Площадь очага пожара при расчете дымоудаления

2021 — Требования пожарной безопасности систем отопления, вентиляции и кондиционирования

Площадь очага пожара при расчете дымоудаления

Р НП «АВОК» 5.5.1-2012

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ПРОТИВОДЫМНОЙ ЗАЩИТЫ
ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

CALCULATION OF SMOKE PROTECTION SYSTEMS
FOR RESIDENTIAL AND COMMERCIAL BUILDINGS

Дата введения 2012-10-08

Сведения о рекомендациях

1 РАЗРАБОТАНЫ творческим коллективом специалистов некоммерческого партнерства «Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике» (НП «АВОК»):

Ю.А.Табунщиков, доктор техн. наук, проф. (НП «АВОК») — руководитель;

B.М.Есин, доктор техн. наук, проф. (Академия ГПС МЧС России);

А.Н.Колубков (ООО ППФ «АК»);

C.П.Калмыков (Академия ГПС МЧС России).

2 УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ приказом Президента НП «АВОК» от 28 сентября 2012 г.

Противодымная защита представляет собой комплекс объемно-планировочных и инженерно-технических решений, направленных на предотвращение задымления при пожаре путей эвакуации из помещений и зданий, уменьшение задымления помещений и зданий. Основные задачи и принципы противодымной защиты сформулированы в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и имеют целью обеспечение безопасности людей при пожаре, сокращение материальных потерь от пожара, создание безопасных условий работы подразделений Государственной противопожарной службы по спасению людей, обнаружению и ликвидации очага пожара.

Требования, регламентирующие проектирование, эксплуатацию и ремонт систем противодымной защиты зданий и сооружений, содержатся в системе нормативных и методических документов. Номенклатура помещений и зданий, подлежащих оборудованию системами противодымной защиты, и состав этой системы приводятся в системе сводов правил (СП). Требования к исполнению систем противодымной защиты и отдельных ее элементов изложены в СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования».

В зависимости от функционального назначения и объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, сооружений и строений в них должна быть предусмотрена приточно-вытяжная противодымная вентиляция или вытяжная противодымная вентиляция.

Система противодымной защиты в зависимости от объемно-планировочного решения и этажности здания может включать в себя систему дымоудаления из помещений и (или) коридоров при пожаре, систему удаления продуктов горения после пожара, системы обеспечения незадымляемости лестничных клеток, систему подпора воздуха в шахты лифтов, лестнично-лифтовые, лестничные и лифтовые холлы, тамбур-шлюзы и зоны безопасности.

Необходимо устраивать дымоудаление из помещений, не имеющих естественного освещения, а также в помещениях с естественным освещением с массовым пребыванием людей, не имеющих открывающихся при пожаре проемов, с достаточной площадью для удаления продуктов горения.

Система удаления продуктов горения из помещения после пожара устанавливается в помещениях, оборудованных установками автоматического газового пожаротушения, и предназначена для проветривания помещения после завершения тушения пожара.

Конструктивное исполнение и характеристики элементов противодымной защиты зданий, сооружений и строений в зависимости от целей противодымной защиты должны обеспечивать надежную работу систем приточно-вытяжной противодымной вентиляции в течение времени, необходимого для эвакуации людей в безопасную зону, или в течение всей продолжительности пожара.

1 Область применения

Настоящие рекомендации распространяются на проектирование систем противодымной защиты жилых и общественных зданий и предназначены для определения параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий.

Положения настоящих рекомендаций развивают и дополняют требования, изложенные в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», СНиП 41-01-2003, СНиП 2.04.05-91* , СП 7.13130.2009, МДС 41-1.99, в части особенностей функционального назначения и специфики противопожарной защиты зданий.

