Oddymianie dachu mansardowego i systemy oddymiania

Współczesne budownictwo kładzie duży nacisk na bezpieczeństwo przeciwpożarowe, a jednym z kluczowych elementów tej ochrony jest skuteczne odprowadzanie dymu i gorących gazów powstających podczas pożaru. W wielu obiektach projektuje się systemy oddymiania dachów, których zadaniem jest szybkie usuwanie dymu na zewnątrz budynku. W kontekście budownictwa, zwłaszcza historycznego, istotne są dachy mansardowe, które, choć piękne i funkcjonalne, stawiają specyficzne wyzwania w zakresie oddymiania.

Historia i konstrukcja dachu mansardowego

Pierwotnie proste budynki były pokrywane dachami jedno-, dwu- lub czterospadowymi. Z czasem w zamkach i kamienicach miejskich zaczęły powstawać strychy, a następnie poddasza i strychy użytkowe, tworzące dodatkowe powierzchnie mieszkalne, początkowo niezamieszkałe. Te pomieszczenia wymagały doświetlenia, stąd w połaciach dachowych zaczęły pojawiać się dodatkowe otwory w postaci różnego kształtu okien i okienek.

Okienka te, wraz ze sposobem ich obudowy, noszą nazwę lukarn. Lukarny pojawiły się w średniowieczu w XIV wieku, w architekturze gotyku we Francji. W renesansie były związane z fasadą budynku, a najbardziej ozdobną formę uzyskały w okresie baroku i rokoka, kiedy zostały oderwane od fasad, m.in. w związku z zastosowaniem dachu mansardowego.

Warto tu wspomnieć o François Mansarcie (1598-1666), francuskim architekcie okresu baroku, który, wykorzystując poddasze jako część użytkową, stworzył specyficzny typ dachu, zwany od jego nazwiska dachem mansardowym. Dach ten składa się z dwóch części: górnej o mniejszym kącie nachylenia (do około 30º) oraz dolnej połaci, dochodzącej do około 60º. To głównie w dolnej części dachu znajdowały się lukarny w postaci dekoracyjnie opracowanych okienek w różnych architektonicznych formach, zwłaszcza lukarny owalne i prostokątne, odgrywające dużą rolę dekoracyjną w sylwecie budynku.

Od końca XVIII wieku lukarny traciły swą dekoracyjną rolę, stopniowo pozbawiano je ozdobnych detali architektonicznych, aż stały się elementem czysto praktycznym, czyli okienkiem doświetlającym facjatkę i strych, ale stosowane są do dnia dzisiejszego.

Typy i zastosowanie lukarn

Lukarna to okienko przebijające się przez połać dachu, ujęte we własne ścianki, przekryte często osobnym daszkiem. Może mieć kształt okrągły, owalny, kwadratowy, prostokątny, obramione są niekiedy wolutami, gzymsami, frontonikami, rzeźbami itp. Lukarny dzieli się, podobnie jak formy dachów, na następujące formy:

• typu wole oko
• szczupakowe
• okrągłe i owalne
• trapezowe
• spiczaste

Ze względu na kształt przekrywającego je daszku wyróżnia się lukarny: płaskie, łukowe, jednospadowe, dwuspadowe, czterospadowe bez kalenicy i z kalenicą. Zdarzają się też lukarny z bardziej fantazyjną formą przykrycia.

Lukarny na pokryciach dachowych występują w różnych układach - symetrycznie i asymetrycznie. Na budynkach jednorodzinnych i willach najczęściej występują pojedyncze lukarny typu wole oko. Na dachach wysokich, w kamienicach miejskich, zwłaszcza przy rynkach, lukarny występują w jednym rzędzie, niekiedy w dwóch, rzadziej w trzech rzędach. Niekiedy strych ma trzy kondygnacje, pierwszą mieszkalną, a pozostałe typowo strychowe, dlatego lukarny różnią się wielkością i kształtem. W innym wariancie lukarny mają ten sam kształt i wielkość, ale ułożone są mijankowo.

