Projektowanie wentylacji strumieniowej garaży Czym się kierować, jakie przyjąć założenia
Ocena użytkowników: / 10
SłabyŚwietny 
Data dodania: 20.12.2014

Mogłoby się wydawać że wentylacja strumieniowa w porównaniu do wentylacji kanałowej nastręcza więcej problemów. Przecież wymaga dużych szachtów i odpowiedniego ich rozmieszczenia…

 

Geometria garażu

 

W Polsce od wielu lat projektowane są instalacje oddymiające garaży. Do połowy 2009 r. kiedy obowiązywał przepis nakazujący projektowanie tych instalacji zapewniających 10-krotną wymianę powietrza w ciągu 1 godziny i wyciągających dym kratami pod stropem rozstawionymi w odstępach nie większych niż 10 m, było to bardzo proste. Dla takiej instalacji wystarczał czasami nawet 1 szacht a zwykle były 2 lub 3 szachty na garaż o powierzchni około 3000 m2. Szachty lokalizowano przy trzonie klatki schodowej i windy. Wielu architektom odpowiada, aby trzon komunikacji pionowej stanowił prostokątną bryłę. Przy tym trzonie zwykle lokalizowane są szachty instalacyjne, przez co powiększa się wymiary trzonu po to, aby nie marnować przestrzeni przy elewacyjnej oraz nie komplikować przestrzeni pomiędzy elewacją a trzonem komunikacji pionowej. W tej przestrzeni przecież godzinami mają przebywać ludzie, a często jest to „open space” i nikt nie chce, aby przez taką przestrzeń użytkową przechodził szacht. W czasie gdy obowiązywało projektowanie na tzw. „10 wymian”, projektanci sanitarni nie mieli żadnego powodu, aby zgłaszać zapotrzebowanie na szachty zlokalizowane w innych miejscach, gdyż zawsze mogli poprowadzić tę instalację od szachtu do całej przestrzeni garażu kanałami. Były to zwykle niewielkie ilości dymu i gazów pożarowych w porównaniu z dzisiejszymi instalacjami, więc zaprojektowanie takich kanałów nie powodowało wielkich trudności. Obecnie po zmianie przepisów w 2009 r. wyciąg dymu z pojedynczej strefy dymowej instalacją oddymiającą kanałową to około 100 000 m3/h, a więc nieco więcej niż kiedyś w przybliżeniu o około 30÷60%. Takie wydajności wymagają już większych szachtów i lepszych ich usytowań w trzonie klatki schodowej względem przestrzeni garażu, aby nie trzeba było przechodzić dużymi kanałami np. przez pomieszczenia techniczne. Poza tym znacznie trudniejsze stało się doprowadzenie powietrza kompensacyjnego dla takiej instalacji w taki sposób, aby napływ tego powietrza nie zaburzał utrzymującej się pod stropem warstwy dymu, a w konsekwencji nie doprowadzał do jego opadnięcia. 

 

Największy jednak problem z wielkością i lokalizacją szachtu pojawia się przy instalacji wentylacji strumieniowej oddymiającej. Jest to spowodowane tym, że typowa wydajność punktu wyciągowego obsługującego strefę dymową, w której nastąpiło wykrycie pożaru to około 180 000 m3/h. Projektowane szachty mają wtedy powierzchnię czynną w zakresie 4,5÷7 m2 i zależy ona od stopnia skomplikowania elementów łączących go z głównymi wentylatorami oddymiającymi. Tak duży szacht ma duży wpływ na geometrię budynku, a co za tym idzie i na jego powierzchnię użytkową.

 

 

2014 11 81 1

Rys. 1. Przykładowy korytarz technologiczny do celów oddymiania

 

 

