Системы дымоудаления и их проблемы
 Скачать 19.26 Kb.
|
|
Системы дымоудаления и их проблемы При возникновении пожара наибольшую опасность для жизни человека представляет не огонь и высокая температура воздуха, а дым. Смог может спровоцировать панику, дезориентировать людей и стать причиной отравления. С целью недопущения подобных проблем, в помещениях устанавливают системы дымоудаления, которые могут локализовать угарный газ, очистить помещение от мелких частиц пыли и пепла. Дымоудаление — процесс удаления дыма и подачи чистого воздуха системой приточно-вытяжной противодымной вентиляции зданий для обеспечения безопасной эвакуации людей из здания при пожаре, возникшем в одном из помещений. Отсюда следует определение системы дымоудаления (СДУ) – это аварийный комплекс приточно-вытяжной вентиляции, создающий условия для эвакуации людей при пожаре. Система противодымной защиты входит в общий комплекс мероприятий пожарной безопасности. Система дымоудаления выполняет следующие задачи: 1. Предотвращение распространения огня с места возгорания. 2. Снижение задымленности на путях эвакуации. 3. Обеспечение нормального микроклимата за пределами очага возгорания - это позволят эффективно выполнять работу персоналу пожаротушения. 4. Снижение температуры воздуха в помещении. В закрытых зданиях, во время пожара, температура может достигать 1000°С, а при отлаженной работе системы дымоудаления температура снижается до 400°С. Такой градус, согласно нормативам, должны выдерживать офисные и жилые строения – риск обрушения значительно снижается и люди могут покинуть опасную зону. 5. Контроль и своевременное оповещение о возникновении источника возгорания. 6. Открытие автоматических люков, окон для удаления продуктов горения и проветривания здания. 7. Поддержание концентрации кислорода в нормальном состоянии – это необходимо для эвакуации и безопасности людей. Противопожарная система вентиляции функционирует по законам физики: холодный воздух опускается вниз помещения, а теплый – поднимается вверх. Оборудование для отвода теплого воздуха позволит сдерживать повышение температуры и уменьшить негативное воздействие дыма на организм человека. Система дымоудаления – дорогостоящий комплекс, его технические характеристики и целесообразная структура требуют специального проектирования. Элементы системы дымоудаления Дымоудаление производится через существующие вентиляционные шахты, внутренняя поверхность которых покрыта огнезащитным составом. Однако более эффективным считается использование отдельных коммуникаций со специальными вентиляторами и воздуховодами. Вентиляторы дымоудаления – большие термостойкие установки повышенной мощности. Минимальный расход воздуха – 20000 м3/час. Вентиляторы дымоудаления способны работать при очень высоких температурах. Вентилятор откачивает дым, продукты горения с места возгорания. Некоторые модели вентиляторов выполняют попеременно две функции: подача чистого воздуха и отвод дыма. Вентиляторы дымоудаления монтируются на крыше здания. Вентиляторы подпора воздуха создают избыточное давление на лестничных клетках, в лифтовых шахтах и тамбурах шлюзах, исключая их задымления. Люки дымоудаления монтируются на крышах зданий и при возникновении пожара автоматически открываются. В качестве таких люков могут использоваться зенитные фонари, которые при нормальных условиях выполняют функции освещения и вентилирования. Вентиляционные каналы дымоудаления (шахты) – воздуховоды большого сечения, изготовленные из черной стали. Толщина материала должна быть не менее 1,2 мм – это повышает устойчивость воздуховодов дымоудаления к высоким температурам. Не менее важный элемент системы дымоудаления – противопожарные клапаны. Выделяют четыре категории противопожарных клапанов: Огнезадерживающие клапаны (нормально открытые клапаны) монтируются в воздуховодах кондиционирования, воздушного отопления и общеобменной вентиляции. При нормальных условиях клапаны полностью открыты, а при возникновении пожара клапаны закрываются и предотвращают проникновение продуктов горения в другие зоны помещения. Дымовые клапаны в системе противодымной вентиляции обеспечивают прием дыма и перенаправление