Na dachach mansardowych lukarny występują w dolnej, pionowej części dachu jako dekoracyjne opracowanie większych okien, natomiast w wyższej części połaci dachu z reguły jako wole oka. Na wsi na budynkach mieszkalnych najczęściej występowały lukarny typu wole oko, choć zdarzały się także inne. Natomiast na murowanych budynkach mieszkalno-gospodarczych i gospodarczych na Śląsku występowała forma dużej lukarny z prostokątnym otworem prowadzącym na strych, służącym jako otwór do załadunku i wyładunku przechowywanego siana dla zwierząt hodowlanych. Otwór zabezpieczały drewniane drzwi, a lukarnę tę nazywano na Śląsku jata lub ślapa.

Pomysłowość dawnych projektantów, jeżeli chodzi o opracowanie kształtu lukarn, była ogromna, niekiedy wykonywano je z dodatkiem drewna. Wymagały one odpowiednich obliczeń, dokładności krycia, zwłaszcza przy konstruowaniu i kryciu wolego oka. Wole oko w Niemczech zwane jest lukarną nietoperzową, Fledermausgaube.

W II połowie XX wieku, w epoce kultu betonu, budownictwa wielkopłytowego i płaskich dachów, w Polsce zapomniano o lukarnach. Znajdowały się tylko na budynkach zabytkowych.

Rola systemów oddymiania w budynkach

Systemy przeciwpożarowe muszą być bezwzględnie wdrażane w każdych budynkach, aby wydłużyć czas ewakuacji, oddymić pomieszczenie i zminimalizować straty. Podczas pożaru dym i gorące gazy unoszą się ku górze i gromadzą pod stropem lub w przestrzeni dachu. Właśnie dym, a nie ogień, stanowi największe zagrożenie - według statystyk aż 90% zgonów następuje w wyniku zatrucia produktami spalania, a nie działania płomieni. Toksyczne produkty spalania, niedostatek tlenu, wysoka temperatura gazów pożarowych oraz ograniczenie widoczności - to wszystko utrudnia sprawną ewakuację ludzi z budynku oraz spowalnia działanie służb ratunkowych.

Zadaniem systemu oddymiającego jest odprowadzanie dymu i ciepła z płonących budynków. Prawidłowo wykonane urządzenia oddymiające ułatwiają ewakuację i działania ratownicze, utrzymując w dolnej części pomieszczenia warstwę wolną od dymu, chronią konstrukcję przed działaniem temperatury oraz zmniejszają straty wynikające z oddziaływania dymu w czasie pożaru. Poprzez odprowadzanie dymu utrzymuje się widoczność na drodze ewakuacyjnej, co pozwala na bezpieczne opuszczenie budynku oraz na sprawne działania ratowniczo-gaśnicze.

Oddymianie pomieszczenia opóźnia lub wręcz uniemożliwia powstanie rozgorzenia (flash over) poprzez usunięcie palnych substancji znajdujących się w warstwie dymu oraz obniża temperaturę. Wysoka temperatura jest niebezpieczna nie tylko dla ludzi, ale i dla konstrukcji budowli, szczególnie stalowych, których wytrzymałość w wysokich temperaturach dramatycznie spada. Poprzez odprowadzanie dymu chronimy więc również konstrukcję budynku.

Systemy oddymiania to nieodłączny element współczesnych zabezpieczeń przeciwpożarowych. Ich zadaniem jest usuwanie dymu i toksycznych gazów z budynków podczas pożaru, co znacząco zwiększa szansę na bezpieczną ewakuację i ogranicza straty materialne. Składają się z odpowiednio dobranych urządzeń i instalacji, których działanie może przesądzić o życiu osób przebywających w zagrożonym obiekcie.

Gdzie stosowane są instalacje oddymiające?

Systemy oddymiania znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie występuje ryzyko zadymienia pomieszczeń w przypadku pożaru - czyli w praktyce w niemal każdym typie budynku użyteczności publicznej, mieszkaniowej czy przemysłowej. Ich obecność jest szczególnie ważna w obiektach, w których przebywa duża liczba osób lub gdzie ewakuacja mogłaby być utrudniona ze względu na skomplikowany układ przestrzenny, wielokondygnacyjność czy ograniczoną liczbę wyjść ewakuacyjnych.

