Systemy i instalacje do bezdymowego utrzymywania dróg
ewakuacyjnych i ratunkowych.
POśAROWA WENTYLACJA NADCIŚNIENIOWA
W ostatnich latach ukazało się wiele publikacji i artykułów na temat systemów
wentylacji nadciśnieniowych. Niniejszy artykuł mógłby być jednym z wielu gdyby nie
fakt, \
e jest oparty na praktycznych doświadczeniach. Głównym zadaniem
systemów wentylacji nadciśnieniowej jest ochrona i ratowanie ludzkiego \
ycia.
Proszę potraktować niniejsze rozwa\
ania jako pomoc we właściwej interpretacji tego
stwierdzenia.
Drogi ewakuacyjne i ratunkowe nie sÄ… strefami budynku zagro\
onymi po\
arem
i tym samym powinny być chronione przed zadymieniem.
Architekci, projektanci i rzeczoznawcy opiniujÄ…cy projekty budowlane, konfrontowani
są z tym stwierdzeniem praktycznie na co dzień. Ju\
na wstępie nale\
y niestety
stwierdzić i\
polskie przepisy do 2005 roku nie zawieraly dokładnych wytycznych i
wskazań dla projektanta pomagajacych mu we właściwym projektowaniu systemów
zabezpieczajÄ…cych przed zadymianiem klatek schodowych bÄ…dz
dróg
ewakuacyjnych.
W dniu dzisiejszym jesteśmy w stanie, w oparciu o wytyczne nowej normy PN-
EN12101-6, projektować systemy umo\
liwiające bezpieczną ewakuację osób z
obszarów zagro\
onych i jednocześnie skutecznie wspomagające prowadzenie akcji
ratowniczej przez jednostki stra\
y po\
arnej. Norma ta nie cieszy sie jednak specjalnÄ…
popularnością wśród projektantow. Jest zbyt obszerna, zbyt teoretyczna i nie zawsze
udaje się dopasowanie jej wytycznych do potrzeb czy wymagań w projektowanym
objekcie.
To co powinno charakteryzować nową normę EN 12101-6, przyjętą zresztą ju\

przez wiele krajow członkowskich Unii Europejskiej, jest jej przejrzystość,
praktyczność oraz efektywność. Do tych wniosków doszli ju\
członkowie grup
roboczych Europejskiego Komitetu Normalizacji. W chwili obecnej dyskutuje siÄ™ nad
zmianami wytycznych z normy. Eksperci dochodzÄ… do wniosku, i\
nie technika
powinna być celem nadrzędnym. Celem nadrzędnym powinna być dobrze
przemyślana koncepcja ochrony przed zadymianiem dróg ewakuacyjnych. Dopiero w
oparciu o tę koncepcję powinniśmy zająć się dopasowaniem techniki. Przy tej okazji
nie nale\
y zapominać o mo\
liwościach fizycznych systemów instalacji
nadciśnieniowych oraz o kosztach inwestycyjnych.
Jedno jest pewne:
Wszystkie wysiłki i działania związane z zabezpieczeniem dróg ewakuacji i ratunku
przed zadymieniem majÄ… na celu zapewnienie bezpiecznej ewakuacji.
Zajmijmy się krótko polskimi przepisami i wytycznymi dotyczącymi ogólnego
traktowania projektów pod względem zabezpieczeń przeciwpo\
arowych. Jednym z
najwa\
niejszych jest:
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 r.,Nr75, poz.
690)
ż207 Budynek i urządzenia z nim związane powinny być zaprojektowane i wykonane w sposób
zapewniajÄ…cy w razie po\
aru:
.....
2) ograniczenie rozprzestrzeniania siÄ™ ognia i dymu w budynku,
.....
4) mo\
liwość ewakuacji ludzi, a tak\
e uwzględniający bezpieczeństwo
ekip ratowniczych
ż 245.
W budynkach:
1) niskim (N), zawierajÄ…cym strefÄ™ po\
arowÄ… ZL II,
2) średniowysokim (SW), zawierającym strefę po\
arowÄ… ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V,
3) niskim (N) i średniowysokim (SW), zawierającym strefę po\
arową PM o gęstości
obciÄ…\
enia ogniowego powy\
ej 500 MJ/m2 lub pomieszczenie zagro\
one wybuchem,
nale\
y stosować klatki schodowe obudowane i zamykane drzwiami oraz wyposa\
one
w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub słu\
Ä…ce do usuwania dymu.
ż 246.