Jednak dla projektantów instalacji wentylacji oddymiającej strumieniowej najważniejszą sprawą powinna być, po podziale garażu na strefy dymowe, właśnie lokalizacja tego szachtu względem punktów nawiewnych kompensacyjnych oraz względem samej strefy dymowej. Przed próbami lokalizacji punktów wyciągowych i nawiewnych trzeba wiedzieć, że sama idea wentylacji strumieniowej polega na przetłoczeniu dużej masy powietrza przez kubaturę strefy dymowej w taki sposób, aby powietrze to przepłynęło przez całą strefę dymową. Można porównać to do nagrzewnicy powietrza w centrali wentylacyjnej, tyle że w nagrzewnicy nie ma lamel wymiennika ciepła tylko jest miejsce pożaru a obudowę centrali stanowią ściany strop i posadzka strefy dymowej. Nagrzewnica jest tym sprawniejsza im ma lepiej i bardziej równomiernie zorganizowane lamele i rury wymiennika, a instalacja wentylacji strumieniowej jest tym sprawniejsza, im przepływ masy powietrza przez kubaturę strefy dymowej jest bardziej równomierny i opływa całą tę strefę. Jest to ważne z tego względu, iż instalacja musi być sprawna, niezależnie od tego, w której części strefy dymowej wystąpi pożar. Masa powietrza przepływającego przez kubaturę strefy dymowej powinna odebrać ciepło od palących się samochodów oraz spowodować ruch dymu i gazów pożarowych możliwie tylko w jednym kierunku tj. od miejsca pożaru do punku wyciągowego z danej strefy dymowej. 

 

 

2014 11 82 1

Rys. 2. Przykładowy slajd z obliczeń CFD w programie FDS. Płaszczyzna wynikowa pozioma przedstawiająca widoczność w przestrzeni garażu na wysokości 1,8 m nad posadzką. Wynik dla układu z poprawnie zlokalizowanym szachtem wyciągowonawiewnym oraz wrysowany przykład błędnej lokalizacji szachtu

 

 

W związku z powyższym lokalizacja szachtu wyciągowego powinna znajdować się na końcu strefy dymowej po przeciwnej stronie punktów nawiewnych. Pamiętając że zwykle szachty są zlokalizowane przy trzonach klatek schodowych i wind, a trzony te z kolei zlokalizowane są w centralnych częściach lub w pobliżu centralnych części budynków, gdyż architektom z wiadomych przyczyn nie odpowiada lokalizowanie ich na skrajnych częściach budynku, to uważam, że najważniejsze zadanie projektantów takich instalacji to odpowiednia lokalizacja punktów wywiewnych i nawiewnych. Jest to kwestia najbardziej decydująca o sprawności instalacji.

 

Rozwiązania tego problemu należy szukać w organizacji czerpnio-wyrzutni terenowych lub w projektowaniu korytarzy technologicznych, stanowiących kanały dymowe po to, aby przetransportować dym i gazy pożarowe ze skrajnych części strefy dymowej do szachtu wyciągowego a następnie na zewnątrz budynku.

 

Korytarze technologiczne mogą mieć również postać tuneli pod posadzkami najniższych kondygnacji garażu, które następnie wychodzą szachtami w górę tak, aby punkt wyciągowy danego przewodu dymowego był zlokalizowany w ścianie strefy dymowej.

 

 

2014 11 82 2

Rys. 3. Przykład lokalizacji szachtu oddymiania przy rozbudowanym trzonie komunkacji pionowej możliwie najdalej od sąsiedniej strefy dymowej. Płaszczyzna wynikowa pozioma przedstawiająca widoczność w przestrzeni garażu na wysokości 1,8 m nad posadzką

 

 

Oczywiście jest bardzo dużo budynków, których trzony klatek schodowych i wind zlokalizowane są mniej więcej w skrajnych rejonach przestrzeni garażowej, jednak w tych przypadkach jest także pewna pułapka – bardzo zauważalna podczas wykonywania obliczeń CFD, które zwykle są wykonywane w późniejszym etapie prac nad obiektem. Jest to związane z tym, że instalacja zwykle pracuje w układzie rewersyjnym. Układ rewersyjny polega na tym, że dany punkt wyciągowy pracuje jako wywiew, jeżeli pożar zostanie wykryty w przyległej do niego strefie dymowej i jako nawiew, jeżeli pożar zostanie wykryty w strefie dymowej sąsiedniej. Należy wiedzieć, że znacznie lepsze wyniki zostaną uzyskane, jeżeli szacht będzie zlokalizowany tak, aby kraty wyciągowo/nawiewne znajdowały się jak najdalej sąsiedniej strefy dymowej. Często wiąże się to z przestawieniem szachtu na drugą stronę trzonu komunikacji pionowej. Jest to bardzo często kluczowa kwestia w organizacji całej instalacji. 