На территории Российской Федерации документ не действует. Заменен на СНиП 41-01-2003, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 53296-2009 Установка лифтов для пожарных в зданиях и сооружениях. Требования пожарной безопасности

ГОСТ Р 53299-2009 Воздуховоды. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53300-2009 Противодымная защита зданий и сооружений. Методы приемосдаточных и периодических испытаний

ГОСТ Р 53301-2009 Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53302-2009 Оборудование противодымной защиты зданий и сооружений. Вентиляторы. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53303-2009 Конструкции строительные. Противопожарные двери и ворота. Метод испытаний на дымогазопроницаемость

ГОСТ Р 53305-2009 Противодымные экраны. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53306-2009 Узлы пересечения ограждающих строительных конструкций трубопроводами из полимерных материалов. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53307-2009 Конструкции строительные. Противопожарные двери и ворота. Метод испытаний на огнестойкость

СП 1.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 171)

СП 2.13130.2009* Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 172)

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует СП 2.13130.2012, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

СП 4.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 174)

СП 7.13130.2009 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 177)

СП 11.13130.2009 Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 181)

СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 182)

3 Термины и определения

В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вентилятор дымоудаления: Вентилятор, предназначенный для создания разрежения и для удаления дымовых газов из защищаемых помещений.

3.2 вентиляция: Обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне.

3.3 воздушная противодымная завеса: Защита проемов посредством настильных воздушных струй от сопловых аппаратов.

3.4 воздушный затвор: Вертикальный участок воздуховода, изменяющий направление движения продуктов горения на 180°, препятствующий при пожаре проникновению продуктов горения из нижерасположенных этажей в вышерасположенные.

3.5 вытяжная противодымная вентиляция: Система вентиляции для удаления продуктов горения при пожаре.

3.6 дымовая зона: Часть помещения, из которой в начальной стадии пожара удаляются продукты горения с расходом, обеспечивающим эвакуацию людей из горящего помещения.

3.7 дымоприемное отверстие: Отверстие в стенках шахт дымоудаления, закрытое клапаном дымоудаления, специальный коллектор, на котором размещены клапаны дымоудаления, или открытое отверстие на ответвлениях воздуховодов систем с искусственным побуждением с клапаном на ответвлении.

3.8 защищаемое помещение: Помещение, при входе в которое для предотвращения перетекания воздуха имеется тамбур-шлюз, в котором создается повышенное давление, или же помещение, внутри которого создается повышенное давление воздуха по отношению к смежным помещениям.

3.9 зона безопасности: Зона, в которой люди защищены от воздействия опасных факторов пожара.

3.10 кладовая: Склад, в котором отсутствуют постоянные рабочие места.

3.11 клапан дымоудаления: Клапан с нормируемым пределом огнестойкости, нормально закрытый, открывающийся при пожаре.

3.12 коллектор: Участок воздуховода, к которому присоединяются воздуховоды из двух или большего числа этажей.

3.13 конвективная струя: Смесь с воздухом продуктов полного и неполного сгорания топлива, поднимающаяся над очагом пожара.

3.14 кондиционирование воздуха: Автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения главным образом оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.

3.15 коридор, не имеющий естественного освещения: Коридор, не имеющий световых проемов в наружных ограждениях.

3.16 местный отсос: Устройство для удаления вредных и взрывоопасных газов, паров, пыли или аэрозолей (зонт, бортовой отсос, вытяжной шкаф, кожух-воздухоприемник и т.п.) у мест их образования (станок, аппарат, ванна, рабочий стол, камера, шкаф и т.п.), присоединяемое к воздуховодам систем местных отсосов и являющееся, как правило, составной частью технологического оборудования.

3.17 многоэтажное здание: Здание с числом этажей два и более.

3.18 незадымленная зона: Зона заданной высоты от пола в нижней части помещения, свободная от продуктов горения.

3.19 незадымляемая лестничная клетка: Лестничная клетка типов: H1 — с выходом через наружную воздушную зону по балконам, лоджиям, открытым галереям и переходам; Н2 — с подпором воздуха при пожаре с непосредственным выходом наружу; Н3 — с выходом в лестничную клетку через тамбур-шлюз с подпором воздуха.

3.20 огнестойкий воздуховод: Плотный воздуховод со стенками, имеющими нормируемый предел огнестойкости.