2. Klatki schodowe i przedsionki przeciwpo\
arowe, stanowiÄ…ce drogÄ™ ewakuacyjnÄ… w
budynku wysokim (W) dla strefy po\
arowej ZL II oraz w budynku wysokościowym (WW)
dla stref po\
arowych innych ni\
ZL IV, powinny być wyposa\
one w urzÄ…dzenia zapobiegajÄ…ce
ich zadymieniu.
3. Klatki schodowe i przedsionki przeciwpo\
arowe, stanowiÄ…ce drogÄ™ ewakuacyjnÄ…
w budynku wysokim (W) dla strefy po\
arowej ZL I, ZL III, ZL V lub PM oraz w budynku
wysokościowym (WW) dla strefy po\
arowej ZL IV, powinny być wyposa\
one w urzÄ…dzenia
zapobiegajÄ…ce zadymieniu lub samoczynne urzÄ…dzenia oddymiajÄ…ce uruchamiane za
pomocÄ… systemu wykrywania dymu.
(...)
5. W budynku wysokim (W) i wysokościowym (WW) dopuszcza się wykonywanie klatek
schodowych, stanowiących drogę ewakuacyjną wyłącznie dla stref po\
arowych ZL IV,
bez przedsionków oddzielających je od poziomych dróg komunikacji ogólnej, je\
eli:
1) ka\
de mieszkanie lub pomieszczenie jest oddzielone od poziomej drogi komunikacji
ogólnej drzwiami o klasie odporności ogniowej co najmniej E I 30,
2) klatki schodowe sÄ… zamykane drzwiami dymoszczelnymi,
3) klatki schodowe sÄ… wyposa\
one w urzÄ…dzenia zapobiegajÄ…ce zadymieniu lub w samoczynne
urzÄ…dzenia oddymiajÄ…ce uruchamiane za pomocÄ… systemu wykrywania dymu
ż 247.
1. W budynku wysokim (W) i wysokościowym (WW), w strefach po\
arowych innych
ni\
ZL IV, nale\
y zastosować rozwiązania techniczno-budowlane zabezpieczające przed
zadymieniem poziomych dróg ewakuacyjnych.
2. W krytym ciÄ…gu pieszym (pasa\
u), do którego przylegają lokale handlowe i usługowe, oraz
w przekrytym dziedzińcu wewnętrznym, nale\
y zastosować rozwiązania techniczno-budowlane
zabezpieczające przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych.
ż 253.
1. W budynkach wysokościowych (WW) i wysokich (W) ZL I, ZL II, ZL III i ZL V, mających
kondygnacjÄ™ u\
ytkową na wysokości powy\
ej 25 m, przynajmniej jeden dz
wig w ka\
dej strefie
po\
arowej powinien być przystosowany do potrzeb ekip ratowniczych.
ż 255.
Szyb dz
wigu dla ekip ratowniczych powinien być wyposa\
ony w urzÄ…dzenia zapobiegajÄ…ce
zadymieniu lub słu\
Ä…ce do usuwania dymu.
W wybiórczo przedstawionych paragrafach opisane są praktycznie wszystkie rodzaje
obiektów, w których wymagane jest zastosowanie rozwiazań technicznych
zabezpieczajÄ…cych przed zadymianiem lub usuwaniem dymu z klatek schodowych
lub z dróg ewakuacyjnych.
Prawidłowe zabezpieczenie klatki schodowej jako niejednokrotnie jedynej drogi
ewakuacyjnej, powinno przede wszyskim polegać na zapobieganiu przedostawania
sie dymu do ich wnętrza. Rozwiązania techniczne polegające na usuwaniu dymu z
klatki schodowej albo np. z szybu dz
wigu przeznaczonego dla ekip ratowniczych,
powodują zadymianie obszarów drogi ewakuacyjnej powy\
ej kondygnacji objętej
po\
arem.
Wentylator Strefa zagrozona
Przedsionek Korytarz
oddymiajacy pozarem
otwarte albo
zniszczone okno
NIEPRAWIDÅ‚OWO
Przykład oddymiania szybu dz
wigu
przeznaczonego dla ekip ratowniczych.
Szyb na i powy\
ej kondygnacji objętej
po\
arem jest zadymiony.
Klapa Strefa zagrozona
Przedsionek Korytarz
nadcisnieniowa pozarem
otwarte albo
zniszczone okno
Wentylator
nawiewny
PRAWIDA
OWO
Przyklad utrzymywania bezdymowego
szybu d\
wigu przeznaczonego dla ekip
ratowniczych przy pomocy instalacji
nadciśnieniowej.
