Wentylacja pożarowa i oddymianie – wymagania i zastosowanie

System ochrony pożarowej jest kluczowym elementem zapewnienia bezpieczeństwa w różnego rodzaju budynkach, od mieszkalnych po przemysłowe i użyteczności publicznej. Jego głównym zadaniem jest skuteczne odprowadzanie dymu oraz innych, szkodliwych gazów wydzielających się podczas pożaru. Prawidłowo rozmieszczone rozwiązania tego typu w całym pionie budynku wpływają na bezpieczeństwo mieszkańców i użytkowników, a także chronią konstrukcję obiektu przed nadmiernym oddziaływaniem termicznym i zawaleniem. Systemy oddymiania są złożonymi instalacjami, które muszą działać sprawnie, by w razie zagrożenia spełniać swoją funkcję. Kluczowe jest również zastosowanie odpowiednich materiałów budowlanych oraz instalacji alarmowania przed zbliżającym się ogniem.

Czym jest wentylacja pożarowa i oddymianie?

Wentylacja pożarowa, często pełniąca również funkcję wentylacji bytowej, reguluje przepływ powietrza i dymów w taki sposób, aby jak najszybciej wyciągnąć toksyczne gazy na zewnątrz. Jej zadaniem jest zapewnienie możliwości ewakuacji w wypadku pożaru, poprzez obniżenie temperatury w pomieszczeniach i doprowadzenie powietrza z zewnątrz.

Oddymianie klatek schodowych i dróg ewakuacyjnych to zespoły urządzeń i instalacji, które mają na celu usuwanie dymu i gorącego powietrza z tych przestrzeni w przypadku pożaru. Podczas pożaru dym i gorące powietrze gromadzą się w klatce schodowej, co utrudnia lub uniemożliwia skuteczną ewakuację osób znajdujących się w budynku. Systemy oddymiające mają za zadanie stworzyć warunki na klatce schodowej, aby osoby mogły bezpiecznie opuścić budynek lub zostać uratowane, minimalizując ryzyko zatrucia wysoce toksycznymi gazami spalinowymi.

Kluczowym elementem systemów oddymiania są klapy dymowe, które otwierają się automatycznie na podstawie alarmu czujek dymowych, przycisku oddymiania lub zewnętrznych urządzeń wyzwalających. Ich otwarcie pozwala na odprowadzenie zadymienia na zewnątrz. Elementem napowietrzającym są odpowiednio zaprojektowane otwory w dolnych partiach pomieszczeń. Klapy dymowe zmniejszają także oddziaływanie termiczne na blok mieszkalny, chroniąc jego konstrukcję i nie dopuszczając do nadmiernego wzrostu temperatury.

Kiedy wentylacja pożarowa i oddymianie są wymagane?

Zadania dla systemów zabezpieczenia przeciwpożarowego, w tym instalacji wentylacji pożarowej, wynikają z krajowych przepisów techniczno-budowlanych i przepisów o ochronie przeciwpożarowej.

Podstawy prawne

Aktami prawnymi regulującymi kwestie wentylacji pożarowej i oddymiania są:

• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2021, poz. 296, z późn. zm.).
• Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. z 2018 r. poz. 719, z późn. zm.).
• Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 21 kwietnia 2006 r. (DzU nr 109, poz. 753, z późn. zm.).

Zgodnie z tymi przepisami, systemy oddymiania należy stosować w budynkach o określonej kubaturze i przeznaczeniu, w których obowiązuje wymóg ochrony przeciwpożarowej.