3.21 очаг пожара: Место первоначального возникновения пожара.

3.22 подпотолочный слой: Растекающаяся по потолку конвективная струя.

3.23 пожароопасная смесь: Смесь горючих газов, паров, пыли, волокон с воздухом, если при ее горении развивается давление, не превышающее 5 кПа.

Примечание — Пожароопасность смеси должна быть указана в задании на проектирование.

3.24 помещение, не имеющее естественного освещения: Помещение, не имеющее окон или световых проемов в наружных ограждениях.

Расчет параметров систем дымоудаления естественным побуждением

Существует два подхода к организации дымоудаления из помещений большого объема.

Рис 1. Физические предпосылки расчета параметров дымоудаляющих устройств для обеспечения незадымленной зоны в нижней части поме­щения.

Первый подход предполагает создание в нижней части помещения свободной от ды­ма зоны. Этот подход при­меним при П 12 м или у>4м. Указанные границы приме­нимости подходов регламен­тируются нормативными до­кументами и обусловлены стремлением получить мини­мальные значения площади проходного сечения уст­ройств дымоудаления.

Рассмотрим физические предпосылки первого подхо­да. В его основе лежит ус­ловие баланса между коли­чеством дыма, поступающего от источника в подпотолочный слой, и количеством дыма, удаляемого из верхней части подпотолочиого слоя дымоудаляющими устройствами (рис.1).

Когда очаг пожара невелик и пламя не доходит до подпотолочного слоя дыма (характерный размер очага горения мень­ше половины высоты незадымленной зоны), объемный расход дыма выражается зависимостью, предложенной И. А.- Шепе­левым:

Q_o — конвективная производительность очага пожара;

Ср- ­удельная изобарная теплоемкость;

р_н, T_R — соответственно плот­ность и температура воздуха в помещении.

Для случая, когда пламя проникает в подпотолочный слой дыма, расход дыма в конвективной колонке выражается зави­симостью:

Общим в формулах для L_K и G_K является то, что с умень­шением незадымленной зоны уменьшается и расход газа, по­ступающего в подпотолочный слой.

Расход удаляемого из верхней зоны помещения дыма мо­жет быть выражен формулой:

F_y — площадь проходного сечения люков дымоудаления;

µу- коэффициент расхода люков дымоудаления;

р_пг — плот­ность дыма в подпотолочном слое.

Наиболее важным с физической точки зрения в формуле для G_y является то, что с увеличением толщины слоя дыма hс возрастает расход удаляемого дыма Gу. Сумма высоты не­задымленной зоны у и толщины слоя дыма равна высоте зда­ния, а высота здания остается постоянной. С уменьшением у возрастает h_c, с уменьшением G_K (L_k) возрастает G_K. При определенном у наступает равновесие G_K и G_y и величина у стабилизируется. Величина у, при которой достигается равен­ство G_K и G_y , зависит от многих факторов: скорости и направ­ления ветра, положения проемов (открыто, закрыто) и их раз­меров, температуры газов в подпотолочном слое, аэродинамиче­ских характеристик люков дымоудаления и др. Одним из не­многих факторов, с помощью которых можно управлять вели­чиной у, является площадь проходного сечения люков дымо­удаления F_y Задачей расчета и является выбор величины F_y, при которой достигается заданное значение у.

Для того чтобы получить выражение для площади люков дымоудаления, приравняем зависимости для G_у и G_K

Для того чтобы воспользоваться формулой, необхо­димо знать плотность продуктов горения в подпотолочном слое р_пг или их температуру Т_пг. Температуру продуктов горения можно вычислить из уравнения теплового баланса. Уравнение теплового баланса представляет собой математическую запись равенства — количества тепла, приходящего в подпотолочный слой с конвективной колонкой и уходящего с дымовыми га­зами:

φ — доля тепла, отдаваемого очагом горения ограждающим конструкциям (ф = 0,25-0,5);

η- коэффициент полноты сго­рания (η = 0,85-0,9);

-теплота сгорания, кДж/кг;

ψ_уд — удельная скорость выгорания, кг/(с-м 2 );

c_v — удельная изобарная теплоемкость, кДж/(кг-К).

