Systemy oddymiania budynków w 2021 roku

Krótki wstęp

Wentylacja pożarowa to element budynku, a właściwie system, który służy do tego, by w czasie pożaru i ewakuacji budynku bezpieczeństwo ludzi znajdujących się w nim było zapewnione. Umożliwia również dostęp do źródła ognia dla ratowników straży pożarnej, a także pomaga w ochronie konstrukcji budynków.

W naszym kraju informacje o tym, w jaki sposób skutecznie i prawidłowo tworzyć instalacje wentylacji pożarowych pojawiły się dopiero po roku 2000. W 2009 roku nastąpił szybki rozwój tych instalacji i zaczęto ich optymalizację w dotychczas niespotykanej skali. Bezpieczeństwo systemów pożarowych (czy też systemów oddymiania) wzrosło, spadły natomiast kosza produkcji, a tym samym cena systemów pożarowych uległa znaczącej obniżce. Systemy pożarowe od tamtego czasu miały mieć zdolność oddymiania w stopniu jak najwyższym, aby potencjalna ewakuacja ludzi z budynku w przejściach chronionych systemami oddymiania mogła przebiegać szybko i sprawnie, a więc bez dymu i temperatury, które uniemożliwiałyby ucieczkę.

Wymagania i parametry systemów pożarowych powinny być określane zarówno na podstawie polskiego prawa budowlanego, ale także z wykorzystaniem współczesnej wiedzy technicznej (normy, wytyczne, artykuły naukowe i techniczne traktujące o tej tematyce). W zwykłych obiektach, których geometria jest typowa, wystarczy kierować się normami ustalonymi przez ustawodawcę, a także najnowszą wiedzą techniczną. W przypadku obiektów niestandardowych trudno korzystać ze standardowych ustaleń dlatego tak ważne wtedy staje się skorzystanie z pomocy wykwalifikowanych specjalistów, którzy korzystają z narzędzi inżynierii bezpieczeństwa pożarowego i przeprowadzają indywidualną charakterystykę potencjalnego pożaru, a także wytyczają korytarze ewakuacyjne, w których zostaną zastosowane systemy oddymiania.

Rodzaje systemów pożarowych

Należy zaznaczyć, że istnieją różne systemy oddymiania budynków, w tym oczywiście korytarzy czy takie zajmujące się również oddymianiem klatek schodowych.

Istnieje podstawowy podział wentylacji pożarowych:

  • systemy oddymiania – ich rolą jest oddymianie tych obszarów, do których podczas pożaru może dostać się duża ilość dymu; system taki ma po prostu usunąć znajdujący się w danym pomieszczeniu dym
  • systemy zapobiegające zadymieniu – stosuje się w tych pomieszczeniach, które przylegają do obszarów, gdzie może powstać pożar, a ich zadaniem jest uniemożliwienie przedostawania się dymu do tych obszarów

W tym artykule skupimy się na tych pierwszy, czyli na systemach oddymiania.

Systemy oddymiania grawitacyjnego

Oddymianie grawitacyjne to instalacja, która wykorzystuje przede wszystkim fakt, że gorący ulega zjawisku tak zwanej konwekcji, dzieki której unosi się do góry. Swobodę konwekcji zapewnia to, że ruch powietrza jest wywołany różnicą temperatur między źródłem ciepła a otaczającym to źródło powietrzem. Nagrzane powietrze o mniejszej gęstości unosi się, natomiast to, które jest zimniejsze, opada. Większa wymiana ciepła oznacza bardziej intensywny ruch powietrza. To wszystko nazywane jest efektem kominowym, który powstaje, gdy wybucha pożar. Ów efekt jest tym silniejszy, im mniejsza temperatura na zewnątrz, a to z tego powodu, że dym jest cieplejszy i ma mniejszą gęstość, więc za sprawą praw fizyki unosi się i podróżuje w górę.

Jeśli chcemy, by system oddymiania grawitacyjnego funkcjonował jak najlepiej, ruch powietrza musi być sterowany dzięki otworom grawitacyjnym. Instaluje się je zarówno w dolnej, jak i górnej części danej przestrzeni w budynku. Otwór wentylacyjny zainstalowany na górze będzie usuwał powietrze tylko wtedy, gdy ciśnienie w pomieszczeniu będzie wyższe od ciśnienia zewnętrznego. Odwrotnie z otworami umieszczonymi na dole. Będą spełniać swoją funkcję wtedy, a dopływ powietrza do nich zostanie umożliwiony wtedy, gdy ciśnienie w dolnej części pomieszczenia będzie niższe niż na zewnątrz budynku. Każdy budynek posiada tak zwaną płaszczyznę ciśnienia neutralnego (nazywaną również strefą obojętną), czyli taki poziom, gdzie ciśnienie wewnętrzne i zewnętrzne równoważą się.