Wymagania dla różnych typów budynków

• Budynki wysokie i średniowysokie: Systemy oddymiające są wymagane w budynkach o wysokości powyżej 28 metrów, w których klatki schodowe stanowią drogi ewakuacyjne. Klatki schodowe muszą być wyposażone w systemy zapobiegające zadymieniu lub automatyczne urządzenia do oddymiania, aktywowane przez detektory dymu.
• Klatki schodowe jako drogi ewakuacyjne: W kontekście zapewnienia bezpieczeństwa na drogach ewakuacyjnych, klatki schodowe muszą spełniać określone standardy bezpieczeństwa zgodnie z § 207 Warunków Technicznych. Kluczowe jest spełnienie wymagań zwłaszcza w zakresie ochrony dróg ewakuacyjnych.
• Garaże zamknięte:
  • W garażach zamkniętych o powierzchni całkowitej przekraczającej 1500 m² należy stosować samoczynne urządzenia oddymiające.
  • W garażach zamkniętych, ogrzewanych, nadziemnych lub częściowo zagłębionych, które mają nie więcej niż 10 stanowisk postojowych, wentylacja mechaniczna sterowana detektorami poziomu stężenia tlenku węgla jest wymagana.
  • W garażach zamkniętych, nieogrzewanych, nadziemnych, wolnostojących, przybudowanych lub wbudowanych w inne budynki konieczne jest zapewnienie wentylacji co najmniej naturalnej, realizowanej przez otwory wentylacyjne o łącznej powierzchni netto nie mniejszej niż 0,04 m² na każde wydzielone stanowisko postojowe.
  • Maksymalna powierzchnia strefy pożarowej w oddymianym garażu wynosi 5000 m², z możliwością zwiększenia do 10 000 m² pod warunkiem zastosowania dodatkowej ochrony stałymi samoczynnymi urządzeniami gaśniczymi wodnymi.
  • W garażach wielopoziomowych podziemnych, obejmujących strefy pożarowe na kondygnacjach poniżej drugiej podziemnej (tj. na poziomie minus 3 lub niższym), wymagana jest instalacja oddymiająca, za wyjątkiem tych z bezpośrednim wjazdem lub wyjazdem.
• Garaże otwarte: Zwolnione są z obowiązku stosowania samoczynnych urządzeń oddymiających, ale muszą zapewniać przewietrzanie naturalne każdej kondygnacji. Mogą być sytuowane pod kondygnacjami przeznaczonymi na pobyt ludzi.
• Wielkokubaturowe obiekty użytkowe: W centrach handlowych, salach wystawowych, dworcach kolejowych i lotniczych stosuje się systemy oddymiania umożliwiające ewakuację ludzi z zagrożonej strefy, jednocześnie nawiewane powietrze zewnętrzne powinno wypierać gazy pożarowe ze strefy przypodłogowej tworząc wolną od dymu przestrzeń.

Cel i funkcjonowanie systemów oddymiania

Główny cel zastosowania systemów oddymiania przeciwpożarowego stanowi zawsze ochrona życia ludzkiego. Wentylacja pożarowa ma znaczny wpływ na bezpieczeństwo osób korzystających z obiektu w sytuacji zagrożenia. Umożliwia bezpieczną ewakuację z budynku poprzez usuwanie dymu i toksycznych gazów. Systemy oddymiania mają także na celu ograniczenie rozprzestrzeniania się dymu, co ułatwia prowadzenie skutecznej akcji gaśniczej służbom ratowniczym.

Zasady funkcjonowania różnych systemów oddymiania mogą się różnić, ale dążą one zawsze do tego samego celu - umożliwienia bezpiecznej ewakuacji z obiektu zagrożonego pożarem. Systemy oddymiania lub różnicowania ciśnienia powinny być uruchamiane samoczynnie za pomocą systemu wykrywania dymu.

