Система противодымной защиты зданий и сооружений: назначение, требования

Введение

Дым и токсичные продукты сгорания,
выделяющиеся при пожаре, представляют
собой одну из главных причин гибели
людей на пожарах.

Распространяясь
по коридорам, лестничным клеткам,
коммуникациям, через проемы, дым
затрудняет и делает невозможной эвакуацию
людей. Крометого,
дым осложняет обстановку на пожаре,
затрудняет работу пожарных, обнаружение
очага пожара,
выбор решающего направления, подачу
огнетушащих веществ.

Продукты горения,
нагретые до высоких температур,
способствуют развитию пожара, могут
вызывать повторные очаги пожара на
значительном расстоянии от первоначального.

Увеличение
высоты и площадей зданий,
создание разветвленных коммуникационных
сетей способствуют росту опасности
задымления зданий. Сегодня в крупных
городах ведут интенсивное строительство
зданий повышенной этажности, объектов,
предназначенных для массового пребывания
людей. В результате реконструкции домов
становится возможной эксплуатация
ранее не используемых подвалов.

В
связи с этим вопросы противодымной
защитызданийв настоящее
время приобретают все большую актуальность.

Можно
приводить много примеров пожаров с
массовой гибелью людей от нагретых
продуктов горенияили вследствие
ихвоздействия:

• пожар в 22-этажном
  здании отеля в Сеуле (Южная Корея), 1971
  год. Из 296 человек, находившихся в
  гостинице в момент возникновения
  пожара, погибли 164;

• пожар
  в гостинице «Ленинград» в городе
  Ленинградев 1991 году.

• январь
  2006 года — пожар в офисном здании
  «ПромстройНИИпроекта» в г. Владивосток.
  Огнем оказались охвачены верхние этажи
  здания, где располагалось отделение
  Сбербанка. В результате девять женщин
  — сотрудниц Сбербанка — погибли, более
  20 человек получили серьезные ожоги и
  травмы.

• ноябрь 2003 года –
  пожар в РУДН в г. Москва. В результате
  погибли 44 и были ранены 156 человек.

— пожар в клубе
«Хромая лошадь» г. Пермь – 05.12.2009 г. В
результате — 156 чел. погибших.

— пожар в Покровской
больнице 05.01.2013 г. – 5 чел. погибших.

Очень
часто происходят пожарыхоть и менее
известные, но типичные, где гибель людей
явилась следствием сильного задымления
помещений и коридоров зданий

Это говорит
о том, что актуальность темы сомненияневызывает.Поэтому
важно рассмотреть мероприятия, позволяющие
снизить до минимумаопасность
задымления, и, прежде всего, изучить
механизм образования дыма и состав
продуктов горения. Знание свойств и
плотностидыма,
выделяющегосядаже при
совсем небольшом источнике пожара,позволяет
проектировщику оценить степень
необходимого риска и скорость движения
дыма внутри проектируемого здания

Механизм
образования дыма и состав продуктов
горения изучались Вами на дисциплине
«Химия горения». Методы разработки
мероприятий, позволяющих снизить
опасность задымления мы изучим на нашей
дисциплине по даннойтеме.

Первыетеоретические
разработки в области противодымной
защиты зданий в СССР появились в
шестидесятых годах. Их авторами являлись
РойтманМ.Т.
Светашов М.Т.

В настоящее время работают над этой
проблемой как первопроходцы (зачинатели)
так и их многочисленные ученики. В России
и за рубежом известны фамилии ученых
Светашова М.Т., Башкирцева М.П., Кошмарова
Ю.А., Грушевского Б.В.

Укрупнено можно
выделить несколько основных направлений
в области противодымной защиты зданий:

• противодымная
  защита зданий повышенной этажности и
  высотныхзданий;

• противодымнаязащита
  зданий многофункционального назначения
  больших площадей;

• создание материалов,
  сохраняющих герметизирующие свойства
  при воздействии на них открытого огня
  и высоконагретых продуктов горения;

• создание
  высокоэффективных конструкций уплотнения
  притворов;

разработка новых
методов дымоудаления, обеспечивающих
безопасную эвакуацию людей.

