Oddymianie Grawitacyjne Klatek Schodowych

Instalacje oddymiania, ze względu na swoje fundamentalne znaczenie w czasie ewakuacji osób znajdujących się w strefie zagrożenia oraz w czasie działań służb ratunkowych, są ściśle regulowane przepisami prawa i koniecznie muszą spełniać określone normy. Właściwe oddymianie klatek schodowych i innych pomieszczeń może uratować niejedno życie, a także umożliwia sprawne działanie ekip ratowniczym. Systemy oddymiania klatek schodowych to instalacje niezbędne do zapewnienia bezpieczeństwa w budynku.

Podstawy Oddymiania Grawitacyjnego

Zjawisko konwekcji to podstawa działania oddymiania grawitacyjnego. W czasie pożaru - gdy budynek jest zamknięty - dym i gorące gazy pożarowe gromadzą się w jego górnej części. Ich usunięcie ma kluczowe znaczenie przede wszystkim dlatego, że wysoka temperatura może doprowadzić do naruszenia i zawalenia konstrukcji. Instalacja oddymiająca grawitacyjna odprowadza je na zewnątrz za pomocą klap dymowych. Prostota i uniwersalność oddymiania grawitacyjnego oznaczają jego skuteczność i niezawodność. Oddymianie grawitacyjne jest jednym z najważniejszych systemów pozwalających na odprowadzenie dymu i ciepła podczas pożaru. Obok systemów nadciśnieniowych, które zabezpieczają przed zadymianiem, jest istotnym zabezpieczeniem przeciwpożarowym.

System oddymiania grawitacyjnego usuwa dym i gazy pożarowe, które dostaną się np. na klatki schodowe w wyniku pożaru. Oznacza to, że drogi ewakuacyjne pozostają wolne od zadymienia, a ludzie mogą bezpiecznie opuścić budynek. System oddymiania grawitacyjnego uruchamia się poprzez załączenie czujki dymowej, przycisku oddymiania lub innych, zewnętrznych urządzeń. Co ważne - system ten jest w pełni automatyczny. Całość operacji jest zewnętrznie kontrolowana.

Rola Klatek Schodowych w Bezpieczeństwie Pożarowym

Klatki schodowe pełnią funkcję komunikacyjną wewnątrz budynków, ale przede wszystkim bardzo ważną funkcję ewakuacyjną w przypadkach różnego rodzaju zagrożenia. W przypadku wybuchu pożaru klatki schodowe pełnią funkcję drogi ewakuacyjnej. Istnieje szeroka grupa budynków, w których zachodzi potrzeba zastosowania automatycznego systemu oddymiania klatek schodowych.

Znaczenie i Cel Systemów Oddymiania Klatek Schodowych

Systemy oddymianie klatek schodowych to ważny aspekt bezpieczeństwa pożarowego w budynkach. Ich głównymi celami są:

• Bezpieczeństwo ludzi: Oddymienie klatek schodowych jest ważne dla zapewnienia bezpieczeństwa ludziom w przypadku pożaru.
• Poprawa widoczności: Oddymianie klatek schodowych poprawia widoczność w klatce schodowej w przypadku pożaru.
• Ograniczenie szkód: Oddymienie klatek schodowych pomaga w ograniczeniu szkód wynikających z pożaru.
• Utrzymanie ciągłości działania budynku: Oddymienie klatek schodowych pozwala na utrzymanie ciągłości działania budynku po pożarze.

Przepisy i Normy

Zadania dla systemów oddymiania grawitacyjnego są zdefiniowane w przepisach techniczno-budowlanych i przepisach o ochronie przeciwpożarowej. System oddymiania klatek schodowych musi być zgodny z lokalnymi przepisami i normami bezpieczeństwa przeciwpożarowego. W przypadku oddymiania grawitacyjnego zastosowanie ma norma PN-B-02877-4/Az1:2006. W Polsce przepisy budowlane oraz rozporządzenia określają, w których budynkach systemy oddymiania są obowiązkowe. Najczęściej wymagane są w wysokich budynkach mieszkalnych, obiektach użyteczności publicznej (takich jak szkoły, szpitale, biurowce, hotele czy centra handlowe), a także w halach produkcyjnych czy garażach podziemnych.