Zgodnie z obowiązującymi przepisami, instalacje oddymiające są obowiązkowe w budynkach mieszkalnych wielopiętrowych, biurowcach, hotelach, szkołach, centrach handlowych, halach sportowych, magazynach, zakładach przemysłowych, a także w obiektach wysokich i średniowysokich, w których znajdują się drogi ewakuacyjne prowadzące przez klatki schodowe. Szczególne wymagania dotyczą również budynków o dużej powierzchni stref pożarowych lub wysokim obciążeniu ogniowym - takich jak hale produkcyjne, serwerownie czy garaże podziemne.

W praktyce oznacza to, że systemy oddymiania są nie tylko rozwiązaniem technicznym, ale obowiązkowym elementem zabezpieczenia budynków zgodnym z przepisami prawa. Ich obecność ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa osób przebywających w obiekcie oraz skutecznego działania służb ratunkowych w sytuacjach kryzysowych.

Rodzaje systemów oddymiania

Oddymianie grawitacyjne

Oddymianie grawitacyjne jest jednym z systemów, dzięki któremu możliwe jest odprowadzanie nagromadzonego ciepła i dymu podczas powstałego pożaru. Jest to naturalny sposób usuwania dymu i gorących gazów z budynków w razie pożaru. Opiera się na zjawisku unoszenia się gorącego powietrza ku górze - dym przedostaje się do najwyższych partii budynku, skąd jest odprowadzany na zewnątrz przez specjalne klapy lub okna oddymiające. Równocześnie w niższych partiach budynku zapewniany jest dopływ świeżego powietrza, co wspomaga naturalną cyrkulację.

Systemy grawitacyjne są najczęściej stosowane w klatkach schodowych, halach i przestrzeniach o dużej wysokości. Składają się z elementów takich jak klapy dymowe, okna oddymiające, przyciski alarmowe, czujki dymu oraz otwory napowietrzające. Klapy najczęściej montuje się w dachach lub w najwyższych punktach przestrzeni oddymianej, co pozwala na szybkie usunięcie niebezpiecznych gazów. W budynkach mansardowych, ze względu na specyficzną konstrukcję dachu, klapy dymowe mogą być montowane zarówno w dolnej, bardziej stromej części dachu, jak i w części górnej, mniej nachylonej.

Zaletą tego rozwiązania jest prostota działania, niezawodność i niskie koszty eksploatacyjne. Co więcej, wiele systemów grawitacyjnych może pełnić również funkcję codziennej wentylacji. Ich skuteczność zależy jednak od odpowiedniego zaprojektowania i warunków architektonicznych budynku.

Oddymianie mechaniczne

Oddymianie mechaniczne to rozwiązanie stosowane w budynkach, w których oddymianie naturalne byłoby nieskuteczne lub niemożliwe - na przykład w piwnicach, garażach podziemnych, pomieszczeniach bez okien, a także w dużych obiektach o złożonym układzie przestrzennym. W systemach tego typu za odprowadzenie dymu i trujących gazów odpowiadają wentylatory, które wymuszają przepływ powietrza i skutecznie wypychają dym poza budynek.

Systemy mechaniczne mogą być znacznie bardziej zaawansowane niż systemy grawitacyjne. W ich skład wchodzą m.in. wentylatory dachowe, kanałowe, osiowe lub strumieniowe, czujniki dymu, sterowniki, klapy odcinające oraz zasilanie awaryjne. Wentylatory pracują w ekstremalnych warunkach - są zaprojektowane do działania nawet przez 120 minut w temperaturze 400°C, zgodnie z normą PN-EN 12101-3.