его в дымовые шахты. Нормально закрытые противопожарные клапаны монтируются в системе противодымной приточной вентиляции. Клапаны постоянно находятся в закрытом состоянии, и только при возникновении очага возгорания открываются для выведения дыма. Если помещение оснащено порошковой или газовой системой пожаротушения, то клапаны откроются для выведения газа и вредных паров. Клапаны двойного действия установлены в системе основной вентиляции. Во время пожара он выполняет роль огнезадерживающего клапана, а после ликвидации огня клапан открывается для выведения газа и дыма из зданий, оснащенных порошковым и газовым пожаротушением. Режимы работы систем дымоудаления Система дымоудаления работает по такому же принципу, что и система вентиляционная, и может иметь статистический или динамический режим. Статистическая система дымоудаления уместна только в жилищах и в помещениях, к которым не предъявляются особые требования пожарной безопасности. При статическом дымоудалении происходит экстренное отключение вентиляции. При этом дым не «проходит» в другие зоны помещения. Такая система – наиболее примитивна и доступна по цене.По сути, дымоудаление, как таковое не происходит, весь дым локализуется в одном помещении. На больших предприятиях целесообразно устанавливать динамическую систему дымоудаления, которая не только удаляет дым, но и поставляет внутрь свежий воздух. Работа комплекса основана на использовании вентиляторов, которые «вытягивают» за пределы помещения (здания) продукты горения. Динамические комплексы могут функционировать как на одном вентиляторе, работающем попеременно в разных направлениях (отсос дыма или подача свежего воздуха), так и на отдельных вентиляторах подачи и подпора воздуха, или на комбинации из двух осевых вентиляторов. Проблемы систем дымоудаления Согласно отечественной и зарубежной статистике, гибель примерно 85 % от числа жертв пожаров в зданиях обусловлена поражающим воздействием выделяемых продуктов горения (дым и токсичные газы). Поэтому, когда пожара происходит, очень важно остановиться дым и токсичные газы от распространения соответствующими системами дымоудалением. Когда система дымоудаления захватывает только газовую смесь из припотолочного слоя, то эта система работает в расчетном режиме. Эффективность работы систем дымоудаления при пожаре может снижаться из-за явления «поддува» («plugholing», которое заключается в том, что чистый воздух из-под припотолочного дымового слоя вовлекается в зону всасывания вытяжного вентилятора или при естественной конвекции за счет действия подъемных сил проходит через дымоудаляющее отверстие. При этом уменьшается (вплоть до нулевого значения) расход смеси продуктов горения и частиц дыма, удаляемых наружу из помещения через дымоудаляющие отверстия. Это может привести к скоплению дыма на периферии верхней зоны помещения в местах пребывания людей (например, в атриумах, пассажах и т.д.). Поэтому явления «поддува» нужно не допускать. Инновацией в противопожарных системах являются системы постоянного поддержания пониженной концентрации кислорода. Такие системы снижают и постоянно поддерживает пониженный уровень кислорода в защищаемом помещении (путем подачи азота) ниже границы воспламенения находящихся там материалов. Такой состав воздуха исключает возможность возникновения и распространения пожара: оставшегося кислорода просто недостаточно для горения. Это сводит к нулю риск возникновения пожаров и их последствий, вызванных дымом, сажей или средствами пожаротушения. Не менее интересны и инновационны импульсные системы дымоудаления. Помимо классической системы удаления дыма из помещений, основанной на использовании воздуховодов, существует импульсная, или струйная, система дымоудаления. Основное ее отличие от классической системы дымоудаления, заключающееся в отсутствии воздуховодов, означает, что продукты горения перемещаются от очага пожара к дымоприемным отверстиям вытяжных шахт за счет сообщения дополнительного импульса подпотолочному слою дымовых газов. Подпотолочный же слой дымовых газов перемещается посредством струйных вентиляторов. При этом применяются как осевые, так и радиальные вентиляторы. Импульсные