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. Właściciel lub użytkownik obiektu budowlanego odpowiada za bezpieczeństwo przebywających w nim ludzi. Dlatego jest zobligowany zastosować oddymianie klatek schodowych. System oddymiania klatek schodowych musi spełniać określone parametry techniczne, aby zapewnić skuteczną i bezpieczną ewakuację ludzi w przypadku pożaru. 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).

Mechanizm Działania i Elementy Systemu Oddymiania Grawitacyjnego

System oddymiania grawitacyjnego ma na celu usprawnienie naturalnego ciągu w dolnych częściach budynku. Żeby było to możliwe, konieczne jest doprowadzenie do pomieszczenia świeżego powietrza. Do tego celu instalowane są specjalne elementy konstrukcyjne. Na co dzień mogą one służyć do codziennej wentylacji pomieszczeń.

Typowa instalacja oddymiania składa się z kilku kluczowych elementów:

• Klapy dymowe (wentylatory odciągowe): odpowiadają za wypływ gorących gazów pożarowych. W przypadku systemów grawitacyjnych nie zaleca się, zgodnie z wytycznymi CNBOP-PIB, stosowania otwieranych okien lub urządzeń zlokalizowanych na elewacjach - ze względu na zwiększoną podatność na parcie wiatru i możliwość zakłócenia przepływu powietrza. Zdecydowanie lepszym rozwiązaniem są klapy dymowe zlokalizowane w najwyższym punkcie klatki. Klapy dymowe w instalacji oddymiania dobieramy pod wymiar do wymaganej powierzchni czynnej. Oddymianie klatki schodowej będzie realizowane poprzez klapy dymowe umieszczone w dachu klatki schodowej.
• Dolne otwory nawiewne (lub zespoły nawietrzające, otwory kompensacyjne): zapewniają napływ powietrza. Otwór napływu powietrza kompensacyjnego powinien być umieszczony możliwie najniżej w obrębie klatki schodowej. Jego celem jest dostarczanie świeżego powietrza w miejsce usuwanego dymu. Może to być otwór ścienny z żaluzją, drzwi ewakuacyjne z funkcją automatycznego otwarcia lub okno z napędem - wszystko sterowane przez centralę w momencie aktywacji systemu.
• Czujki dymu oraz ręczne przyciski oddymiania: aktywują system. System oddymiania musi aktywować się automatycznie po wykryciu dymu przez system detekcji.
• Centrala sterująca oddymianiem (CSP): to urządzenie odpowiedzialne za odbieranie sygnałów z czujek dymu oraz systemów sygnalizacji pożarowej. Zarządza wszystkimi elementami wykonawczymi: klapami, siłownikami, wentylatorami, żaluzjami i innymi podzespołami systemu. W systemach grawitacyjnych centralę instaluje się zazwyczaj w górnej części klatki, w pobliżu urządzeń o największym zapotrzebowaniu na energię. Ma to na celu szybkie podanie napięcia do klapy lub otworów nawiewnych - zgodnie z wymaganiem uruchomienia w ciągu 60 sekund od detekcji pożaru. Po aktywacji systemu grawitacyjnego dalsze zasilanie nie jest niezbędne.
• Zasilacz rezerwowy: to podstawowe źródło awaryjnego zasilania dla instalacji oddymiającej. Jego zadaniem jest automatyczne przełączenie z zasilania podstawowego na rezerwowe w sytuacji awarii. Wymagana zgodność z PN-EN 12101-10 oznacza, że urządzenie powinno być certyfikowane do współpracy z instalacjami wentylacji pożarowej, a także zdolne do podtrzymania pracy przez określony czas. 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.
• Okablowanie i inne podzespoły.

Kluczowe jest, aby kompensacja następowała bez opóźnień, co zapewnia skuteczność oddymiania. 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.

Kluczowe elementy wykonawcze systemu oddymiania

Wymagania Techniczne i Obliczenia

System oddymiania klatek schodowych musi spełniać określone parametry techniczne, aby zapewnić skuteczną i bezpieczną ewakuację ludzi w przypadku pożaru. Wydajność wentylatorów: Wentylatory powinny mieć wystarczającą wydajność, aby w ciągu kilku minut przeprowadzić cały objętościowy przepływ powietrza w klatce schodowej.

Obliczenia do doboru systemu oddymiania klatki schodowej wykonano w oparciu o wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016. Oddymianie klatki schodowej będzie realizowane poprzez klapy dymowe umieszczone w dachu klatki schodowej. Klatka schodowa będzie oddymiana przy użyciu systemu ze zmiennym wydatkiem kompensacyjnym, ZODIC-M zgodnym z wytycznymi CNBOP-PIB. System oparty jest na wentylatorze napowietrzającym ze zmiennym przepływem powietrza adaptowalnym do pracy w różnych warunkach.