Если исходных данных для расчета Т_пг недостаточно, мож­но принять, что при горении ЛВЖ и ГЖ τпг = 600°С, при го­рении твердых материалов /„_г = 450°С, при горении волокни­стых материалов t_ur — 300°C.

Расчет требуемой площади люков дымоудаления может быть выполнен с использованием номограмм. Номограмма для определения площади люков дымоудаления для малого очага пожара (характерный размер зоны горения меньше половины высоты незадымленной зоны) показана на рис.2.

Рис. 2. Номограмма для опреде­ления требуемой площади люков дымоудаления при малом пожаре

Для определения площади люков дымоудаления достаточно знать вы­соту помещения от пола до оголовка устройства дьмоудалеиия Н_п, уровень незадымленной зоны у и площадь очага горения Fгор.

На рис. 3 приведена номограмма для определения тре­буемой площади люков дымоудаления при пожаре средних размеров (характерный размер очага горения больше полови­ны высоты незадымленной зоны, площадь приточных проемов больше 1/20 площади очага горения). Исходными данными в этом случае являются высота помещения, требуемый уровень незадымленной зоны и периметр зоны горения.

Рис. 3. Номограмма для опреде­ления площади люков дымоудаления при пожаре средних размеров (при d > 0,5 у)

Недостатком расчета по номограммам является неучет не­которых определяющих факторов, например, влияния темпера­туры продуктов горения, скорости и направления ветра, темпе­ратуры наружного воздуха.

Рассмотрим основы расчета площади люков дымоудаления для случая, когда задачей системы является незадымляемость путей эвакуации из здания и смежных с горящим помещением. Этот подход был разработан Б. В. Грушевским и лег в основу нормативных документов.

На различные фасады здания действуют различные ветро­вые давления (рис. 4)

Наименьшее давление реализуется со стороны заветренного фасада. Система дымоудаления должна предотвратить выход дыма в смежные помещения, расположенные как с наветрен­ной, так и с боковых и заветренной сторон. Плоскости равных давлений между горящим и смежными помещениями должны располагаться выше всех дверных проемов.

Рис. 4. Физические предпосылки расчета параметров дымоудаляющих устройств для обеспечения незадымляемости путей эвакуации и смеж­ных с горящим помещений:

Ниже остальных плоскость равных давлений располагается у проемов, выходя­щих на заветренный фасад. Минимальные расходы приточного воздуха в горящее помещение поступают через проемы с за­ветренного фасада, максимальные — с наветренного. Расход удаляемого дыма равен сумме расходов воздуха, поступающе­го через все проемы на всех фасадах здания:

G₃ — расходы через проемы заветренного фасада;

G_бок1, GБOK2- расходы через проемы боковых фасадов;

G_H — расход через проемы наветренного фасада.

Для того чтобы вычислить расходы, необходимо знать дав­ление на уровне пола горящего помещения Р_0в, которое вы­числяется по формуле:

Если на заветренный фасад выходят несколько проемов, то расчет ведется для тех из них, для которых Р_Ов принимает наименьшее значение. Зная давление P_Oв, можно вычислить перепады давлений на уровне середины проемов горящего по­мещения и расходы, входящие в формулу для G_v. Перепады давления на уровне середины проема вычисляются таким об­разом:

i — номер рассматриваемого фасада (для наветренного фа­сада i = Н, Pоi = PоН = 0,2 и т. д.).

Требуемая площадь устройств дымоудаления вычисляется по формуле:

∆Ррасп — располагаемый перепад давлений.

Располагаемый перепад давлений — это разность давления внутри помещения на уровне оголовка устройства дымоудале­ния и давления вне здания на том же уровне:

Рвд -давление в помещении на уровне оголовка устройства дымоудаления; Р_нард — давление вне здания на уровне оголовка устройства дымоудаления.

