Zabezpieczenie dróg ewakuacyjnych w budynkach jest kluczowe dla bezpieczeństwa użytkowników w przypadku pożaru. 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 dobranych do wspólnego działania, służących usuwaniu dymu z pionowej drogi ewakuacyjnej, co zapewnia bezpieczeństwo ewakuowanych oraz ratowników. System musi uruchamiać się automatycznie po wykryciu dymu.
Istotne jest spełnienie wymagań technicznych (WT, PN-EN) i rekomendacji CNBOP-PIB (wytyczne W-0003:2016 z aktualizacją w 2019 r.), które określają parametry urządzeń, takie jak minimalna powierzchnia klapy dymowej, czas otwarcia czy prędkość przepływu. Poniżej omówiono kluczowe elementy projektowania i eksploatacji nowoczesnych systemów oddymiania klatek schodowych, ze szczególnym uwzględnieniem rozwiązań firmy Mercor.
Rodzaje Systemów Oddymiania Klatek Schodowych
Wyróżniamy dwa główne typy systemów oddymiania klatek schodowych: grawitacyjne i z nawiewem mechanicznym.
Oddymianie Grawitacyjne
System oddymiania grawitacyjnego wykorzystuje naturalny ciąg powietrza. W momencie pożaru otwierają się klapy oddymiające w najwyższych punktach budynku, a jednocześnie otwierane są okna lub drzwi napowietrzające. Rozwiązanie to jest prostsze i tańsze w utrzymaniu, ponieważ nie wymaga zasilania podczas właściwej akcji (po otwarciu klap i otworów czerpnych system działa na zasadzie grawitacji). Jest stosowane głównie w halach, klatkach schodowych i dużych przestrzeniach.
Jednakże, oddymianie grawitacyjne ma ograniczenia praktyczne. Może być niewystarczające przy niskiej temperaturze powietrza (słaby ciąg termiczny), przy silnym wietrze czy w bardzo wysokich budynkach. Wytyczne projektowe CNBOP-PIB zalecają stosowanie systemów grawitacyjnych przede wszystkim w relatywnie niskich obiektach (do około 5 kondygnacji).
Oddymianie z Nawiewem Mechanicznym
Dla większych budynków lub w sytuacjach trudnych (np. brak bezpośredniego wyjścia na zewnątrz, silne podciśnienie) konieczne jest wsparcie lub alternatywa, taka jak wentylatory wspomagające oddymianie lub instalacja różnicowania ciśnienia. Nawiew mechaniczny (wspomaganie lub układ nadciśnieniowy) to rozwiązanie aktywne, gdzie 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), a projektowane jest dla niego większe bezpieczeństwo. Nawet przy znacznej różnicy temperatur czy wiatrach wentylator zapewnia wypchnięcie dymu ku górze, umożliwiając skuteczne oczyszczenie klatki schodowej z dymu z dolnych kondygnacji aż do poziomu, na którym znajduje się pożar. Jest to niezbędne zwłaszcza w nowoczesnych budynkach złożonych architektonicznie lub w strefach o dużym parciu wiatru.
Nawiew Kompensacyjny i Dolne Otwory Nawiewne
Otwory napływu powietrza kompensacyjnego to element pasywny systemu oddymiania. Na najniższej kondygnacji klatki schodowej (parter) musi znajdować się przynajmniej jeden otwór doprowadzający powietrze z zewnątrz, którym może być:
- Drzwi na parterze (z wyjściem na zewnątrz),
- Specjalny wlot powietrza w ścianie klatki (czerpnia),
- 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 sekund 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. W każdym przypadku należy tak dobrać i umiejscowić dolne czerpnie, aby były zabezpieczone przed zadymieniem i zapewniały łatwy dopływ zewnętrznego powietrza.
