy zmian gęstości gazów.

Dzięki temu system wspomagany mechanicznie jest bardziej odporny na zakłócenia i niesprzyjające warunki atmosferyczne (wietrzne czy temperaturowe). Projektuje się dla niego większe bezpieczeństwo: nawet przy znacznej różnicy temperatur czy wiatrach wentylator zapewnia wypchnięcie dymu ku górze. Mechaniczny nawiew pozwala na skuteczne oczyszczenie klatki schodowej z dymu z dolnych kondygnacji aż do poziomu, na którym znajduje się pożar - nawet gdy grawitacja sama by nie wystarczyła. Jest to niezbędne zwłaszcza w nowoczesnych budynkach złożonych architektonicznie lub w strefach o dużym parciu wiatru.

Dla większych budynków lub w sytuacjach trudnych (brak bezpośredniego wyjścia na zewnątrz, silne podciśnienie) konieczne jest wsparcie lub alternatywa - np. wentylatory wspomagające oddymianie lub instalacja różnicowania ciśnienia.

Kluczowe elementy projektowania i eksploatacji

Efektywność systemu oddymiania zależy od czynników wewnętrznych i zewnętrznych, które kształtują rozkład ciśnienia w budynku, a także rodzaj i ilość wytworzonego przez pożar dymu. Dobór odpowiedniego rozwiązania powinien być poprzedzony poznaniem tych czynników i określeniem ryzyka pożarowego.

Nawiew kompensacyjny i dolne otwory nawiewne

Otwory napływu powietrza kompensacyjnego to element pasywny systemu oddymiania. Na najniższej kondygnacji klatki schodowej (parter) muszą się znajdować przynajmniej jeden otwór doprowadzający powietrze z zewnątrz. Zwykle jest to: drzwi na parterze (z wyjściem na zewnątrz), specjalny wlot powietrza w ścianie klatki (czerpnia) lub okno wyposażone w automatyczne żaluzje. Otwory te na stałe umożliwiają dopływ powietrza, który kompensuje odsysanie dymu z klatki. Włączenie systemu oddymiania (otwarcie klap dymowych) powinno jednocześnie wymusić otwarcie tych otworów (np. siłowniki otwierają żaluzje, a drzwi z klatki mogą być automatycznie rozwierane).

Automatyka sterowania zapewnia, że podczas akcji oddymiania dolne otwory zostaną otwarte w ciągu 60 s od alarmu, co jest wymagane przez przepisy. Dzięki otworom kompensacyjnym utrzymywane jest zrównoważone ciśnienie - powietrze napływa w miarę usuwania dymu, co przyspiesza wypychanie gorących gazów na zewnątrz. W praktyce nawiew kompensacyjny pełni rolę swoistej „poduszki powietrznej” na dole klatki, bez której dym z niższych kondygnacji mógłby się cofać do środka budynku.

Alternatywą dla pasywnych otworów jest właśnie nawiew mechaniczny: zamiast statycznego otworu można zastosować wentylator nadmuchowy na parterze klatki, podający powietrze do wnętrza szybu. Wówczas wentylator staje się źródłem napływu powietrza kompensacyjnego z regulowaną wydajnością. W każdym przypadku należy tak dobrać i umiejscowić dolne czerpnie, aby były zabezpieczone przed zadymieniem (np. umieszczone w miejsca niezależnie od strefy pożarowej) i zapewniały łatwy dopływ zewnętrznego powietrza. Pomieszczenia techniczne czy korytarze przy drzwiach wyjściowych często spełniają wymagania położenia otworów.

Kluczowe elementy wykonawcze systemu oddymiania

Typowa instalacja oddymiania składa się z kilku kluczowych elementów:

Podstawowe błędy w wykonaniu systemu oddymiania klatek schodowych

Jednym z najczęściej występujących błędów w instalacjach oddymiania grawitacyjnego jest brak automatycznego otwierania otworów napływu powietrza kompensacyjnego. Problem ten dotyczy przede wszystkim starszych systemów, zaprojektowanych na podstawie nieaktualnych wytycznych. W wielu przypadkach przyjęto założenie, że użytkownicy samodzielnie otworzą drzwi lub okna pełniące funkcję dolnych czerpni, często uruchamiane ręcznie za pomocą przycisku oddymiania (RPO). Taki sposób działania nie spełnia obecnych wymagań technicznych i normatywnych.

System oparty wyłącznie na obsłudze manualnej nie zapewnia wymaganej skuteczności w sytuacji pożaru i jest niezgodny z aktualnymi przepisami. Założenie, że drzwi zostaną otwarte na czas przez osoby znajdujące się w budynku, może okazać się błędne - szczególnie przy wysokim zadymieniu, ograniczonej widoczności i rosnącej temperaturze. Warunki techniczne (WT) wyraźnie wskazują na obowiązek stosowania rozwiązań z pełną automatyzacją uruchamiania.