Располагаемый перепад давлений должен быть положи­тельным, т. е. Рвд > Р_нард. В противном случае проем, пред­назначенный для удаления дыма, будет работать как приточ­ный, и дым будет выходить в смежные помещения.

Выражение для располагаемого перепада давлений имеет вид:

При организации дымоудаления через проемы в покрытии или шахты в качестве Н берется высота помещения от пола до оголовка шахты. При организации дымоудаления через открывающиеся фрамуги окон или светоаэрационных фонарей в ка­честве Н берется расстояние от пола до середины фрамуги. При такой организации дымоудаления необходима проверка условия ∆Ррасп >0. В качестве аэродинамического коэффи­циента для проверки следует брать коэффициент для наветрен­ного фасада здания (К_у = 0,4), а в качестве Н — расстояние от пола до нижнего среза фрамуги.

Если условие ∆Ррасп >0 не выполняется, то фрамуги нель­зя использовать для дымоудаления. Если в здании имеются оконные проемы на противоположных фасадах и для наветрен­ного фасада ∆Ррасп 0 не вы­полняется, дымоудалениедымоудаление через шахты. Проверка условия ∆Ррасп >0 необходима и для шах дымоудаления. Если для шахты дымоудаления условие ∆Ррасп >0 не выполняется, сле­дует предусматривать механическую систему дымоудаления.

Особенности проектирования систем противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги

Как известно, в 2002 г. вступил в силу Федеральный закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании», которым устанавливается принципиально новый подход к нормированию на территории РФ. В соответствии с ним был разработан Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.08.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», статьями 56, 85, 138 которого установлены требования к системам противодымной вентиляции, в том числе с естественным побуждением тяги. В поддержку к этому Техническому регламенту был разработан и утвержден приказом МЧС от 25.03.2009 № 177 Свод правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования», вступивший в действие с 1 мая 2009 г.

Необходимо отметить, что согласно новому законодательству, все положения Свода правил выполняются на добровольной основе. Если по каким-то техническим причинам невозможно выполнить все положения Свода правил, то дополнительно для объекта должен быть рассчитан индивидуальный пожарный риск (т.е. риск гибели людей при пожаре в случае возникновения чрезвычайной ситуации, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально- экономических условий). Оценка пожарного риска проводится путем определения расчетных величин пожарного риска на объекте защиты и сопоставления их с соответствующими нормативными значениями пожарных рисков, установленными техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности. Расчетные величины пожарного риска являются количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей.

В пункте 7.4 СП 7.13130.2009 сказано: «…Расход продуктов горения, удаляемых вытяжной противодымной вентиляцией, следует определять по расчету в зависимости от мощности тепловыделения очага пожара, теплопотерь в ограждающие строительные конструкции помещений и вентиляционных каналов, температуры удаляемых продуктов горения, параметров наружного воздуха, состояния (положений) дверных и оконных проемов…»

С учетом требований данного пункта ФГУ ВНИИПО МЧС России были изданы Методические рекомендации «Расчетное определение основных параметров систем противодымной вентиляции зданий».

Остановимся на вопросах расчетного определения параметров систем вытяжной вентиляции с естественным побуждением тяги.

Особенности расчетного определения основных параметров систем противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги

Массовый расход продуктов горения, поступающих в помещение с конвективной колонкой от очага пожара и подлежащих удалению системами вытяжной противодымной вентиляции, определяется согласно зависимости:

Эта зависимость работает в том случае, если высота пламени от очага пожара не заходит в дымовой слой. Если пламя заходит в дымовой слой, массовый расход конвективных продуктов горения описывается следующей зависимостью:

Для того чтобы понять, какой зависимостью пользоваться, есть формула, позволяющая определить высоту пламени:

Актуальная информация

С 2010 г. люки дымоудаления подлежат обязательной сертификации на соответствие ГОСТ Р 53301-2009 «Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытаний на огнестойкость».