Porównanie Systemów Oddymiania
| Parametr | Oddymianie grawitacyjne | Oddymianie z nawiewem mechanicznym |
|---|---|---|
| Zasada działania | Wykorzystuje naturalny ciąg termiczny - gorące powietrze wypychane przez otwartą klapę dachową, zimne wchodzi od dołu | Wentylator wtłacza zewnętrzne powietrze na parter, wypychając dym przez klapę dymową |
| Zasilanie | Nie wymaga zasilania podczas działania (po otwarciu klap) | Wymaga ciągłego zasilania wentylatora i systemu sterowania |
| Odporność na warunki atmosferyczne | Niska - efektywność zależy od temperatury, ciśnienia i wiatru | Wysoka - wentylator zapewnia stabilny przepływ niezależnie od warunków zewnętrznych |
| Zakres zastosowania | Budynki niskie (do ok. 5 kondygnacji) | Budynki średniej i dużej wysokości, złożone architektonicznie, narażone na wiatr |
| Wydajność w sytuacjach krytycznych | Może być niewystarczająca przy niskim ciągu, bezpośrednim wyjściu lub wysokim zadymieniu | Utrzymuje przepływ dymu nawet przy otwieraniu drzwi i zmiennej gęstości gazów pożarowych |
| Złożoność techniczna | Prosty system, mniej elementów sterujących | Bardziej złożony - wymaga wentylatora, automatyki i precyzyjnego sterowania |
| Rekomendacje CNBOP-PIB | Preferowany w budynkach niskich o nieskomplikowanej ewakuacji | Zalecany przy podwyższonych wymaganiach niezawodności systemu oddymiania |
Centrala Oddymiania Mercor MCR 9705-5A: Szczegóły i Funkcjonalność
Centrala sterowania oddymianiem mcr 9705 firmy MERCOR służy do uruchamiania urządzeń elektrycznego systemu oddymiania na podstawie sygnału alarmowego. Może on pochodzić z czujek dymu (termicznych lub optycznych), z ręcznych przycisków oddymiania (np. przyciski mcr RPO-1) lub z innej centrali (np. z SAP, z układu automatyki budynku BMS).
Przeznaczenie i Zastosowanie
Centrala mcr 9705 jest najczęściej stosowana do oddymiania klatek schodowych i ciągów komunikacyjnych, które w trakcie pożaru powinny zostać pozbawione dymu, aby umożliwić bezpieczną ewakuację z obiektu. Do realizacji zadania obiekt musi posiadać klapy lub okna oddymiające wyposażone w siłowniki 24V. Zasilanie siłowników realizowane jest bezpośrednio z centrali Mercor MCR9705. Do centrali Mercor 9705 można podłączyć większą liczbę siłowników, należy jednak pamiętać, by maksymalny pobór prądu (sumaryczny z wszystkich napędów) nie przekroczył 5A. Model MCR-9705-5A posiada 1 linię, dlatego wszystkie siłowniki będą sterowane jednocześnie. Do podłączenia siłowników zalecany jest przewód HLGs 2x1,5.
Elementy Systemu Współpracujące z Centralą MCR 9705-5A
Czujki Dymu
Wysterowanie (otwarcie) klap lub okien następuje po zadziałaniu czujki dymu. Centrala mcr 9705 pozwala na podłączenie maksymalnie 10 czujek firmy Polon Alfa (np. model DOR-40 z gniazdem G-40) lub Notifier, albo 8 czujek firmy GE Security (Aritech). Liczba wymaganych czujek zależna jest od specyfiki obiektu, a do ich podłączenia zalecany jest przewód YnTKSY 1x2x0,8. Czujki łączy się w jedną linię, co oznacza, że wszystkie mogą być podłączone na jednym przewodzie. Linia musi być zakończona rezystorem 5,1 kOhm (kontrola sprawności linii).
Ręczne Przyciski Oddymiania (RPO)
Istnieje możliwość ręcznej aktywacji systemu oddymiania. Do tego wymagany jest ręczny przycisk oddymiania RPO-1 produkcji Mercor, których do centrali MCR 9705 można podłączyć maksymalnie 4 sztuki. W większości obiektów stosuje się jeden przycisk RPO na każdą kondygnację. RPO-1 również łączy się w jedną linię zakończoną rezystorem 10 kOhm. Zalecany jest przewód YnTKSY 4x2x0,8.