Aby system działał prawidłowo, konieczne jest zapewnienie odpowiedniego dopływu powietrza nawiewanego oraz zapasowego źródła zasilania. Oddymianie mechaniczne charakteryzuje się dużą wydajnością i elastycznością projektową - można je precyzyjnie dostosować do specyfiki budynku, zapewniając skuteczne odprowadzenie dymu nawet w najbardziej wymagających warunkach.

Elementy składowe systemów oddymiania

System oddymiania składa się z następujących kluczowych elementów:

• Elementy sterujące:
  • Centrale oddymiania - mózg systemu kontrolujący stan wszystkich urządzeń.
  • Przyciski oddymiania - umożliwiające ręczne uruchomienie systemu.
  • Czujniki dymu - wykrywające obecność dymu i uruchamiające system.
• Elementy oddymiające:
  • Klapy oddymiające - montowane na dachu, odprowadzające ciepło, dym i toksyczne gazy.
  • Okna oddymiające - montowane w ścianach i fasadach obiektów.
  • Wentylatory oddymiające - w systemach mechanicznych.
• Elementy napowietrzające:
  • Otwory napowietrzające - zapewniające dopływ świeżego powietrza.
  • Kurtyny dymowe - ograniczające rozprzestrzenianie się dymu.
• Dodatkowe komponenty:
  • Kanały wentylacyjne i przewody oddymiające.
  • Okablowanie niepalne i sterownicze.
  • Zasilacze awaryjne dla systemów mechanicznych.

D+H od ponad pół wieku oferuje innowacyjne systemy oddymiania grawitacyjnego. Jest prekursorem w produkcji urządzeń zapobiegających zadymieniu oraz pierwszym producentem certyfikowanego elektrycznego systemu oddymiania. Wieloletnie doświadczenie pozwala firmie 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.

Oddymianie klatki schodowej - przepisy

Klatki schodowe pełnią rolę głównych dróg ewakuacyjnych w budynkach wielokondygnacyjnych, dlatego ich skuteczne zabezpieczenie przed zadymieniem jest kluczowe dla bezpieczeństwa mieszkańców. W razie pożaru dym może błyskawicznie odciąć drogę ucieczki, dlatego przepisy wymagają, by klatki schodowe były wyposażone w systemy oddymiania lub urządzenia zapobiegające zadymieniu, uruchamiane automatycznie przez czujki dymu.

Najczęściej stosowanym rozwiązaniem w tego typu przestrzeniach jest oddymianie grawitacyjne. Działa ono w sposób naturalny - dym i gorące powietrze unoszą się ku górze i są odprowadzane przez klapy dymowe zamontowane na dachu lub ścianie, natomiast w dolnej części klatki zapewniony jest dopływ świeżego powietrza. Taki system jest prosty, skuteczny i niezawodny. Przepisy techniczne określają m.in. minimalną powierzchnię czynnych otworów oddymiających (co najmniej 1 m² dla budynków niskich i średniowysokich) oraz wymagania funkcjonalne umożliwiające sprawną ewakuację - oddymianie dróg ewakuacyjnych. Poprawnie zaprojektowany i wykonany system oddymiania klatki schodowej to nie tylko zgodność z przepisami - to przede wszystkim inwestycja w życie i bezpieczeństwo ludzi.

Klapy dymowe - rodzaje i montaż

Klapy dymowe różnią się kształtem, wielkością i sposobem montażu oraz sposobem sterowania otwarciem. Różnice wynikają z miejsca zastosowania. Każda klapa jest wyposażona w urządzenie wyzwalające, odpowiedzialne za otwieranie lub otwieranie i zamykanie. Jako urządzenia wyzwalające stosuje się mechanizmy elektryczne (siłowniki elektryczne współpracujące z systemem przeciwpożarowym) lub pneumatyczne (z wyzwalaczem termicznym lub sprężyny gazowe z bezpiecznikiem termicznym).