Rodzaje systemów wentylacji pożarowej i oddymiania

Ze względu na wykorzystywane urządzenia i metody działania, wyróżniamy kilka typów systemów:

1. Wentylacja oddymiająca (przewodowa): Jej celem jest skuteczne usunięcie dymu zgromadzonego pod stropem, aby użytkownicy budynku mogli uciec, a służby ratunkowe przeprowadzić akcję ratunkową. Usuwa dym z warstwy zgromadzonej pod stropem i utrzymuje wolną od dymu przestrzeń. Systemy kanałowe wykorzystują kanały wentylacyjne z równomiernie rozmieszczonymi kratkami wywiewnymi. Jest to najczęściej stosowany typ wentylacji oddymiającej w garażach zamkniętych, usuwający dym bezpośrednio spod stropu dzięki rozprowadzonym przewodom z kratkami wyciągowymi. System ten pełni funkcję wentylacji bytowej podczas normalnego funkcjonowania obiektu, a w warunkach pożaru wentylacji oddymiającej.
2. Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła: Ich działanie skupia się na utrzymaniu dymu w wyznaczonych obszarach, pomiędzy źródłem ognia a miejscem jego usuwania. W ten sposób ułatwiają służbom ratowniczym dostęp do miejsc objętych pożarem. Systemy utrzymujące dym w wyznaczonym obszarze zapewniają dostęp do źródła ognia dla ekip ratowniczych, a także obniżają temperaturę i stężenie dymu oraz toksycznych produktów spalania.
3. Systemy oczyszczania z dymu: Ich celem jest usuwanie dymu oraz mieszanie go z napływającym powietrzem kompensacyjnym, co obniża temperaturę oraz toksyczność lotnych gazów. Zadaniem tych systemów jest usuwanie dymu zmieszanego z napływającym powietrzem kompensacyjnym, przez co zmniejsza się temperatura, obniżone zostaje stężenie dymu i toksycznych produktów spalania.
4. Systemy różnicowania ciśnień: Zapewniają nadciśnieniową ochronę przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych. Są droższe, ale zapewniają wyższy poziom bezpieczeństwa.
5. Wentylacja grawitacyjna: Stosowanie wentylacji grawitacyjnej w systemach oddymiania klatek schodowych jest dopuszczalne, o ile zapewnia ona skuteczne usuwanie dymu i gorącego powietrza z klatki schodowej.
6. Wentylacja strumieniowa: Przeznaczona jest do wentylacji dużych przestrzeni, takich jak parkingi samochodowe, tunele. W systemie wzdłużnym powietrze przepływa całym przekrojem poprzecznym garażu do wybranych punktów wyciągowych. Wentylatory strumieniowe powinny być zlokalizowane w centralnym miejscu w stosunku do obliczonej masy powietrza, którą mają za zadanie przemieszczać. Największą skuteczność wentylacja strumieniowa osiąga w garażach o kształcie prostokątnym, w których z jednej strony obiektu można nawiewać niezadymione powietrze, a z drugiej - umieścić wyrzutnie usuwające zanieczyszczone powietrze lub dym podczas pożaru. W garażach zamkniętych o wysokości około 2,5 m, wyposażonych w wentylację strumieniową, na początku pożaru wentylatory strumieniowe są wyłączane, a wentylatory napowietrzające i oddymiające włączane na wysoki bieg. Po ewakuacji ludzi lub przybyciu straży pożarnej, wentylatory strumieniowe zostają włączone, wytwarzając efekt tłoka i przemieszczając powietrze w kierunku wentylatora oddymiającego.
7. Systemy szachtów nawiewno-wywiewnych.

Kluczowe elementy konfiguracji systemów

Konfiguracja systemów oddymiania obejmuje urządzenia takie jak:

• Klapy dymowe: Otwierane automatycznie, odprowadzają dym na zewnątrz.
• Centrala sterująca: Zarządza klapami przeciwpożarowymi i całym systemem.
• Zasilacze systemu.
• Otwory napływu powietrza kompensacyjnego: Zapewniają dopływ świeżego powietrza z zewnątrz.
• Wentylatory: Specjalistyczne wentylatory oddymiające, np. promieniowe z napędem bezpośrednim (do kuchni przemysłowych, parkingów, budynków użyteczności publicznej) lub dachowe INTENSIVE (do usuwania ciepła, spalin i dymu). Wentylatory oddymiające stosowane w instalacji pożarowej powinny mieć klasę F600 60, jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza 400ºC, a F400 120 w pozostałych przypadkach.
• Klapy przeciwpożarowe (odcinające): Montowane jako przegrody odcinające strefę objętą pożarem od pozostałej części budynku w celu powstrzymania rozprzestrzeniania się ognia, temperatury i zadymienia.

