Wentylacja pożarowa garaży – 7 najważniejszych elementów wytycznych ITB nr 493/2015
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 28.12.2016

Patrząc wstecz na prawie dwa lata praktycznych wdrożeń zapisów wytycznych ITB nr 493/2015 autorzy postanowili wskazać w niniejszym artykule siedem elementów w nich zawartych, które sami uważają za najważniejsze we własnej praktyce związanej z uczestnictwem w procesie projektowania systemów wentylacji pożarowej.

 

 

2016 11 58 1

 

 

W 2014 roku Instytut Techniki Budowlanej prowadził pracę w ramach projektu pt. „Opracowanie wytycznych projektowania systemów wentylacji pożarowej garaży, analiz CFD oraz prób odbiorowych”. Projekt zakończył się wiosną 2015 r. publikacją Instrukcji ITB nr 493/2015 [1]. Praca ta miała na celu określenie ram projektowania oraz oceny systemów wentylacji pożarowej. Instrukcja ITB nr 493/2015 [1] ukazała się na rynku wydawniczym pośrodku gorącej dyskusji środowiska nad kierunkami wymagań prawnych oraz zasad projektowania systemów wentylacji pożarowej garaży. Kontrowersje od dawna budzą nadzwyczaj wysokie wymagania polskich przepisów techniczno-budowlanych w przedmiotowym obszarze, połączone z dużym kosztem rozwiązań technicznych je spełniających. Powracającym pytaniem jest, czy wydatek milionów złotych na zabezpieczenie garażu przed zadymieniem jest uzasadnione ryzykiem pożaru? Zdania na ten temat od zawsze były podzielone. Jedno jednak pozostaje niepodważalne, bez realnej i dobrej podstawy projektowej, lub chociaż punktu odniesienia pozwalającego ocenić projekt systemu, projektanci byli pozostawieni sami sobie w decyzji dotyczącej kształtu systemu wentylacji pożarowej w obiekcie – pod wielką presją inwestorów oraz obawami o odbiór organów państwa. Powstanie Instrukcji ITB 493/2015 [1] właśnie w tej chwili, miało służyć uporządkowaniu powyższej kwestii i podaniu rozwiązań, które nie będą budziły wątpliwości co do skuteczności ich działania. W ocenie Autorów, powyższe w dużej mierze udało się osiągnąć.

 

 

Kluczowe elementy instrukcji

 

Dyskusja dotycząca sposobów projektowania systemów wentylacji pożarowej w garażach przeznaczonych dla samochodów osobowych jest niezmiennie jednym z najbardziej żywych elementów spotkań środowiska osób związanych z bezpieczeństwem pożarowym i wentylacją pożarową. Autorzy wielokrotnie zadawali sobie pytanie, dlaczego właśnie tematyka wentylacji pożarowej budzi tak wiele emocji i wątpliwości. Dlaczego jest to obszar, który niemal zawsze zostaje poddany „optymalizacji” w trakcie procesu projektowania? Odpowiedź na to pytanie jest trudna, choć w naszej ocenie kluczowym jest aspekt niejednoznacznej możliwości oceny skuteczności działania systemu wentylacji. Mamy przez to na myśli fakt, że działanie systemu jest bezpośrednio powiązane z zagrożeniem i miejscem powstania tego zagrożenia w obiekcie. System funkcjonujący przy jednym pożarze skutecznie, może okazać się bezbronny wobec zagrożenia w innej lokalizacji bądź innego rodzaju. Dochodzimy zatem do kluczowego aspektu projektowania nakierowanego na cel działania instalacji – tj. do defi nicji samego zagrożenia, czyli pożaru. Niestety, dysponujemy wyłącznie modelami deterministycznymi, które są w stanie w bardzo wierny sposób określić skutki wcześniej opisanego (powstałego) pożaru, jednak nigdy nie będą w stanie przewidzieć, z jakim pożarem będziemy mieć do czynienia w przyszłości. Oznacza to, że projekt systemu wentylacji musi opierać się na „zaprojektowanym” zagrożeniu – tzw. pożarze projektowym, czyli najbardziej niebezpiecznym, lecz wciąż prawdopodobnym scenariuszu rozwoju pożaru w budynku. Wskazanie projektantom drogi doboru tego scenariusza Autorzy uważają za pierwszy kluczowy element zawarty w Instrukcji ITB 493/2015 [1]. Pozostałymi sześcioma są: 

  • Podanie dobrych praktyk w analizach CFD;
  • Podział systemów wentylacji pożarowej na trzy kategorie, z uwagi na cel ich działania;
  • Uproszczony scenariusz działania systemu wentylacji;
  • Określenie podstawowych wymagań dla punktów napowietrzających;
  • Wskazanie bram wjazdowych do garażu jako elementu wiążącego systemy techniczno-budowlane z praktyką działań ratowniczych;
  • Opis jak powinno prowadzić się próby z gorącym dymem.