 

NALEŻY pamiętać, że wentylacja strumieniowa nadaje się także do niskich garaży oraz dzięki układowi rewersyjnemu kasuje problem z doprowadzeniem powietrza kompensacyjnego z odpowiednio niską prędkością do danej strefy dymowej, w której wykryto pożar. Przede wszystkim jednak nie potrzeba montować w przestrzeni garażu kanałów oddymiających, które generują duże koszty oraz zabierają przestrzeń tego garażu.

 

Założenia projektowe

 

Po analizie geometrii garażu wyznaczeniu stref dymowych i lokalizacji szachtów wyciągowych lub wyciągowo-nawiewnych należy przeanalizować prędkość powietrza pomiędzy strefą dymową objętą pożarem a strefą dymową sąsiednią. Jest to konieczne z uwagi na obronę sąsiedniej strefy dymowej przed nadmiernym zadymieniem w czasie działań ekip ratowniczo-gaśniczych oraz w celu możliwości swobodnego przejścia użytkowników garażu do przestrzeni wolnej od dymu w czasie ewakuacji. Żeby zachować to założenie, prędkość w przestrzeni garażu na granicy stref dymowych musiałaby wynosić nawet ponad 1 m/s, co doprowadziłoby do nierealnie „ciężkich” instalacji. Z tego powodu wprowadza się stałe kurtyny dymowe, pracujące jako kryzy w przestrzeni garażu, zwiększające pod nimi prędkość przepływu powietrza. Dzięki kurtynom dymowym nie tylko zmniejszamy pole przepływu pomiędzy strefami dymowymi, ale także doprowadzamy do tego, że gorący dym i gazy pożarowe w pierwszej kolejności napotykają na pionową przeszkodę i dochodzi do ich wstępnego wychłodzenia, dzięki czemu prędkość powietrza pod kurtyną dymową może posiadać znacznie mniejszą wartość. Dopiero wtedy wydajności rzędu 180 000 m3/h są wystarczające.

 

W przypadku garaży, które posiadają tylko jedną strefę dymową, wentylacja strumieniowa nie zawsze jest możliwa do zastosowania, gdyż w przypadku pożaru na początku strefy dymowej trzeba przetransportować dym i gazy pożarowe przez całą przestrzeń strefy dymowej, a więc w takim przypadku doprowadzić do zadymienia całego garażu. Jeżeli garaż jest bardzo niski, to nie da się udowodnić, że na czas ewakuacji nie nastąpi nadmierne zadymienie. Ponadto taki układ jest możliwy tylko jeżeli na początku strefy dymowej jest brama wjazdowa dla swobodnego dostępu ekip ratowniczo-gaśniczych od strony napływu świeżego powietrza do miejsca pożaru. 

 

Na samym końcu dokonuje się rozmieszczenia wentylatorów strumieniowych, za pomocą których dochodzi do wymieszania warstwy podstropowej gorącej z chłodną przyposadzkową, przez co chłodniejszy dym i gazy pożarowe łatwiej kierować w stronę punktu wyciągowego. Jednak aby zrobić to dokładnie trzeba znać zasięg i profil prędkości danego wentylatora strumieniowego.

 

 

mgr inż. Tomasz BURDZY
Specjalista ds. System.w Oddymiania,
Smay

 

 

LITERATURA:

[1] BS 7346-4:2003 Components for smoke and heat control systems - Part 4: Functional recommendations and calculation methods for smoke and heat exhaust ventilation systems, employing steady-state design fires- Code of practice.
[2] BS 7346-7:2013 Components for smoke and heat control systems Code of practice on functional recommendations and calculation methods for smoke and heat control systems for covered car park.
[3] NEN 6098:2012 Systemy kontroli dymu dla mechanicznie wentylowanych parkingów krytych.
[4] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690 z dnia 15 czerwca 2002 r.) wraz z późniejszymi zmianami.
[5] SFPE Handbook of Fire Protection Engineering fourth edition 2008.
[6] Fire Dynamics Simulator (Version 5) Technical Reference Guide, Volume 1: Mathematical Model.
[7] Przewodnik Wentylacja strumieniowa Garaży firmy SMAY
[8] Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska. Orzechowski Zdzisław, Prywer Jerzy, Zarzycki Roman
[9] Bogdan MIZIELIŃSKI, Grzegorz KUBICKI: Wentylacja Pożarowa. Oddymianie.

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.