Współpraca z Systemem Sygnalizacji Pożaru (SAP/SSP)
Centrale serii MCR 9705, w odróżnieniu od mniejszej wersji MCR 0204, pozwalają na integrację z innymi systemami, np. z centralą sygnalizacji pożaru. Włączenie oddymiania może nastąpić po sygnale pochodzącym z centrali sygnalizacji pożaru, natomiast awarie i usterki występujące w systemie oddymiania mogą być sygnalizowane w centrali sygnalizacji pożaru.
Wentylacja i Przyciski Przewietrzania (LT)
Centrale oddymiania Mercor mogą być wykorzystane do wentylacji i przewietrzania obiektu bez aktywacji alarmu. Wykorzystuje się do tego przyciski przewietrzania LT, które umożliwiają manualne otwieranie lub zamykanie. Ilość przycisków LT jest dowolna (nie mają one znaczenia dla bezpieczeństwa - są tylko dodatkiem do systemu oddymiania), a do podłączenia można wykorzystać przewód YDY 3x1,5. Centrala oddymiająca MCR 9705-5A posiada jedną grupę, przez co w trybie przewietrzania sterowane są wszystkie siłowniki podłączone do centrali.
Centrala Pogodowa z Czujnikiem Wiatru i Deszczu
Opcjonalnym wyposażeniem centrali oddymiania jest centrala pogodowa z czujnikiem wiatru i deszczu MCR P 054. Jeśli otwarcie klapy lub okna nastąpiło w celu przewietrzenia obiektu (czyli poprzez przycisk LT), to po wystąpieniu silnego wiatru lub opadu może nastąpić automatyczne zamknięcie. Centrala pogodowa nie ma wpływu na siłowniki, gdy wystąpił alarm.
Podstawowe Cechy Centrali MCR 9705-5A
- Zdalne uruchomienie urządzeń systemu oddymiania sygnałem z centrali sygnalizacji pożaru.
- Wyzwalanie ręczne z przycisków alarmowych.
- Wyzwalanie automatyczne z czujek dymowych konwencjonalnych (termicznych lub optycznych).
- Prezentacja stanu centrali za pomocą diod na płycie czołowej i brzęczyka.
- Współpraca z ręcznym przyciskiem oddymiania mcr RPO-1 oraz ROP.
- Przekazanie informacji o alarmowym uruchomieniu centrali (styk NC/NO i dioda LED na przycisku alarmowym RPO-1).
- Przekazanie informacji o uszkodzeniu i zaniku napięcia (styk NC/NO i dioda LED na przycisku alarmowym RPO-1).
- Przekazanie informacji o otwarciu klap (styk NC/NO).
- Dozorowanie stanu gotowości wszystkich podłączonych urządzeń systemu oddymiania i prezentacji ewentualnych uszkodzeń na panelu wewnątrz centrali.
- Ręczne otwieranie klap oddymiających do wentylacji obiektów w czasie normalnej eksploatacji (bez wywoływania stanu alarmowego, oddzielnie dla każdej grupy).
- Możliwość automatycznego zamknięcia uchylonych do wentylacji klap w przypadku opadów deszczu lub silnego wiatru - na sygnał z centrali automatyki pogodowej (nie ma wpływu na pracę alarmową).
- Napięcie robocze na wyjściu centrali: 24 V=.
- Obciążalność wyjścia prądowego: 1 x 5 A.
Budowa i Wyposażenie Centrali MCR 9705-5A
Centrala MCR 9705-5A dostarczana jest w stalowej obudowie, przeznaczonej do montażu natynkowego (IP54), zawierającej obwody elektroniczne. Wyposażona jest w diody świecące do sygnalizacji zasilania, stanu alarmu, stanu uszkodzenia, stanu gotowości oraz otwarcia klap dymowych. W komplecie znajdują się akumulatory zapewniające 72 godziny czuwania centrali bez zasilania sieciowego. Wewnątrz obudowy znajduje się przycisk kasowania alarmu.