System oddymiania grawitacyjnego służy do tego, by w czasie pożaru usuwać dym i ograniczać niebezpieczne podnoszenie się temperatury przez blokowanie promieniowania cieplnego. System taki sprawia, że dym staje się rzadszy (a przez to również substancje smoliste i inne substancje trujące zawarte w dymie) dlatego, że do pomieszczenia jest dostarczane świeże powietrze, które zwiększa widoczność w korytarzach przeznaczonych do ewakuacji i obniża temperaturę w tych korytarzach. Oprócz tego służy ochronie danego budynku przed zniszczeniem jego konstrukcji, ponieważ gorące gazy, które zbierają się w górnych partiach danego obiektu, mają drogę ujścia i nie prowadzą do zniszczenia materiałów, z których dany obiekt został wykonany. Tym samym nie tracą one właściwości nośnych, a budynek nie ulega zawaleniu bądź poważnym zniszczeniom.

Nadciśnieniowy system oddymiania

Jak działa nadciśnieniowy system oddymiania? W niesamowicie nieskomplikowany sposób. Podczas pożaru klatki schodowe wyznaczone do spełniania funkcji ewakuacyjnej są napełniane powietrzem z wentylatorów, które są częścią systemu napowietrzającego. Gdy do klatki schodowej dostanie się świeże powietrze, powstanie w niej nadciśnienie, które uniemożliwi przenikanie do niej dymu z pomieszczeń, w których w danym momencie się coś pali. Jeśli klatka zawiera tak zwane przedsionki pożarowe, sytuacja wygląda jeszcze korzystniej, ponieważ oddzielają one drogi ewakuacyjne od korytarzy ewakuacyjnych.

Idea działania systemu ochrony przed zadymieniem klatki schodowej jest bardzo prosta. Podczas alarmu wydzielone pożarowo klatki schodowe napełniane są powietrzem za pomocą układu wentylatorów napowietrzających. Powstające w ten sposób nadciśnienie chroni tę przestrzeń przed przedostawaniem się do jej wnętrza dymu z kondygnacji objętej pożarem. Wygląda prosto, jednak często zainstalowanie takiego układu może sprawić dużo trudności, a ewentualne błędy w projekcie takiej instalacji mogą okazać się śmiertelnie niebezpieczne.

W praktyce jednak okazuje się, że zadania stawiane systemowi nadciśnieniowej ochrony dróg ewakuacji nie są łatwe do spełnienia. Dzieje się tak z wielu powodów, wymienić tu można zarówno częste błędy projektowej, jak i do dziś nierozwiązane zjawiska fizyczne mające bezpośredni wpływ na kształtowanie się rozkładu ciśnienia w obrębie klatki schodowej. Niestety nawet perfekcyjnie zainstalowany system oddymiania nadciśnieniowego może borykać się z istnieniem wcześniej wspomnianego efektu kominowego, który sprawi, że przepływ powietrza stanie się niemożliwy do kontrolowania. Nie jest to rzecz, którą należy się specjalnie przejmować, jeśli budynki są niskie bądź średniej wielkości, ale w wysokich konstrukcjach efekt kominowy może okazać się bardzo poważnym problemem.

Współcześnie pracuje się nad takimi udoskonaleniami w dziedzinie techniki projektowania i konstruowania nadciśnieniowych systemów oddymiania, by efekt kominowy nie stanowił wielkiego problemu, gdy mierzymy się z problemem, jakim jest oddymianie klatki schodowej. Technika nawiewu wielopunktowego miałaby tutaj niebagatelne znaczenie, a każdy punkt nawiewu byłby wyposażony w urządzenia kontrolujące wydatek powietrza, co przyczyniłoby się do zniwelowania wahnięć ciśnienia wewnątrz klatki schodowej. Nie należy również zapominać, że trzeba się postarać o to, by drzwi na każdej kondygnacji budynku miały jak najmniejszą prędkość przepływu powietrza.

Pozostałe systemy oddymiania budynków

Prócz wcześniej wymienionych istnieją również systemy oddymiania budynków typu przepływowego, które instalowane są w celu utrudnienia rozprzestrzeniania się dymu za pomocą wytworzonego w tym celu strumienia powietrza o odpowiedniej prędkości. Najczęściej stosuje się je w garażach oraz tunelach. Istnieje również systemy wyporu dymu. Oddymiają pomieszczenia o dużych rozmiarach, czyli hale, magazyny, atria galerii handlowych i działają w taki sposób, że wypór dymu następuje w kierunku jego naturalnego przemieszczania się.

Podsumowanie

Po przeczytaniu tego artykułu zostanie w czytelniku nieco więcej informacji i nieco więcej poczucia bezpieczeństwa. Systemy oddymiania są niezwykle istotne dla bezpieczeństwa znajdujących się w danym budynku ludzi, w którym owe instalacje zostały umieszczone. Bez nich potencjalny pożar stwarzałby kolosalne konsekwencje, a drogi ucieczki zostałyby szybko zablokowane, dlatego nie można ich pominąć, gdy chcemy zabezpieczyć budynek przed ewentualnym pożarem.