Zgodnie z obowiązującymi przepisami, system oddymiania musi aktywować się automatycznie po wykryciu dymu przez system detekcji. Dlatego instalacje powinny być wyposażone w czujki dymu rozmieszczone na każdej kondygnacji, w odpowiednich miejscach. Niestety, w praktyce często spotyka się sytuacje, gdzie zamontowana jest tylko jedna czujka - przy klapie dymowej. Taki układ znacząco ogranicza funkcjonalność systemu i może skutkować niewykryciem dymu pojawiającego się na niższych piętrach. Efektem może być tzw. „zawieszenie dymu” w obrębie klatki, zagrażające bezpieczeństwu użytkowników.

Dodatkowo, błędem krytycznym jest stosowanie niewłaściwych zamków w drzwiach napowietrzających - często spotyka się mechaniczne zamki z ryglem ręcznym, które nie są zintegrowane z automatyką systemu oddymiania. W momencie aktywacji siłowników próbujących otworzyć drzwi, takie zamki mogą uniemożliwić otwarcie skrzydła. W najlepszym przypadku dochodzi do uszkodzenia drzwi lub mechanizmu, natomiast w rzeczywistej sytuacji pożarowej może to całkowicie zablokować drogę ewakuacyjną, stanowiąc bezpośrednie zagrożenie życia ludzi znajdujących się w obiekcie.

Dlatego projektując system oddymiania, należy bezwzględnie stosować:

• siłowniki otwierające drzwi lub okna kompensacyjne zintegrowane z centralą,
• zamki elektromagnetyczne lub elektrozaczepy, które automatycznie się zwalniają po otrzymaniu sygnału z systemu,
• oraz przeprowadzać testy dynamiczne drzwi z siłownikiem, by upewnić się, że nie występują mechaniczne przeszkody.

Zaniedbania w tym zakresie mogą skutkować poważnymi konsekwencjami, zarówno w zakresie odpowiedzialności projektowej, jak i realnego zagrożenia dla życia użytkowników budynku.

Rekomendacje i obowiązujące przepisy

System oddymiania klatki schodowej powinien być regularnie konserwowany i testowany. Należy sprawdzić działanie automatycznego uruchomienia systemu, poprawność działania jego elementów oraz dla systemu z nawiewem mechanicznym - przepływ powietrza. Czynności konserwacyjne są obowiązkowe w świetle rozporządzenia MSWiA z dnia 7 czerwca 2010 r.

Zastosowanie instalacji oddymiania jest konieczne w świetle Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. Reguluje ono zastosowanie urządzeń do usuwania dymu (lub zapobiegających zadymieniu) w budynkach. Zaleca się sprawdzenie takiego obowiązku na etapie projektowania obiektu, aby uniknąć problemów podczas budowy i odbioru budynku.

Każda instalacja oddymiania musi przed przekazaniem do użytkowania przejść serię prób i testów funkcjonalnych potwierdzających prawidłowe działanie wszystkich elementów - zarówno mechanicznych (klapy… Szybkie oddymianie w przypadku pożaru jest kluczowe dla bezpieczeństwa - chroni życie i budynki.

Każda wielokondygnacyjna klatka schodowa przeznaczona do ewakuacji musi być zabezpieczona urządzeniami oddymiającymi lub systemem różnicy ciśnień - zgodnie z wymogami Warunków Technicznych (WT 2021) oraz rozporządzenia MSWiA. System oddymiania klatki schodowej to zestaw podzespołów (klapy dymowe, czujniki dymu, siłowniki, centrala sterująca, zasilanie, okablowanie, itp.) dobranych do wspólnego działania, służących usuwaniu dymu z pionowej drogi ewakuacyjnej. System musi uruchamiać się automatycznie po wykryciu dymu - zapewnia to bezpieczeństwo ewakuowanych oraz ratowników.

Istotne jest spełnienie wymagań technicznych (WT, PN-EN) i rekomendacji CNBOP-PIB (wytyczne W-0003:2016), które określają parametry urządzeń (np. minimalna powierzchnia klapy dymowej, czas otwarcia, prędkość przepływu).

D+H od ponad pół wieku oferuje innowacyjne systemy oddymiania grawitacyjnego. Jesteśmy prekursorem w produkcji urządzeń zapobiegających zadymieniu oraz pierwszym producentem certyfikowanego elektrycznego systemu oddymiania. Wieloletnie doświadczenie pozwala nam dostarczać sprawdzone i trwałe urządzenia oddymiające, które spełniają wymagania i normy przeciwpożarowe oraz oczekiwania inwestorów.

Urządzenia oddymiające oferowane przez D+H Polska pozwalają na tworzenie kompleksowych instalacji, które można zastosować zarówno w dużych, jak i małych obiektach. Składowe systemu oddymiania to centrala oddymiania, czujka oddymiania, przycisk oddymiania, okna oddymiające lub klapy dymowe oraz drzwi wyposażone w certyfikowane siłowniki. Moduły wewnętrzne i panele do central oddymiania pozwalają na rozbudowę i dostosowanie funkcjonalności systemu oddymiania do potrzeb obiektu.

tags: #oddymianie #dzwigow #nawiew #wielopunktowy