Dla potrzeb wytycznych 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 wyznaczono, sumując kryterium pierwsze i drugie. Zgodnie z wytycznymi CNBOP trzeciego kryterium nie bierzemy pod uwagę, gdy klatka schodowa spełnia wymagania WT i drzwi do niej są wyposażone w samozamykacze. Na tej podstawie dobierane są urządzenia kompensacyjne.

Przy wyznaczaniu ilości powietrza kompensacyjnego do oddymiania w nowoprojektowanych obiektach uwzględnia się jedynie kryterium 1 + kryterium 2 z wytycznych CNBOP ponieważ klatki schodowe z założenia powinny być zaprojektowane zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa budowlanego. W takim przypadku pomija się kryterium 3, które najczęściej jest znacznie większe niż kryterium 2. Dodatkowo gdy stosuje się wentylator kompensacyjny ZNZ lub osiowy, wraz z instalacją kanałową wykonaną w odpowiedniej klasie szczelności możemy 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.

Oddymianie Grawitacyjne vs. Nawiew Mechaniczny

W praktyce oddymianie grawitacyjne najlepiej sprawdza się w budynkach o niskiej i średniej wysokości (zwykle do 5-7 kondygnacji), gdzie ma zapewnione warunki do efektywnego działania. Grawitacja może być niewystarczająca 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 ok. 5 kondygnacji). 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.

W budynkach wyższych lub bardziej skomplikowanych architektonicznie często stosuje się systemy oddymiania mechanicznego lub wentylację o różnicowanym ciśnieniu powietrza. Nawiew mechaniczny (wspomaganie lub układ nadciśnieniowy) to rozwiązanie aktywne - wentylator podaje zewnętrzne powietrze na najniższy poziom klatki, utrzymując tam stały, regulowany przepływ. 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.

Rekomendacje CNBOP-PIB wg typu budynku

Porównanie systemu oddymiania grawitacyjnego i nawiewu mechanicznego

Otwory Napływu Powietrza Kompensacyjnego

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).

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.

Podstawowe Błędy w Wykonaniu Systemu Oddymiania Klatek Schodowych

Wykonanie systemu oddymiania klatki schodowej należy powierzyć profesjonalnej i rzetelnej firmie z doświadczeniem. Osoba nadzorująca roboty budowlane oraz monterzy powinni mieć stosowne uprawnienia. Niestety, często występują błędy w realizacji tych systemów:

1. Brak automatycznego otwierania otworów napływu powietrza kompensacyjnego: Jest to jeden z najczęściej występujących błędów w instalacjach oddymiania grawitacyjnego. Problem ten dotyczy przede wszystkim starszych systemów, zaprojektowanych na podstawie nieaktualnych wytycznych. System oparty wyłącznie na obsłudze manualnej nie zapewnia wymaganej skuteczności w sytuacji pożaru i jest niezgodny z aktualnymi przepisami. Warunki techniczne (WT) wyraźnie wskazują na obowiązek stosowania rozwiązań z pełną automatyzacją uruchamiania.
2. Niewłaściwe rozmieszczenie czujek dymu: 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.
3. Stosowanie niewłaściwych zamków w drzwiach napowietrzających: 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.

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. Konieczność regularnych przeglądów technicznych i serwisu jest kluczowa dla utrzymania sprawności systemu.

Dopuszczenie do Eksploatacji i Nadzór Techniczny

Dokonanie uzgodnień projektu z rzeczoznawcą d/s zabezpieczeń przeciwpożarowych (Zgodnie z Rozporządzeniem MSWiA z dn. 7 czerwca 2010 r.) jest niezbędne. Każda instalacja oddymiania musi przed przekazaniem do użytkowania przejść serię prób i testów funkcjonalnych potwierdzających prawidłowe działanie wszystkich elementów - zarówno mechanicznych (klapy, wentylatory), jak i elektrycznych (centrala, czujki, zasilanie). Tylko profesjonalne wykonanie robót bez jakichkolwiek odstępstw od projektu gwarantuje bezpieczeństwo.

tags: #znak #oddymianie #grawitacyjne #dotyczy #klatek #schodowych