Najbardziej niebezpieczne są wysokie budynki
Instalacja zabezpieczenia przeciwpożarowego budynków ma zapewnić bezpieczną ewakuację ludzi i
ułatwić jednostkom ratowniczym akcję gaśniczą. A to możliwe jest dzięki zamontowaniu zintegrowanych
systemów detekcji pożarowej, instalacji gaśniczej i wentylacji pożarowej
Poprawne działanie i współpraca wszystkich elementów zabezpieczeń przeciwpożarowych ma
szczególne znaczenie w wysokich, gdzie podjęcie akcji ratowniczej z zewnątrz jest bardzo utrudnione,
a w przypadku kondygnacji położonych powyżej 50 m  wręcz niemożliwe. Obiekty tego typu przez
czas niezbędny do ewakuacji muszą  bronić się same , co oznacza, że drogi ewakuacyjne muszą
pozostać drożne i wolne od dymu, aby zapewnić ludziom możliwość bezpiecznego opuszczenia
budynku. Zgodnie z wymogami prawnymi funkcję zabezpieczenia poziomych i pionowych dróg
ewakuacji pełni ciśnieniowy system wentylacji pożarowej.
Zgodnie z prawem
O konieczności zastosowania stosownych rozwiązań decydują zapisy rozporządzenia ministra spraw
wewnętrznych i administracji w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i
ich usytuowanie (najnowsza wersja tych przepisów została podpisana w marcu br.). Zgodnie z
zapisami tego rozporządzenia system gradacji ciśnienia powinien być stosowany w budynkach
wysokich (o wysokości od 25 do 55 m) dla stref pożarowych innych niż ZL IV (mieszkalne) i PM
(przemysłowo-magazynowe) oraz we wszystkich budynkach wysokościowych (o wysokości
przekraczającej 55 m).
Oprócz zapisów warunków technicznych szczególne znaczenie dla inwestorów ma stanowisko firm
ubezpieczeniowych, których wymagania dotyczące poziomu zabezpieczenia przeciwpożarowego
budynku są niejednokrotnie znacznie bardziej rygorystyczne niż wymagania stawiane przez
przedstawicieli Państwowej Straży Pożarnej. W efekcie istnieją w Polsce budynki dopuszczone do
eksploatacji, ale nieubezpieczone. Ryzyko związane z wszelkimi zdarzeniami w takim obiekcie może
w znacznym stopniu zakłócić spokojny sen właściciela budynku.
 Instalacja wentylacji pożarowej nie spełni swojego zadania, jeżeli jej projekt nie będzie uwzględniał
innych instalacji zabezpieczenia przeciwpożarowego budynku, czyli systemów detekcji i sterowania
oraz instalacji tryskaczowej, a także takich elementów, jak podział obiektu na strefy pożarowe, jego
klasę odporności ogniowej, kategorię zagrożenia ludzi, właściwości palne materiałów stanowiących
wyposażenie wnętrz  wyjaśnia dr inż. Grzegorz Kubicki z Instytutu Ogrzewnictwa i Wentylacji
Politechniki Warszawskiej.  Obecnie realizowane projekty zgodnie z przepisami prawa muszą być
wykonywane według tzw. scenariusza rozwoju zdarzeń w czasie pożaru. Założenia scenariusza
opisują jednoznacznie sposób działania systemu wentylacji pożarowej i kolejność uruchamiania jego
poszczególnych elementów.
Polskie przepisy i normy nie podają jednej uniwersalnej metody projektowania systemów wentylacji
pożarowej. Ogólnikowe zapisy i najczęściej niejednoznaczne wskazówki prowadzą do sytuacji, w
której bardzo duży odsetek instalacji wykonywanych jest na zasadach szeroko pojętej  wiedzy
technicznej , nierzadko w oderwaniu od warunków rzeczywistych. W efekcie bardzo częstym
zjawiskiem jest powstawanie instalacji spełniających wprawdzie wymogi formalne, ale dających małe
szanse ochrony życia ludzkiego podczas rzeczywistego zagrożenia pożarowego.
Obecnie powszechnie stosowane są dwie metody projektowania systemów wentylacji pożarowej w
budynkach wysokich, jedna oparta na standardach francuskich, druga na zaleceniach normy 12101-6.
W obu przypadkach system ochrony pionowych dróg ewakuacji w celu spełnienia nadrzędnej funkcji,
jaką jest umożliwienie bezpiecznej ewakuacji ludzi, musi spełniać trzy podstawowe zadania. Po
pierwsze należy wytworzyć i utrzymać stabilne nadciśnienie w klatce schodowej w stosunku do
przestrzeni otaczającej. Takie działania podejmuje się, kiedy wszystkie prowadzące na klatkę
schodową są zamknięte. Po drugie należy chronić klatkę schodową podczas prowadzenia ewakuacji i
akcji ratowniczej. Jest to możliwe, jeżeli w otwartych drzwiach pomiędzy klatką schodową i korytarzem
lub wyjściem z budynku utrzymana zostanie minimalna, określona przepisami, prędkość przepływu
powietrza. Po trzecie trzeba utrzymać nadciśnienie w klatce na takim poziomie, żeby opuszczający
budynek ludzie mogli się do niej dostać.