 

 

Pożary projektowe

 

Przebiegu pożaru nie da się przewidzieć przed jego wystąpieniem. Istnieją setki możliwych scenariuszy jego rozwoju, a na zmianę oblicza zagrożenia mogą wpłynąć nawet tak banalne elementy jak uchylone okno, czy podmuch wiatru. Historia zna przypadki w których pozostawione przy oknie lusterko skierowało promienie światła na szklankę pełną wody, która skupiła je na leżącej obok gazecie prowadząc do inicjacji procesu spalania. Jako Inżynierowie leży na nas obowiązek rzetelnego zamknięcia nieprzewidywalnego zjawiska w precyzyjne ramy – takim zamknięciem są właśnie pożary projektowe. Naszą wiedzę na ich temat zdobyliśmy realizując w latach 2009–2012 projekt [2], w ramach którego poddano analizie większość znanych nam badań nad pożarami w garażach zamkniętych, obejmującą 34 badania pożarowe pojedynczych pojazdów i 3 badania układów więcej niż jednego pojazdu. Pracy tej poświęcono całą publikację pt. „Wykorzystanie narzędzi inżynierii bezpieczeństwa pożarowego w projektowaniu i odbiorze systemów wentylacji pożarowej garaży zamkniętych” [3], znakomitą referencją jest także opracowanie M. Tohira i M. Spearpointa opisujące ten sam zakres analizy literatury, jednak w nieco inny sposób [4].

 

Podsumowując wyniki analizy literatury, jako właściwy wzorzec do procesu projektowania, wskazano na pożar opisany w normie NEN 6098:2010. Krzywe rozwoju pożaru przedstawione na rys. 1. i 2. powstały w wyniku dużego programu badań nad rozwojem pożaru w garażach zamkniętych przeprowadzonego w 1999 roku przez holenderską organizację TNO. W ocenie autorów, badania te w najpełniejszy sposób oddają istotę zagrożeń w przestrzeni garażu, a krzywa będąca ich wynikiem pozwala na ocenę warunków środowiska zarówno w trakcie ewakuacji osób, jak i w chwili podjęcia działań ratowniczych. Sama moc pożaru. którą podano w Instrukcji [1], jest bliska dotychczasowym popularnym pożarom projektowym o mocy stałej w czasie, co także pokazano na rysunkach 1. i 2. 

 

 

2016 11 59 1

Rys. 1. Krzywa rozwoju pożaru pojedynczego samochodu osobowego przyjmowana do analiz CFD (czerwoną linią zaznaczono wartość mocy pożaru przyjmowaną w analizach stanu ustalonego) [1]

 

2016 11 59 2

Rys. 2. Krzywa rozwoju pożaru trzech samochodów osobowych przyjmowana do analiz CFD (czerwoną linią zaznaczono wartość mocy pożaru przyjmowaną w analizach stanu ustalonego) [1]

 

 

Poza podaniem sposobu opisu rozwoju pożaru w garażu, w Instrukcji [1] podano także zalecane wartości współczynnika generacji sadzy (tzw. soot yield), uśrednione ciepło spalania materiałów palnych, czy strumień generacji ciepła na jednostkę powierzchni. Projektant musi mieć świadomość, że każdy z powyższych parametrów ma istotny wpływ na końcowy wynik oceny skuteczności systemu, co także przedyskutowano w samej Instrukcji.

 

 

Dobre praktyki w analizach C

 

(...)

 

Podział systemów wentylacji pożarowej garaży

 

(...)

 

Uproszczony scenariusz działania systemu

 

(...)

 

Określenie parametrów otworów napowietrzających oraz wskazanie bram wjazdowych jako kluczowego elementu systemu

 

(...)

 

Próby z gorącym dymem

 

Choć wielokrotnie prezentowaliśmy Instrukcję ITB 493/2015 na różnych konferencjach czy szkoleniach, zazwyczaj brakowało nam czasu na omówienie jej ostatniego rozdziału, poświęconego problematyce prób z gorącym dymem w obiektach budowlanych. Próby te, stanowią często zwieńczenie długiego i trudnego procesu projektu i wykonawstwa systemu wentylacji pożarowej w garażu. Często podchodzi się do nich z obawą – faktycznie wielokrotnie przyczyniały się one do wskazania błędów czy niedoróbek, lecz właśnie to jest ich największą zaletą. Próby te stanowią ostateczną weryfikację całego trudu pracy włożonego w stworzenie bezpiecznego i skutecznego systemu wentylacji pożarowej, a ich jedynym celem jest zapewnienie, że cele wskazane przez projektanta systemu zostały osiągnięte.