Цель лекции –
изучение назначения противодымной
защиты зданий, основных направлений и
технических решений, а также требований
пожарной безопасности, предъявляемых
к ПДЗ.

Компенсация естественного дымоудаления

Из определения противодымной вентиляции, данного в СП 7.13130: это газообмен внутри объема строительного объекта при пожаре в одном из помещений, что регулируется/управляется системами дымоудаления, подачи свежего воздуха.

Компенсация естественного дымоудаления – это приток чистых воздушных масс естественным и/или принудительным путем, необходимый для возмещения объема выброса из здания продуктов горения в газовоздушной среде.

Согласно пункту 8.8 свода правил для организации естественного возвращения воздушных масс в помещения защищаемого объекта могут выполняться:

• Проемы в стенах зданий, располагаемые внизу помещений.
• Шахты с клапанами, оборудованными автоматическими, дистанционными приводами управления, чьи притворы необходимо обеспечить средствами, предотвращающими примерзание.

Компенсация естественного удаления дыма также может производиться подачей свежего воздуха автономными приточными системами принудительной противодымной вентиляции.

 Важно:  во всех случаях отрицательный дисбаланс в защищаемых помещениях, создаваемый совместной работой систем дымоудаления, притока воздуха не должен превышать 30%, а перепад давления возле закрытых дверей эвакуационных путей, выходов быть не выше 150 Па, чтобы не препятствовать их открытию. Преимуществом применения естественного дымоудаления является минимум необходимого вентиляционного оборудования, а недостатком, часто выявляемым в ходе проектирования – невозможность эффективного, своевременного выброса расчетных объемов дымовых газов

В таких случаях необходимо устройство систем принудительного дымоудаления

Преимуществом применения естественного дымоудаления является минимум необходимого вентиляционного оборудования, а недостатком, часто выявляемым в ходе проектирования – невозможность эффективного, своевременного выброса расчетных объемов дымовых газов. В таких случаях необходимо устройство систем принудительного дымоудаления.

Расчёт температуры горения продуктов удаляемых из коридора

Учитывать расстояние от пожара до ближайшего клапана
Расстояние от помещения с очагом пожара до дымового клапана
Конфигурация коридоора
УгловаяПрямолинейнаяКольцевая
Предельная толщина дымового слоя, мПлощадь коридора, м2Длина коридора, мВид пожара
Под пожарами, регулируемыми воздухообменом, понимают пожары, которые протекают при ограниченном содержании кислорода в газовой среде помещения и избытке горючих веществ и материалов. Содержание кислорода в помещении определяется условиями его вентиляции, т.е. площадью приточных отверстий или расходом воздуха, поступающего в помещение пожара с помощью механических систем вентиляции.
Под пожарами, регулируемыми пожарной нагрузкой, понимают пожары, которые протекают при избытке кислорода воздуха в помещении и развитие пожара зависит от пожарной нагрузки. Эти пожары по своим параметрам приближаются к пожарам на открытом пространстве.

Пожар регулируемый вентиляциейПожар регулируемый нагрузкой

Выбор варианта ввода значения
Ввод значенияРасчёт значения
Удельная приведённая пожарная нарузка, отнесённая к площади пола помещения, кг/м2

Удельная приведённая пожарная нарузка, отнесённая к площади тепловоспринимающей поверхности ограждающих строительных конструкций помещения, кг/м2

Масса пожарной нагрузки помещения, кг

Площадь пола помещения, м2

Объём помещения, м3

Суммарная площадь проемов помещения, м2

Вещества и материалы в составе пожарной нагрузки
Добавить

Климатические параметры

Температура внутреннего воздуха (°C)Температура наружного воздуха (°C)

Что следует знать для разработки защитной системы у себя дома?