Nie ma uniwersalnego systemu
Wytworzenie w klatce schodowej nadciśnienia rzędu 50 Pa wydaje się niezbyt skomplikowanym
zadaniem. Wystarczy na podstawie prostych obliczeń dobrać urządzenie wentylatorowe pozwalające
na dostarczenie do chronionej przestrzeni wymaganej ilości powietrza. Prawdziwe problemy
zaczynają się jednak w momencie, kiedy mówimy o stabilnym, utrzymywanym z wymaganą
dziesięcioprocentową skutecznością, nadciśnieniu na całej wysokości klatki schodowej.
 Jak wykazują wieloletnie doświadczenia, w klatkach schodowych budynków wysokich zawsze
występują różnice ciśnienia na poszczególnych kondygnacjach  tłumaczy Grzegorz Kubicki.  W
sprzyjających warunkach wahania te nie są duże i nie wpływają w widoczny sposób na rozkład
ciśnienia. Jeżeli jednak warunki zewnętrzne są niekorzystne (np. w zimie), różnica ciśnienia na klatce
schodowej pomiędzy dolnymi i górnymi kondygnacjami budynku w zależności od jego wysokości
może znacznie przekroczyć 100 Pa. Taka różnica jest już bardzo niebezpieczna dla prowadzenia
skutecznej ewakuacji obiektu.
Nie ma jednego uniwersalnego systemu gwarantującego wysoki stopień niezawodności w każdych
warunkach. Z większym lub mniejszym powodzeniem stosowane są systemy wykorzystujące klapy
upustowe, które ograniczają wpływ tzw. komina termicznego. Nadzieję na znaczną poprawę sytuacji
dają również stale prowadzone badania i eksperymenty naukowe nad bardziej niezawodnymi
metodami ochrony przed zadymieniem przestrzeni klatki schodowej. To na przykład prowadzone z
moim udziałem, bardzo zaawansowane badanie nowatorskiego systemu nawiewu regulowanego
odbywające się na poligonie doświadczalnym w Krakowie.
W zależności od przyjętych standardów doboru instalacji napowietrzania klatek schodowych
konieczne jest osiągnięcie wymaganej prędkości powietrza w otwartych drzwiach klatki schodowej (od
0,5 do 2 m/s). Jeżeli zakładamy, że drzwi zostaną otwarte wyłącznie na jednej kondygnacji, spełnienie
tego warunku jest stosunkowo proste i możliwe do spełnienia. Inaczej wygląda sytuacja, jeżeli w
scenariuszu pożarowym zakładamy jednoczesną ewakuację i akcję ratowniczą, czyli spodziewamy
się, że otwarte będą dwie pary drzwi, na kondygnacji objętej pożarem oraz na poziomie wyjścia z
budynku. Jak wykazują prowadzone badania, w takim przypadku osiągnięcie identycznej prędkości
przepływu w drzwiach jest praktycznie niewykonalne. Początkowe różnice ciśnienia powodują, że
strumienie powietrza przepływające przez drzwi na parterze i piętrze będą różne. Przykładowo,
podczas prowadzenia klasycznego nawiewu wielopunktowego, przy prędkości przepływu na parterze
rzędu 2 m/s, na ósmym piętrze prędkość powietrza wynosiła już blisko 4 m/s.
Obojętne na przepisy
Obowiązujące w Polsce przepisy wymagają zastosowania ochrony przed zadymieniem w
przedsionkach klatek schodowych w przeważającej części budynków wysokich (wyjątek w tej grupie
stanowią obiekty PM i budynki ZL IV). To uzasadniony wymóg, zastrzeżenia specjalistów budzą
natomiast zbyt ogólnikowe zapisy dotyczące wymagań dla przedsionków.
 Rozporządzenie określa jedynie minimalne wymiary rzutu podłogi przedsionka, nie ograniczając
jego wielkości  wyjaśnia Grzegorz Kubicki.  Brak jest również zapisu, ile drzwi z przedsionka może
prowadzić na korytarze ewakuacyjne. Brak tych ograniczeń daje swobodę w aranżacji przedsionków,
co niestety najczęściej powoduje bardzo duże kłopoty w prawidłowym wykonaniu systemu wentylacji
pożarowej. Nie warto nawet wspominać o kuriozalnych przypadkach uznawania za przedsionek
długich korytarzy ewakuacyjnych z kilkoma wyjściami do dalszej części budynku. Rozważyć należy
natomiast często stosowane rozwiązanie, w którym przedsionek pożarowy łączy dwie części
korytarza. Jeżeli w trakcie ewakuacji na palącej się kondygnacji otwarte zostaną drzwi po obu
stronach przedsionka, nie uda się zapewnić w nich wymaganej prędkości przepływu powietrza.
Powietrze jest gazem całkowicie obojętnym na przepisy i podlega jedynie prawom fizyki  zżyma się
dr Kubicki. I dodaje: Jeżeli po obu stronach przedsionka występować będzie różnica ciśnienia
wywołana przez rozwijający się pożar, a jest to niemal pewne, znaczna część strumienia
nawiewanego powietrza popłynie w kierunku niższego ciśnienia. W niektórych przypadkach może
dojść nawet do sytuacji, kiedy przez chronioną strefę przedsionka zacznie przepływać dym.
Problem ten uwzględniono już w standardach stosowanych w niektórych krajach Europy Zachodniej,
gdzie niedopuszczalne jest stosowanie więcej niż jednych drzwi prowadzących z korytarzy do
przedsionka pożarowego.