Napędy klap dymowych

• Napędy elektryczne stosowane są przede wszystkim do sterowania klapami wolnostojącymi. Zestaw sterujący składa się z centrali oddymiania, czujki dymowej, przycisku oddymiania, siłownika elektrycznego z napędem zębatkowym lub łańcuchowym, przycisku przewietrzania i opcjonalnie modułu pogodowego.
• Napędy pneumatyczne złożone są z mechanizmu pneumatycznego, termowyzwalacza z ampułką alkoholową, naboju CO2 (ewentualnie rurek miedzianych, skrzynki pożarowej z butlami CO2 - w przypadku konieczności ręcznego wyzwalania klap). Uruchomienie pneumatycznego układu napędowego klap może być realizowane na dwa sposoby: automatycznie po zadziałaniu urządzenia wyzwalającego lub ręcznie przy użyciu alarmowej skrzynki sterowniczej. Należy pamiętać, że jeżeli jedyną metodą otwarcia klap jest uruchomienie ręczne, to urządzenie nie może być traktowane jako samoczynne. Klapy dymowe wyposażone wyłącznie w pneumatyczne urządzenia oddymiające nie realizują funkcji przewietrzania, o ile nie zostanie w nich zamontowany dodatkowy siłownik elektryczny.

Każda klapa wyposażona w wyzwalacz pneumatyczny jest w zasadzie samodzielnym urządzeniem. Klapy otwierane elektrycznie zazwyczaj tworzą systemy złożone z kilku lub kilkunastu urządzeń. Rodzaj zastosowanego napędu klapy zależy od rodzaju i przeznaczenia obiektu oraz rozmiarów pokrywy klapy. Napędy elektryczne stosuje się zazwyczaj w budynkach użyteczności publicznej i w klatkach schodowych, natomiast pneumatyczne w pomieszczeniach magazynowych i produkcyjnych oraz w wielkopowierzchniowych obiektach handlowych.

Kształt i wielkość klap

Kształt i wielkość klap ograniczone są możliwościami producenta i pomysłowością projektanta. Najczęściej stosowane są klapy montowane na otworach prostokątnych, ale produkuje się również klapy przeznaczone do montażu na okrągłych otworach. Miejsce montażu też jest dowolne: mogą być montowane jako pojedyncze urządzenia, mogą też stanowić elementy systemu naświetli. Klapy zamykane są pojedynczym bądź podwójnym skrzydłem uchylnym. Coraz częściej spotyka się też urządzenia żaluzjowe. Zaletą tego rozwiązania jest niewielka siła potrzebna do otwarcia oraz dużo mniejszy opór, jaki otwarta klapa stawia opływającemu ją powietrzu.

Wypełnienie skrzydła klapy stanowią różnego rodzaju tworzywa: poliwęglan komorowy lub lity o różnej grubości i różnym stopniu transparentności (przeźroczyste, mleczne, przydymione lub kolorowe) oraz płyty warstwowe (np. aluminium - izolacja - aluminium), stanowiące tzw. „ślepe” wypełnienie. Zastosowanie w klapie wypełnienia przepuszczającego światło pozwala doświetlić pomieszczenia chronione. Dodatkowe wyposażenie klap dymowych mogą stanowić kraty antywłamaniowe, owiewki zabezpieczające przed wiatrem oraz czujniki otwarcia, które mogą być stosowane np. do sterowania przez centrale pogodowe.

Zalecenia montażowe

W ofercie znajdziemy klapy zarówno do dachów krytych papą, jak i membraną PCV czy blachą. Elementy klapy to: podstawa prosta lub skośna z kołnierzem montażowym w dolnej części, który służy mocowaniu do konstrukcji dachu. Pomiędzy podstawą a zewnętrznym opierzeniem umożliwiającym obrobienie klapy papą lub membraną PCV znajduje się warstwa izolacyjna. Wypełnienie osadzone jest w ramie dociskającej. Pomiędzy podstawą a ramą dociskającą umieszczona jest uszczelka.