Projektowanie i weryfikacja systemów wentylacji pożarowej



Za prawidłowość funkcjonowania systemu wentylacji pożarowej odpowiada projektant, który musi potwierdzić wiarygodne dowody potwierdzające skuteczność zaprojektowanego systemu. Projekt powinien zapewnić odpowiednią skuteczność działania wentylacji pożarowej. Sprawne działanie wentylacji ppoż. jest możliwe tylko w sytuacji, gdy ma ona zapewniony dopływ świeżego powietrza z zewnątrz.

Koncepcja systemu oddymiania i podział kompetencji

Pierwszym etapem projektu systemu oddymiania jest określenie wstępnych założeń (koncepcji) działania układu wentylacji pożarowej. Rzeczoznawca nakreśla projektantowi wymagania, jakie spełnić powinien system oddymiania w konkretnym obiekcie (przeznaczenie obiektu, klasa zagrożenia ludzi, wymagania odporności ogniowej itd.). Do projektanta należy określenie najwłaściwszych dla obiektu rozwiązań systemu oddymiania i napływu powietrza kompensacyjnego, współpracy z innymi instalacjami zabezpieczenia pożarowego oraz ew. innych układów wentylacji pożarowej. Ponadto projektant powinien zadecydować o przyjętej metodyce obliczeniowej i wykonaniu obliczeń oraz doboru konkretnych urządzeń.

Zaleca się projektowanie systemu oddymiania w oparciu o standardy europejskie, ponieważ polska norma PN-B-02877-4/Az1: 2006 jest daleka od doskonałości. Po stronie projektanta leży również weryfikacja (za pomocą obliczeń sprawdzających lub symulacji komputerowych) przyjętych i zastosowanych rozwiązań. Rzeczoznawca w fazie koncepcji powinien sprawdzić zgodność proponowanych rozwiązań z przepisami techniczno-budowlanymi.

Określenie wielkości pożaru

Kluczowym elementem dla wyliczenia wielkości urządzeń systemu oddymiania jest określenie projektowej wielkości pożaru. Jest to szczególnie złożone zadanie w obiektach o złożonej architekturze, takich jak galerie handlowe, gdzie do przestrzeni pasażu przylegają, czasami na kilku kondygnacjach, pomieszczenia sklepowe, usługowe i biurowe.

W projekcie należy rozważyć różne warianty rozwoju pożaru, zarówno powstającego na posadzce pasażu, jak i w najbardziej niekorzystnym pod względem oddymiania przyległym do pasażu pomieszczeniu. Jeśli pomieszczenia te chronione są instalacją tryskaczową, maksymalna ilość wydzielającego się ciepła konwekcyjnego (stanowiąca 80% ciepła całkowitego) wynosi 500 kW/m².

Wyznaczenie sektorów oddymiania

Dym powstający podczas pożaru, na skutek działania siły wyporu hydrostatycznego lub podciśnienia wytworzonego przez działającą instalację oddymiania mechanicznego, przemieszcza się do wydzielonej strefy podstropowej, która nazywana jest zasobnikiem dymu. Dla poprawy efektywności systemu oddymiania należy dążyć do możliwie jak największego skrócenia drogi pomiędzy miejscem wybuchu pożaru a punktem usunięcia dymu poza budynek.