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Obudowa | Stalowa |
| Typ montażu | Natynkowo |
| Wyjścia | 1 wyjście do siłowników 24V 5A, 3 dodatkowe wyjścia przekaźnikowe maks. 100mA 24V (sygnalizacja alarmu, uszkodzenia, otwarcia) |
| Wejścia | linia czujek (maks. 8 lub 10), wejście sterujące z przycisków RPO (maks. 4), wejście przewietrzania LT, wejście automatyki wiatr/deszcz, wejście alarmu zewnętrznego |
| Producent | Mercor |
| Typ urządzenia | Centrala oddymiania |
| Maksymalny akumulator | 2x 3,2Ah |
| Zasilanie | 230V |
| Wymiary | szer. 300mm x wys. 300mm x gł. [brak danych w źródle] |
Projektowanie i Dobór Systemu Oddymiania Klatki Schodowej
Odpowiedni dobór systemu oddymiania klatki schodowej zależy od wielu czynników, a proces ten powinien każdorazowo uwzględniać konkretne warunki techniczno-budowlane, przeznaczenie obiektu oraz wymagania obowiązujących przepisów i norm. Ostateczne rozwiązania muszą być zatwierdzone przez uprawnionych projektantów i rzeczoznawcę ppoż. zgodnie z obowiązującymi regulacjami (WT, Rozporządzenie MSWiA, PN-EN 12101, wytyczne CNBOP-PIB).
W 2016 roku Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej (CNBOP-PIB) opublikowało wytyczne dla systemów oddymiania grawitacyjnego z nawiewem mechanicznym (z późniejszą aktualizacją w 2019 r.), które stanowią podstawę do obliczeń i doboru systemów.
Kryteria Doboru Systemu Oddymiania
Obliczenia do doboru systemu oddymiania klatki schodowej wykonuje się w oparciu o wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016. Oddymianie klatki schodowej będzie realizowane poprzez klapy dymowe umieszczone w dachu klatki schodowej. Klatka schodowa może być oddymiana przy użyciu systemu ze zmiennym wydatkiem kompensacyjnym, zgodnym z wytycznymi CNBOP-PIB. System taki oparty jest na wentylatorze napowietrzającym ze zmiennym przepływem powietrza, adaptowalnym do pracy w różnych warunkach. Uruchomienie systemu następuje ze zwłoką czasową 60 sekund. Czas ten powinien uwzględniać otwarcie klapy dymowej.
Przy wyznaczaniu ilości powietrza kompensacyjnego do oddymiania w nowo projektowanych obiektach uwzględnia się następujące kryteria:
- Kryterium strumienia powietrza wypływającego przez nieszczelności: Zgodnie z wytycznymi, do wyznaczenia strumienia powietrza wypływającego przez nieszczelności przegród klatki schodowej (Vn_p) przyjęto średnią różnicę ciśnienia (Δp) wynoszącą 15 Pa. Do wyznaczania wielkości strumienia przyjęto, że wszystkie drzwi klatki schodowej są zamknięte.
- Kryterium otwartych drzwi: Do wyznaczenia wielkości strumienia powietrza przepływającego przez otwarte drzwi (Vn_v) należy przyjąć prędkość przepływu powietrza w pojedynczym otworze drzwiowym równą 1 m/s.
Ilość powietrza kompensującego oddymianie klatki wyznacza się, sumując kryterium pierwsze i drugie. Zgodnie z wytycznymi CNBOP, trzeciego kryterium nie bierze się pod uwagę, gdy klatka schodowa spełnia wymagania WT i drzwi do niej są wyposażone w samozamykacze. Jeżeli klatka schodowa obsługuje jednocześnie kondygnacje podziemne i nadziemne, nawiew należy lokalizować na najniższej kondygnacji.
Dodatkowo, gdy stosuje się wentylator kompensacyjny ZNZ lub osiowy, wraz z instalacją kanałową wykonaną w odpowiedniej klasie szczelności, można zrezygnować z 15% naddatku na straty powietrza w kanałach. Pozwala to na znaczące zmniejszenie ilości powietrza nawiewanego, a co za tym idzie, na zastosowanie wentylatora o mniejszej mocy. Przykładowo, na tej podstawie dobrano urządzenie kompensacyjne ZNZ-2J.