Zamawiając klapę, należy pamiętać o właściwym podaniu wymiarów (A × B) stanowiących wymiar otworu montażowego. Ten wymiar jest równocześnie wymiarem powierzchni czynnej (parametr istotny dla ustalenia ilości potrzebnych urządzeń) - z wyjątkiem klap o skośnej podstawie. Tam powierzchnię czynną stanowi iloczyn a × b. Istotne dla instalowania klapy jest prawidłowe dobranie odpowiedniej wysokości podstawy klapy (H). Źle dobrana wymusi wykonanie dodatkowej obróbki dekarskiej podczas montażu. Klapy montowane są bezpośrednio do konstrukcji dachu albo na przygotowanych cokołach betonowych, stalowych lub drewnianych. W każdym przypadku podstawa klapy musi być stabilnie przymocowana do konstrukcji dachu. Prawidłowe wykonanie obróbek warunkuje szczelność dachu. Warto więc to zadanie powierzyć fachowcom.

Projektowanie instalacji oddymiania na dachach mansardowych

Ilość i rozmieszczenie klap oraz ich powierzchnia wynikają z konieczności zapewnienia odpowiednich warunków ewakuacji. Ustala się je (podobnie jak rodzaj zastosowanych klap i urządzeń wyzwalających) w projekcie instalacji oddymiającej, który zgodnie z przepisami (Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów Dz.U. Nr 109, poz. 719), wymaga uzgodnienia z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych.

Zgodnie z najczęściej stosowaną w Polsce normą (PN-B-02877-4 Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła Zasady projektowania), klapy dymowe powinny być rozmieszczone równomiernie w obrębie danej przestrzeni poddachowej, którą chronią. Jeżeli w obszarze chronionym są różne materiały pod względem szybkości i intensywności spalania, klapy można rozmieszczać nierównomiernie z uwzględnieniem właściwości zgromadzonych materiałów. Przez otwarte klapy dymowe może rozprzestrzeniać się pożar. Z tego powodu ważne jest, aby zachowywać odpowiednie odległości pomiędzy klapami dymowymi.

Odległość między klapami dymowymi a krawędzią budynku nie może być większa niż 10 m na dachach o nachyleniu < 12° oraz 20 m na dachach o nachyleniu > 12°. Wzajemne odległości między klapami nie mogą być mniejsze niż suma dłuższych boków lub średnic obu klap, a większe niż 20 m.

Instalacja systemu oddymiania to zadanie, które powinno być powierzone wyłącznie wyspecjalizowanym firmom posiadającym doświadczenie w projektowaniu i montażu zabezpieczeń przeciwpożarowych. Prawidłowy dobór, instalacja i konfiguracja systemu mają kluczowe znaczenie dla jego skuteczności w sytuacji zagrożenia pożarowego. Wykonawcy systemu oddymiania powinni dysponować wykwalifikowanym personelem z odpowiednimi uprawnieniami oraz być autoryzowani przez producentów urządzeń, które instalują. Istotne jest również, by posiadali certyfikaty potwierdzające kompetencje w zakresie ochrony przeciwpożarowej oraz znajomość aktualnych przepisów i norm, tak aby zapewnić odpowiednią ochronę konstrukcji budynku.

Proces instalacji systemu oddymiania rozpoczyna się od wykonania profesjonalnego projektu. Musi on być opracowany przez uprawnionego projektanta i zatwierdzony przez rzeczoznawcę ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych. Następnie dobierane są urządzenia - powinny być certyfikowane, kompatybilne z pozostałymi elementami systemu oraz oznakowane zgodnie z wymaganiami prawnymi (np. znakiem CE czy świadectwem dopuszczenia CNBOP). Wszystko musi być odpowiednio przygotowane tak, żeby proces oddymiania, usuwanie gazów pożarowych przebiegało sprawnie.

Po montażu przeprowadza się testy działania systemu, a inwestor otrzymuje pełną dokumentację techniczno-ruchową. Co ważne, system oddymiania powinien być regularnie serwisowany - zgodnie z zaleceniami producenta i obowiązującymi normami, najlepiej nie rzadziej niż raz do roku. Regularna konserwacja zapewnia jego gotowość do działania w każdej chwili. Przegląd powinien obejmować pracę siłownika, zawiasów i uszczelek.

tags: #oddymianie #przy #dachu #mansardowym