Противодымную вентиляцию можно устроить даже в собственном доме, как правило, это делается в тех помещениях, где нет окон. Её можно использовать как обычную вытяжку для проветривания. Для устройства люка нужно знать площадь помещения. Сечение люка составляет 0,2% от площади. С наружной стороны люка устанавливается клапан, а с внутренней – вентилятор дымоудаления. Клапан после установки должен работать безотказно.

Все части вентилятора дымоудаления изготовлены из металла, горячий воздух или дым не могут их вывести из строя. Они бывают осевые и радиальные, выбор зависит от особенностей помещения. Включается такой вентилятор с пульта, удалённого от вентилируемого помещения.

Дополнительная информация

Надо учесть, то, что если зона безопасности предназначена для маломобильных групп населения, то удельная характеристика сопротивления газопроницанию закрытых дверей тамбур-шлюза (м3/кг) должна быть не менее 180000. Второй момент это то, что температура воздуха подпора должна быть не менее 5 градусов и при больших отрицательных температурах наружного воздуха необходимо учитывать подогрев воздуха подпора.

Климатические параметры

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (°С)
Температура внутреннего воздуха до начала пожара (°С)

Зона безопасности

Количество дверей
1234Ширина двери №1 (м)
Высота двери №1 (м)

Ширина двери №2 (м)
Высота двери №2 (м)

Ширина двери №3 (м)
Высота двери №3 (м)

Ширина двери №4 (м)
Высота двери №4 (м)

Противопожарные преграды в высотных зданиях

Противопожарные преграды — это технические решения,
предназначенные для предотвращения распространения пожара и продуктов горения
из помещения или пожарного отсека с очагом пожара в другие помещения. Основные
виды противопожарных преград: противопожарные стены, перегородки, перекрытия,
клапаны, зоны и т.д.

В сочетании с другими элементами системы противопожарной
защиты высотных и других зданий и сооружений, противопожарные преграды являются
надежным средством повышения безопасности людей и снижения материального ущерба
при пожарах.

Противопожарные стены — вертикальные преграды, разделяющие
здание по всей высоте на пожарные отсеки, обеспечивающие нераспространение
пожара в смежный пожарный отсек, в том числе в случае обрушения конструкции
здания со стороны очага пожара.

Обеспечение функционального назначения противопожарных стен в
случае обрушения конструкции со стороны очага пожара решается путем
использования специальных способов опирания на противопожарную стену
примыкающих конструкций. В противопожарных преградах допускается устройство
проемов при условии их специальной защиты в виде противопожарных дверей, люков,
клапанов, окон.

Заполнения проемов в противопожарных преградах в виде дверей,
люков и клапанов должны быть оборудованы устройствами для самозакрывания и
уплотнения в притворах. Если они должны эксплуатироваться в открытом положении,
обязательным является их оборудование устройствами, обеспечивающими
автоматическое закрывание при пожаре.

Для зданий высотой выше 16 этажей вводится ряд особых
требований. Например, наибольшая площадь этажа между противопожарными стенами
для таких зданий при размещении гостиничных номеров или квартир не может
превышать 3000 м2, площадь подземных этажей между противопожарными
стенами не должна превышать 4000 м2. При этом предел огнестойкости
противопожарных стен в подземной части здания должен составлять не менее REI
150.

Противопожарные перекрытия устраивают в высотных зданиях в
силу необходимости ограничивать распространение пожара по вертикали здания.
Многоэтажные здания следует разделять противопожарными перекрытиями по
вертикали на пожарные отсеки. Высота такого отсека не должна превышать 30
этажей, для жилых зданий — 50 м. Граница самого нижнего пожарного отсека
высотного здания определяется с учетом возможности доступа пожарных
подразделений с автолестниц и автоподъемников в любую квартиру отсека.

Каждый пожарный отсек высотного здания отделяется от другого
противопожарным перекрытием, имеющим предел огнестойкости REI 180. Надежной
противопожарной преградой, ограничивающей распространение пожара в высотном
здании по вертикали, являются перекрытия технического этажа. В этом случае наличие
двух перекрытий технического этажа является надежной преградой для
распространения пожара между отсеками. Огнестойкость таких перекрытий
допускается не менее REI 90.