системы дымоудаления устраиваются на таких объектах Великобритании, Германии, Португалии, Кореи, Китая, как тоннели, автостоянки, метрополитен. В этих странах существует нормативная база, регламентирующая применение импульсной противодымной вентиляции. Например, британский «Свод функциональных рекомендаций и методов расчета систем дымоудаления из зданий закрытых автостоянок» требует, чтобы воздухообмен в здании автостоянки был как минимум десятикратным в час, чтобы производительность вытяжных вентиляторов была рассчитана из условия возникновения пожара с мощностью тепловыделения 4 мегаватта при оснащении помещения спринклерной системой пожаротушения или 8 мегаватт без спринклерной системы пожаротушения/ Расположение струйных вентиляторов должно быть таким, чтобы обеспечить ограничение растекания подпотолочной струи в пределах 10 метров от всех возможных очагов возгорания в направлении, противоположном возникшему воздушному потоку. Оно должно учитывать наличие балок и их влияние на перемещаемый подпотолочный слой дымовых газов. Основные функции проектируемой системы должны выполняться даже после выхода из строя импульсного вентилятора в результате огневого воздействия. А площадь приточных отверстий должна быть достаточной для предотвращения циркуляции дыма внутри помещения автостоянки вследствие высокой скорости приточного воздуха. При этом максимальная скорость воздуха не должна превышать 2 метров в секунду. Однако научно-обоснованные требования, предъявляемые к эксплуатационным параметрам струйных вентиляторов и целесообразности их размещения в помещениях автостоянок, как в нормативной литературе, так и в доступных литературных источниках, отсутствуют. Кроме того, на работу импульсной противодымной вентиляции могут влиять диаметр и скорость струи на выбросном патрубке струйного вентилятора, количество, тяга и производительность вентиляторов, геометрические параметры помещения, мощность тепловыделения при пожаре, дымообразующая способность пожарной нагрузки, размеры вытяжных отверстий и производительность вытяжных вентиляторов. Российскими специалистами в области пожарной безопасности в строительстве с помощью программного комплекса FDS было проведено несколько серий численных экспериментов по исследованию влияния различных факторов на эффективность работы таких систем. При введении исходных данных площадь помещения автостоянки принималась равной 3 тысячам квадратных метров, высота 3 метрам, мощность тепловыделения очага пожара 4 мегаваттам, количество струйных вентиляторов 12 штукам. Внутри моделируемого помещения было равномерно задано 125 контрольных точек, в которых фиксировали опасные факторы пожара. Это потеря видимости, повышенная температура, пониженное содержание кислорода, предельно допустимое содержание моноксида и диоксида углерода, по 25 контрольных точек на каждый из факторов. Контрольные точки располагались на уровне 1,7 метра от пола помещения. Эффективность работы импульсной противодымной вентиляции оценивалась количеством контрольных точек, в которых опасные факторы пожара достигли предельно допустимых значений. В итоге система импульсной противодымной вентиляции показала более высокую эффективность по сравнению с классической системой дымоудаления. Однако для обеспечения этой эффективности следует обеспечивать достаточно высокие расходы удаляемых продуктов горения, 80 тысяч кубометров в час при импульсной системе против 50 тысяч при классической системе дымоудаления. Тем не менее системы струйной вентиляции позволяют получить ряд преимуществ по сравнению с системой дымоудаления и вентиляции, оснащенной воздуховодами. Это и уменьшение высоты помещения автостоянки вследствие отсутствия воздуховодов большого сечения, и отсутствие необходимости в мероприятиях, обеспечивающих нераспространение пожара и продуктов горения из помещения автостоянки в другие помещения по системам воздуховодов общеобменной и противодымной вентиляции. Экономическая оценка струйной вентиляции закрытых автостоянок показывает, что по стоимости струйная система соизмерима с классической системой дымоудаления, а в ряде случаев оказывается дешевле ее на 25-75 процентов. |