Rekomendacje CNBOP-PIB wg typu budynku
| Typ budynku | Zalecany system | Warunki stosowania |
|---|---|---|
| Niski (< 5 kondygnacji) | Oddymianie grawitacyjne | Prosty układ instalacyjny, skuteczna wentylacja naturalna przy sprzyjających warunkach atmosferycznych |
| Średniowysoki (5-9 kondygnacji) | Oddymianie mechaniczne | Potrzeba kontroli przepływu dymu w zmiennych warunkach i przy większej wysokości szybu |
| Wysoki / wysokościowiec | Różnicowanie ciśnienia | Najwyższa niezawodność, wymagana odporność na nieszczelności oraz wiatry; ochrona stref chronionych |
Systemy D+H Polska w animacji działania budynku. Oddymianie. Wentylacja w garażu. System pożarowy.
Błędy w Wykonaniu Systemów Oddymiania Klatek Schodowych
Niestety, w praktyce często spotyka się podstawowe błędy w instalacjach oddymiania klatek schodowych, które mogą znacząco obniżyć ich skuteczność i zagrażać bezpieczeństwu.
- Brak automatycznego otwierania otworów napływu powietrza kompensacyjnego: Jest to jeden z najczęściej występujących błędów, dotyczący przede wszystkim starszych systemów. Założenie, że użytkownicy samodzielnie otworzą drzwi lub okna pełniące funkcję dolnych czerpni, jest niezgodne z aktualnymi przepisami i normami. System oparty wyłącznie na obsłudze manualnej nie zapewnia wymaganej skuteczności. Warunki techniczne (WT) wyraźnie wskazują na obowiązek stosowania rozwiązań z pełną automatyzacją uruchamiania.
- Niewystarczająca liczba czujek dymu: System oddymiania musi aktywować się automatycznie po wykryciu dymu przez system detekcji. Wymaga to czujek dymu rozmieszczonych na każdej kondygnacji w odpowiednich miejscach. Zamontowanie tylko jednej czujki (np. przy klapie dymowej) znacząco ogranicza funkcjonalność systemu i może skutkować niewykryciem dymu pojawiającego się na niższych piętrach, prowadząc do tzw. „zawieszenia dymu” w klatce.
- Niewłaściwe zamki w drzwiach napowietrzających: Stosowanie mechanicznych zamków z ryglem ręcznym, które nie są zintegrowane z automatyką systemu oddymiania, jest krytycznym błędem. W momencie aktywacji siłowników próbujących otworzyć drzwi, takie zamki mogą uniemożliwić otwarcie skrzydła. W rzeczywistej sytuacji pożarowej może to całkowicie zablokować drogę ewakuacyjną, stanowiąc bezpośrednie zagrożenie życia.
Dlatego projektując system oddymiania, należy bezwzględnie stosować:
- Siłowniki otwierające drzwi lub okna kompensacyjne zintegrowane z centralą.
- Zamki elektromagnetyczne lub elektrozaczepy, które automatycznie zwalniają się po otrzymaniu sygnału z systemu.
- 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.
Dopuszczenie do Eksploatacji i Nadzór Techniczny
Każda instalacja oddymiania musi przed przekazaniem do użytkowania przejść serię prób i testów funkcjonalnych, potwierdzających prawidłowe działanie wszystkich elementów - zarówno mechanicznych (klapy, siłowniki), jak i elektronicznych (centrala, czujki, okablowanie, akumulatory). Przeglądy systemów oddymiania wykonuje się minimum raz w roku. Obejmują one test działania klap, centrali, czujek, przycisków oddymiania, akumulatorów i całego okablowania. Centrala zasilająco-sterująca systemu oddymiania klatki jest zasilaczem klasy „A” spełniającym wymagania normy PN-EN 12101-10. Można go zasilać pojedynczym torem transmisji o odporności ogniowej, ze źródła zasilania gwarantowanego, do którego podłączone jest zasilanie podstawowe i rezerwowe.
tags: #oddymianie #klatek #schodowych #mercor