Расчетная схема газообмена представлена на рис. 1:
от очага пожара продукты горения, которые характеризуются
определенной массовой скоростью выделения
при определенной температуре конвективной колонки,
поступают в подпотолочное пространство.

Дым, контактируя с ограждающими конструкциями,
передает им тепло. Средняя температура дымового слоя
определяется по зависимости:

Необходимо обратить внимание, что температура воздуха
при расчете параметров систем с естественным
дымоудалением принимается на теплый период года. Тем
самым высчитывается минимальная разница между
плотностью воздуха и плотностью газа. Данный параметр
необходим для расчета перепада давления.

Коэффициент теплоотдачи в ограждающие конструкции
зависит от температуры дымового слоя, которую требуется
рассчитать согласно формуле. Еще одна неизвестная
в уравнении – удельная теплоемкость газа. Чтобы ее
определить, требуется знать температуру дымового слоя.

Данное уравнение легко решается при помощи программы
Excel.

Конвективная мощность очага пожара вычисляется по следующей зависимости (вторая и третья зависимости не относятся к конвективной мощности очага пожара):

При наличии систем водяного пожаротушения вместо комплекса

можно подставлять значение 9 м2 либо 16 м2 в зависимости от группы помещения по табл. 5.1 СП 5.13130.2009. Для того чтобы не суммировать компоненты пожарной нагрузки в помещениях (древесина, пластик и т.д.), можно воспользоваться методическими рекомендациями ВНИИПО, в которых есть справочные таблицы по типам зданий и помещений (так называемые усредненные величины).

Требуемая площадь дымовых люков

Для систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги минимально необходимое проходное сечение дымовых люков, устанавливаемых в покрытиях зданий, определяется зависимостью:

Расчетные схемы газообмена в помещениях с учетом различного расположения путей эвакуации

Мы уже говорили о высоте незадымляемых зон. Коснемся теперь вопроса организации отвода дыма из атриумов. Если атриум имеет глухое ограждение по всей своей высоте (рис. 2), то высота незадымляемой зоны принимается по высоте роста человека. Данная величина варьируется в диапазоне от 2,2 до 2,5 м от основания помещения, где может произойти пожар.

Возникает проблема: требуемая площадь люков начинает стремиться к бесконечности, если температура продуктов горения стремится к температуре окружающего воздуха.

Отчего это происходит? Дым контактирует с большой площадью ограждающих строительных конструкций, интенсивно передает им свое тепло. Тем самым разница температур начинает стремиться к нулю, а площадь люков дымоудаления при делении на ноль – к бесконечности:

Другой вариант: атриум, имеющий открытые галереи по всей своей высоте (рис. 3). В этом случае высоту незадымляемой зоны мы не имеем права задавать на уровне 2,5 м от основания атриума, где происходит возгорание. Мы обязаны задать эту высоту с учетом роста человека, находящегося на верхней галерее атриума.

Здесь возникает другая проблема. Площадь люков дымоудаления начинает стремиться к бесконечности в случае, если толщина дымового слоя близка к нулю:

Расчетная схема газообмена при пожаре в атриуме с конструктивно неотделенными галереями Актуальная информация В соответствии с п. 7.10 г) СП 7.13130.2009 открытие люков должно обеспечиваться при эквивалентной снеговой нагрузке и ветровом давлении, установленными в СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», но не менее 60 кг/м2 и 15 кг/м2 , соответственно.

Данная проблема также характерна для невысоких помещений, например, коридоров, где высота потолка варьируется в пределах 3-3,5 м (при высоте незадымляемой зоны 2,5 м остается всего 1 м).

Теперь рассмотрим случай со складским комплексом. Складские комплексы, как правило, подразумевают стеллажное хранение продукции. В таком случае высоту незадымляемой зоны необходимо задавать не по высоте человека (2,5 м от уровня основания помещения), а по высоте расположения горючей нагрузки на верхних паллетах стеллажа (рис. 4). При возгорании в одной из паллет, если мы зададим низкое значение для незадымляемой зоны, получится так, что соседние паллеты окажутся в зоне высоких температур, и тем самым возникает риск неконтролируемого распространения очага пожара по зданию.