 

 

2016 11 61 1

Rys. 3. Podstawowe zasady działania systemów wentylacji pożarowej garaży zamkniętych [1]

 

 

Sama procedura prowadzenia testu z gorącym dymem jest dość prosta i polega na wytworzeniu źródła ciepła o mocy kilkuset kW, nad którym powstaje turbulentny konwekcyjny strumień powietrza o obniżonej gęstości, do którego następnie wprowadzany jest aerozol znacznikowy obrazujący przepływ powietrza w przestrzeni garażu. W odróżnieniu od innych dostępnych w literaturze zaleceń, w Instrukcji ITB 493/2015 [1] opisano kryteria jakościowej oceny działania systemu w oderwaniu od pomiarów ilościowych. W czasie prób z gorącym dymem weryfi kacji podlega nie tylko działanie systemu wentylacji pożarowej, ale wszystkich innych powiązanych z nim systemów bezpieczeństwa pożarowego w obiekcie. Popularny błąd tkwi także w przekonaniu, że w czasie typowej próby z gorącym dymem możliwa jest jednoznaczna ocena zasięgu widzialności, czy innych parametrów związanych z zadymieniem badanego obszaru. Aerozol znacznikowy charakteryzuje się innymi właściwościami optycznymi niż dym powstały w pożarze, ponadto odniesienie jego masowego stężenia w danym miejscu do masowego stężenia dymu w prawdziwym pożarze jest niezmiernie trudne.

 

Próby z gorącym dymem pozwalają wykryć nieprawidłowości w działaniu systemów detekcji, sterowania czy w samym systemie wentylacji pożarowej. Są niezwykle efektywnym, w stosunku do kosztów, elementem procesu budowlanego i przyczyniają się do podniesienia poziomu bezpieczeństwa pożarowego odbieranego obiektu.

 

 

 

2016 11 62 1

Rys. 4. Poprawny (a) oraz błędny (b) sposób doprowadzenia powietrza kompensacyjnego [1]

 

 

Podsumowanie



Poza przedstawionymi powyżej kluczowymi elementami, Instrukcja ITB 493/2015 [1] zawiera także procedury projektowania systemów wentylacji pożarowej, zbiór wymagań związanych z praktyką rozmieszczania i wymiarowania elementów instalacji, doboru klas temperaturowych urządzeń, czy towarzyszących projektowi szacunkowych obliczeń czasu ewakuacji osób. Zalecenia dotyczące wymiarowania systemów połączono także z oceną skutku działania systemu na drodze analiz numerycznych – takie podejście można uznać za w pełni funkcjonalne. W wytycznych podano także proponowane przez autorów kryteria oceny działania systemów. Instrukcja ITB 493/2015 [1] stanowi obszerne opracowanie tematyki wentylacji pożarowej garaży i z pewnością stanowi dobry punk odniesienia dla projektowanych systemów wentylacji pożarowej.

 

Jako autorzy widzimy także potrzebę dalszego rozwoju dokumentu – w obszarze doskonalszej procedury doboru wentylatorów strumieniowych z uwagi na ich parametry pracy, uwzględnienie zagrożeń związanych z magazynowaniem pojazdów czy innymi, dotychczas nieobjętymi Instrukcją systemami wentylacji pożarowej.

 

 

mgr inż. Wojciech WĘGRZYŃSKI
Zakład Badań Ogniowych,
Instytut Techniki Budowlanej

 

mgr inż. Grzegorz KRAJEWSKI
Zakład Badań Ogniowych,
Instytut Techniki Budowlanej

 

 

 

LITERATURA:

[1] WĘGRZYŃSKI W., KRAJEWSKI G.: Systemy wentylacji pożarowej garaży. Projektowanie, ocena i odbiór. Publikacja z serii Instrukcje, Wytyczne, Poradniki nr 493/2015, Wydawnictwo ITB 2015.

[2] Zespół pod kier. dr G. SZTARBAŁY, Projekt rozwojowy pt.: „Kontrola rozprzestrzeniania się dymu i ciepła w garażach” N R 04 0003 06, Warszawa 2009 – 2012.

[3] WĘGRZYŃSKI W., KRAJEWSKI G.: Wykorzystanie narzędzi inżynierii bezpieczeństwa pożarowego w projektowaniu i odbiorze systemów wentylacji pożarowej garaży zamkniętych. BiTP Vol. 36 Issue 4, 2014, pp. 141-156, DOI:10.12845/bitp.36.4.2014.15.

[4] TOHIR M., SPEARPOINT M.: Distribution analysis of the fi re severity characteristics of single passenger road vechicles using heat release rate data. Fire Science Reviews 2013, 2:5, doi:10.1186/2193-0414-2-5.

[5] WĘGRZYŃSKI W., KRAJEWSKI G.: Doświadczenia z wykorzystania narzędzi inżynierskich do oceny skuteczności funkcjonowania systemów wentylacji oddymiającej. Materiały Budowlane (7) 2014.

[6] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 r. (Dz.U. Nr 75, poz. 690), z późniejszymi zmianami.

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

  • Pompy ciepła 2010

  • Pompy ciepła 2011

 

 

  02 ss2  omii   kig 134x45 left  

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.