Innym przykładem mo\
e być oddymianie klatki schodowej przy pomocy
samoczynnych urządzeń oddymiających np. świetlika dachowego. Takie
zabezpieczenia (stosowane od lat) sÄ… napewno skuteczne, ale tylko do momentu, w
którym nastąpi schłodzenie dymu i tym samym zahamowanie zjawiska ciągu
termicznego. Tego rodzaju systemy powodują zadymienie obszarów klatki schodowej
na i powy\
ej kondygnacji objętej po\
arem. Zadymiona klatka schodowa przestaje być
bezpiecznÄ… drogÄ… ewakuacyjnÄ…. Je\
eli wez
miemy pod uwagÄ™ fakt, i\
właśnie ta
klatka schodowa jest jedyną drogą ucieczki z obszarów zagro\
onych (99%
obiektów), to musimy dojść do wniosku, \
e jedynÄ… metodÄ… umo\
liwiajÄ…cÄ… bezpiecznÄ…
ewakuację są rozwiązania techniczne zapobiegające zadymianiu dróg ewakuacji i
ratunku. Oznacza to, \
e nale\
y projektować takie systemy i instalacje, które ju\
w
pierwszej fazie powstania po\
aru przeciwdziałać będą skutecznie przedostawaniu się
dymu w kierunku drogi ewakuacji.
JednÄ… z najskuteczniejszych metod jest wytworzenie w klatce schodowej albo w
tunelu ewakuacyjnym kontrolowanego nadciśnienia. Nadciśnienie to musi być
wy\
sze od nadciśnienia panującego w pomieszczeniu objętym po\
arem na górnej
krawędzi drzwi dzielących obydwa obszary (>5 do 10Pa).
System powinien być tak zaprojektowany, aby siła przyło\
ona do klamki drzwi nie
przekraczała 100N, co odpowiada nadciśnieniu w granicach ok. 65Pa albo 10 kg na
klamce drzwi. Oznacza to, \
e prawidłowy dobór samozamykacza drzwiowego ma
kolosalne znaczenie je\
eli chodzi o bezpieczne funkcjonowanie systemu.
Dopuszczalne maksymalne nadciśnienie w klatce schodowej lub drodze
ewakuacyjnej nie mo\
e przekroczyć 50Pa.
Najwa\
niejsze praktyczne wskazania dotyczÄ…ce analizy i projektowania
instalacji nadciśnieniowych do bezdymowego utrzymywania dróg ewakuacji i
ratunku:
1. Ustalenie ubytków powietrza na wszystkich zamkniętych drzwiach.
Nale\
y przy tym uwzględnić rodzaj drzwi (EI 30, lub EI30DS)
Wskazówka praktyczna:
Drzwi jednoskrzydłowe, otwierane do klatki schodowej ~220 mł/h
Drzwi jednoskrzydłowe, otwierane od klatki schodowej ~430 mł/h
Drzwi dwuskrzydłowe ~650 mł/h
Drzwi windy ~1300 mł/h
Drzwi dymoszczelne, jednoskrzydÅ‚owe ok.2m²(DIN 18095) <= 20 mÅ‚/h
2. Ustalenie ilości powietrza niezbędnego dla przepływu przez otwarte drzwi do
pomieszczenia o obni\
onym ciśnieniu, czyli wydatku powietrza który musi być
wyregulowany w czasie do 3s po otwarciu lub zamknięciu drzwi. Jaki to jest wydatek i
dlaczego właśnie taka wielkość?. Norma PN-EN12101-6 rozró\
nia prędkości
powietrza w zale\
ności od klasy systemu:
0,75m/s dla klasy systemu gdzie zakłada się tylko ewakuację
oraz
2m/s dla klas systemów gdzie przewiduje się ewakuację oraz jednoczesną akcję ekip
ratowniczych.
Wydatki te związane są z temperaturą na drzwiach pomieszczenia objętego
po\
arem. Przyrost prędkości powietrza w funkcji wzrostu temperatury obrazuje
poni\
szy wykres.
3
2,5
2
1,5
EN 12101-6
Ewakuacja i
1 akcja
jednostek
ratowniczych
0,5 EN 12101-6
Ewakuacja
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Temperatura [°C]
Z tego wykresu wynika, \
e prÄ™dkość 0,75m/s (=5400mÅ‚/h dla drzwi wielkoÅ›ci 2m²)
odpowiada temperaturze 40°C w pomieszczeniu obj Ä™tym po\
arem. Jest to
oczywiście teoria, ale teoria, która nie jest zbyt daleka od praktyki.