Очень часто в складских зданиях используются так называемые открываемые фрамуги (ленточное остекление, дооснащенное электро- или пневмоприводами). Многие полагают, что тем самым обеспечивается не только возможность проветривания помещений, но и противодымная защита зданий.

Однако, чтобы такое остекление выполняло функции противодымной защиты, оно должно располагаться с заветренной стороны здания. В ряде случаев возникает проблема, когда ветровой напор превышает перепад давления, образуемый в дымовом слое, и дым не уходит, поскольку он оказывается «зажат» в пределах помещения:

В ряде случаев геометрические параметры помещения имеют такую конфигурацию, связанную с большими площадями, когда температура дымового слоя практически равна температуре воздуха в теплый период года, о чем уже упоминалось выше. Иногда получаются такие величины, когда температура в Московском регионе летом поднимается до 26 °С, а температура дымового слоя при этом варьируется в диапазоне 31-33 °С. Данная проблема решается устройством приточной противодымной вентиляции с механическим побуждением тяги, которая подает воздух в основание помещения, тем самым создавая избыточное давление по отношению к внешней среде и выдавливая продукты горения (рис. 5).

В данном случае площадь дымовых люков рассчитывается с учетом работы противодымной вентиляции (характеристик напора воздуха, подаваемого системой).

Преимущества и недостатки систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги с точки зрения обеспечения пожарной безопасности

К основным преимуществам систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги относятся:

• низкая масса люков;

• возможность установки на ненесущей кровле (покрытии);

• низкая потребляемая мощность энергии, требуемой для обеспечения их работы;

• отсутствие необходимости устройства вентиляционных камер.

Основные недостатки систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги:

• зависимость работы систем от внешних климатических параметров (снеговая нагрузка, которая для некоторых климатических регионов превышает предельно допустимые рабочие возможности изделий; ветровая нагрузка; высокие значения температур окружающей среды в теплый период года);

• низкая эффективность при малой мощности очага пожара (в этом случае температура дымового слоя равна температуре окружающей среды);

• необходимость обеспечения высоких значений средней температуры дымового слоя посредством конструктивного разделения противодымными экранами на дымовые зоны с целью уменьшения площади тепловоспринимающей поверхности ограждающих конструкций (не на всех объектах возможна установка противодымных экранов; следует учитывать также немалую их стоимость);

• сложность применения систем для защиты помещений малой высоты (2,5-3,0 м);

• необходимость устройства систем приточной противодымной вентиляции с механическим побуждением тяги, обеспечивающих подачу наружного воздуха в основание помещения (требуется крупная вентиляционная камера на уровне первого этажа, установка воздухозаборника с фасада здания; кроме того, хотя в нормативных документах это и не прописано, не рекомендуется подавать воздух с очень большой скоростью).

Борис Борисович Колчев, заместитель начальника отдела огнестойкости строительных конструкций и инженерного оборудования зданий

Актуальная информация

В соответствии с ст. 138 ч. 3 ФЗ №123, п. 7.19 СП 7.13130.2009, приводы люков должны обеспечивать автоматический (от АПС или АУПТ) и дистанционный режимы управления.

РАСЧЕТ РАСХОДА ДЫМА, УДАЛЯЕМОГО ПРИ ПОЖАРЕ

1. Расход дыма G1, кг/ч, подлежащий удалению из коридора или холла (см. п. 7.2 СП 7.13130.2009) следует определять по формулам:

а) для жилых зданий;

(1)

б) для общественных, административно-бытовых и производственных зданий

. (2)

В — ширина большей из открываемых створок дверей при выходе из коридора или холла к лестничным клеткам или наружу, м;

n — коэффициент, зависящий от общей ширины больших створок, открываемых при пожаре из коридора на лестничные клетки или наружу и принимаемый по таблице:

H — высота двери, м; при Н > 2,5 м принимать Н = 2,5 м;

Kd — коэффициент относительной продолжительности открывания дверей из коридора на лестничную клетку или наружу во время эвакуации людей, следует принимать равным 1 при эвакуации 25 чел. и более через одну дверь и 0,8 — при эвакуации менее 25 чел. через одну дверь.