W przypadku pomieszczeń otwartych na pasaż w galeriach wielokondygnacyjnych najczęściej zakłada się ich oddymianie z wykorzystaniem systemu zainstalowanego w stropie pasażu. Balkony o szerokości poniżej 2 m mogą powodować napływ dymu na kondygnację położoną powyżej pomieszczenia objętego pożarem, co może wymagać dodatkowych zabezpieczeń.

Wskazane jest stosowanie tzw. kurtyn kierujących (montowanych w poprzek balkonu) ograniczających poziomą migrację dymu, aby zapobiec przenikaniu dymu na balkony ewakuacyjne, do pomieszczeń sąsiednich i do przestrzeni pasażu. Jeżeli skuteczność oddymiania z wykorzystaniem systemu zamontowanego w pasażu staje się problematyczna, najlepszym rozwiązaniem jest zapewnienie usuwania dymu bezpośrednio z pomieszczenia, w którym powstał pożar.

Symulacje komputerowe (CFD)

Ponieważ prawidłowy dobór i wymiarowanie systemu wentylacji pożarowej jest trudne do przedstawienia za pomocą prostych zależności matematycznych, w celu weryfikacji przyjętych założeń coraz powszechniej stosuje się metody analizy CFD (Computational Fluid Dynamics). Analizy CFD przeprowadza się z wykorzystaniem metod obliczeniowych mechaniki płynów, umożliwiających modelowanie zjawisk fizycznych zachodzących podczas pożaru oraz pracy systemu wentylacji pożarowej. Pozwala to na weryfikację przyjętych założeń na etapie projektowania.

W wytycznych ITB zawarte są jasno zdefiniowane parametry założeń, które powinny być wykorzystywane jako standard podczas wykonywania symulacji. Kryteria oceny skuteczności systemu wentylacji pożarowej w garażach to m.in.:

• Widoczność ze względu na zadymienie nie mniejsza niż 10 m do wysokości 1,8 m od posadzki.
• Temperatura powietrza nie przekraczająca 60°C.
• Możliwość dotarcia przez służby ratownicze na odległość minimum 10 m do źródła ognia, z co najmniej jednej strony, w czasie nie krótszym niż 15 min od powstania pożaru.

Utrzymanie i konserwacja systemów oddymiania



Zarządca lub właściciel budynku odpowiada za terminowy przegląd klap oddymiających. Przeglądy te powinny być przeprowadzane co najmniej raz do roku przez specjalistów, aby zapewnić, że klapy są w dobrym stanie technicznym i są w stanie skutecznie spełniać swoją funkcję w przypadku pożaru.

Kluczowe jest również utrzymanie czystości na klatkach schodowych i innych obszarach wspólnot mieszkaniowych. Klatki schodowe, jako kluczowe drogi ewakuacyjne, muszą być zawsze wolne od wszelkich przeszkód. Trujące gazy odcinają ciągi ewakuacyjne i ratunkowe, dlatego tak ważne jest zapewnienie ich drożności.

Wpływ wentylacji pożarowej na bezpieczeństwo

Wentylacja pożarowa ma znaczny wpływ na bezpieczeństwo osób korzystających z obiektu w sytuacji zagrożenia. Umożliwia bezpieczną ewakuację z budynku poprzez usuwanie dymu i toksycznych gazów. Przy mniejszym zadymieniu służbom ratunkowym łatwiej jest dotrzeć do miejsca pożaru i prowadzić akcję ratunkową. System oddymiania mechanicznego zmniejsza ryzyko zatrucia dymem i uduszenia. Pozwala skutecznie odprowadzać dym nawet w sytuacji, gdy pożarem objęty jest duży obszar, ponieważ już na etapie projektowania uwzględnia się strefy pożarowe i oblicza niezbędną wydajność instalacji w razie zagrożenia dymem. Wentylacja pożarowa obniża temperaturę wewnątrz budynku poprzez odprowadzenie gorącego powietrza na zewnątrz.

tags: #wentylacja #pozarowa #oddymianie #kiedy #wymagana