Nale\
y podkreślić, \
e instalacja nadciśnieniowa funkcjonuje tak długo prawidłowo, jak
długo powietrze nawiewane do pomieszczenia objętego po\
arem jest w stanie
wypływać poza budynek. Ów wypływ nie mo\
e być przypadkowy, wielkości otworów
wypływowych w ścianie zewnętrznej (lub innych) muszą być dopasowane do
wydatku powietrza na otwartych drzwiach do obszarow zagro\
onych.
Nale\
y równie\
zwrócić uwagę na wytyczne z normy związane z klasą systemu i tym
samym ilością jednocześnie otwartych drzwi oraz na kryterium wielkości nadciśnienia
jakie powinno pozostać na drodze ewakuacyjnej.
Wymagania dla systemow klasy C
Kryterium Kryterium
ró\
nica ciśnień prędkość przepływu powietrza
p=50Pa p=10Pa 0,75m/s
Ma to kolosalne znaczenie dla prędkości powietrza w świetle drzwi klatki schodowej
prowadzÄ…cych na zewnÄ…trz budynku gdzie nie istniejÄ… \
adne opory miejscowe.
Predkosc powietrza [m/s]
Przyklad:
Klapa nadcisnieniowa
dla24.120mł/h
Roznica cisnien zgodnie z
Drzwi otwarte
PN-EN12101-6
0,75m/sx2m²x3600=5.400mÅ‚/h
Klassa systemu -  D
P 10Pa
3.OG
2.OG
Wywiew powietrza na zewnatrz
1
5.400mÅ‚/h:3600:2,6m/s=0,57m²
1.OG
2
EG
Wentylator nawiewny o
wydajnosci 24.120mł/h + ubytki
Drzwi na zewnatrz otwarte
powietrza
KG
2,6m/sx2m²2m² .0=18.720/h?
x360..?
3. Ustalenie wielkości nadciśnienia w obszarze chronionym
4. Dopasowanie poszczególnych elementów technicznych systemu w taki sposób, by
spełniały wymagania dotyczące:
" czasu reakcji systemu na zmiany ciśnienia (<3s)
" wielkości nadciśnienia na drodze ewakuacyjnej (<50Pa)
" siły przyło\
onej do klamki drzwi (<100N)
" niezmiennego nawiewu powietrza bez pomocy urządzeń elektronicznych (np.
falownik - Pkt. 5.4.2.5-PN-EN 12101-6 )
Wentylatory osiowe stosować nale\
y tylko ze stabilizatorem linii charakterystyki.
Stabilizator zapobiega typowemu dla wentylatorów osiowych odrywaniu strug
powietrza (pompowanie) w lewym zakresie charakterystyki (małe wydatki, du\
e
sprÄ™\
e). Umo\
liwia to zastosowanie układów pracy równoległej (niezmienny nawiew
powietrza i stale cisnienie)
W niniejszym artykule przytoczono tylko kilka praktycznych wskazówek, które
powinny słu\
yć nie tylko prawidłowemu zaprojektowaniu systemów instalacji
nadciśnieniowych, ale i ich wykonaniu i odbiorom. Zaprojektowany system powinien
być sprawdzony i zaopiniowany przez rzeczoznawcę a gotowy system powinien być
poddany procedurom odbiorowym. Często spotykamy się z opinią, \
e odbiory
instalacji nadciśnieniowych do bezdymowego utrzymywania dróg ewakuacyjnych są
traktowane bardzo powierzchownie, formalnie, a w \
adnym wypadku praktycznie. O
głównym zadaniu systemów nadciśnieniowych, wspomniałem ju\
na poczÄ…tku; jest to
ratowanie ludzkiego \
ycia. Warto więc poświęcić trochę więcej czasu na dokładne
sprawdzenie i przeanalizowanie podczas odbioru tego, co zostało zaprojektowane,
zaopiniowane i wykonane. Pomiar ciśnienia, czas reakcji, siła przyło\
ona do klamki
drzwi, pomiar wydatku powietrza na otwartych drzwiach, czy sprawdzenie upustu
powietrza z pomieszczeń zagro\
onych, mają słu\
yć ochronie tego, co mamy
najcenniejsze  warto się upewnić, czy Inwestor skutecznie zainwestował swoje
środki.
Zbigniew-Roman Pizon
Fa. Alfred Eichelberger GmbH & Co.KG