2. Расход дыма G, кг/ч, удаляемого из помещения, следует определять по периметру очага пожара (см. п. 5.6, а).

Расход дыма для помещений площадью до 3000 м2 или резервуара дыма для помещений большей площади (см. п. 5.7) следует определять по формуле,

(3)

где Pf — периметр, м. очага пожара в начальной стадии, принимаемый равным большему из периметров открытых или негерметично закрытых емкостей горючих веществ или мест складирования горючих или негорючих материалов (деталей) в горючей упаковке.

Для помещений, оборудованных спринклерными системами, принимается Pf = 12 м.

Если периметр очага пожара невозможно определить, то его допускается определять по формуле,

(4)

A — площадь, м2, помещения или резервуара дыма;

у — расстояние, м, от нижней границы задымленной зоны до пола, принимаемое для помещений 2,5 м. или от нижнего края завесы, образующей резервуар дыма, до пола;

Кs — коэффициент, равный 1,0, а для систем с естественным побуждением при одновременном тушении пожара спринклерными системами Кs = 1,2.

Примечание. При площади очага пожара А > 12 м или расстоянии y > 4 м расход дыма следует определять в соответствии с п. 3 настоящего приложения.

3. Расход дыма G1, кг/ч, удаляемый из помещений (из условия защиты дверей эвакуационных выходов), следует определять по формуле (5) для холодного (параметры Б) и проверять для теплого периода года, если скорость ветра в теплый период больше, чем в холодный:

, (5)

где SAd — эквивалентная (расходу) площадь дверей эвакуационных выходов, м2;

h0 — расчетная высота от нижней границы задымленной зоны до середины двери; принимается

Hd — высота наиболее высоких дверей эвакуационных выходов, м;

yin — удельный вес наружного воздуха, Н/м3;

y — удельный вес дыма, принимаемый в соответствии с пп. 5.9 и 5.10;

pin — плотность наружного воздуха, кг/м3;

V — скорость ветра, м/с: при V = 1,0 м/с следует принимать V = 0; при V > 1,0 м/с в соответствии со СНиП 23-01, но не более 5 м/с.

Примечание. В застроенной территории допускается принимать, скорость ветра по данным местной метеорологической станции, но не более 5 м

Эквивалентная площадь дверей Ad рассчитывается по формуле:

, (6)

где SA1 — суммарная площадь одинарных дверей, открывающихся наружу;

SA1 — суммарная площадь первых дверей для выхода из помещения, при которых требуется открывать наружу вторые двери, суммарной площадью SA2, м2 (например, двери тамбура);

SA3 — суммарная площадь первых дверей для выхода из помещения, при которых требуется открывать наружу вторые и третьи двери, суммарной площадью SA3 и SA»3;

K1, K2 — коэффициенты для определения эквивалентной площади последовательно расположенных дверей по формулам:

(7) ;

(8) ,

(9)

K3 — коэффициент относительной продолжительности открывания дверей во время эвакуации людей из помещения, определяемый по формулам:

для одинарных дверей:

(10) ;

для двойных дверей или при выходе через тамбуры-шлюзы:

(11) ,

где N — среднее число людей, выходящих из помещения через каждую дверь.

К3 следует принимать: не менее 0,8 — при одной двери; 0,7 — при двух дверях; 0,6 — при трех; 0,5 — при четырех и 0,4 — при пяти и большем числе дверей в помещении.

Эквивалентная площадь дверей эвакуационных выходов SАd из помещения определяется для местностей с расчетной скоростью ветра:

а) 1 м/с и менее — суммарно для всех выходов;

б) более 1 м/с — отдельно для выходов из дверей со стороны фасада (наибольшей эквивалентной площадью, которая рассматривается как площадь выходов на наветренный фасад) и суммарно для всех остальных выходов.