На границе вертикального противопожарного отсека следует
предусматривать карнизы по контуру здания, выступающие за пределы фасада на
0,75 м

Необходимо обратить внимание на то, что ограничение распространения
пожара по вертикали связано с наличием лестничных клеток, лифтовых шахт и
других шахт для прокладки различных коммуникаций. В этом случае необходимо
разрабатывать дополнительные технические решения, исключающие распространение
пожара по вертикали: смещение оси лестничных клеток и лифтовых шахт в различных
отсеках, противодымную защиту и т.д

Устройство

Необходимость, состав и устройство такой довольно сложной разновидности приточно-вытяжных вентиляционных систем регламентируют следующие нормы и правила:

• СП 60.13330 «СНиП 41-01-2003*», регламентирующий требования к отоплению, вентиляции воздушной среды зданий (с изменениями от 10.02.2017), в который был внесен блок новых требований к системам противодымной защиты.
• СП 7.13130.2013, устанавливающий требования ПБ к таким системам.
• НПБ 239-97 о проверке огнестойкости воздуховодов.
• НПБ 241-97 о противопожарных клапанах систем вентиляции.
• НПБ 253-98, устанавливающий нормы ПБ к вентиляторам систем дымоудаления.
• НПБ 250-97 о требованиях к пожарным лифтам, устанавливаемых в строениях, сооружениях различного назначения.
• Методические рекомендации МЧС от 2008 года о расчетном определении параметров дымоудаления. Этот документ не является руководящим, но успешно применяется при проектировании.

Согласно этим нормам установка таких систем – приточно-вытяжных вентиляционных комплексов, управление которых осуществляется автоматически или в ручном режиме, требуется из следующих пожарных отсеков / помещений защищаемых объектов:

• Холлов/коридоров строений общественного или жилого назначения выше 28 м.
• Туннелей, коридоров заглубленных и подземных этажей, не имеющих инсоляции, зданий любого назначения, если в них выходят помещения с постоянным нахождением людей.
• Коридоров длиннее 15 м без освещения в промышленных, складских зданиях категории по взрывопожарной опасности А–В2 от двух этажей; цехах категории В3; общественных комплексах от шести этажей и больше.
• Общих коридоров зданий с незадымляемыми лестничными клетками.
• Коридоров многоквартирных домов без естественного освещения, если расстояние от входа дальней квартиры до незадымляемой лестницы Н1 больше 12 м.
• Атриумов комплексов общественного назначения выше 28 м; пассажей/атриумов с дверями/балконами выше 15 м.
• Лестниц Л2 больниц при наличии фонарей, автоматически открывающихся при срабатывании датчиков дыма установок/систем АПС.
• Промышленных помещений, складов с рабочими местами, без естественного освещения или с ним через окна/фонари, не обеспеченные автоматическими приводами для открывания.
• Помещений, не обеспеченных инсоляцией: любых общественных с массовым нахождением людей; площадью свыше 50 кв. м. с рабочими местами при наличии горючих веществ; торговых помещений; гардеробов свыше 200 кв. м.

Допустимо проектирование удаления дымового потока через коридор, обслуживающий помещения до 200 кв. м., если они промышленного назначения и относятся к взрывопожароопасным категориям В1–В3 или предназначены для хранения горючих материалов.

Не требуется проектирование/установка систем дымоудаления из следующих помещений:

• Площадью меньше 200 кв. м., если они защищены стационарными системами пожаротушения, за исключением категорий А, Б.
• С системами порошкового/газового АУПТ.
• Из коридоров, если все помещения, примыкающие к ним, обеспечены дымоудалением.

Устройства, системы дымоудаления и притока воздуха бывают нескольких видов, имеющих следующее устройство:

• Окна, фонари освещения помещений с побудительным приводом, открывающиеся в ручном и автоматическом режимах.
• Вытяжная противодымная вентиляция из помещений, фойе, вестибюлей, коридоров.
• Приточная вентиляция, предназначенная для принудительного притока воздуха во внутренние лестничные клетки, тамбур-шлюзы, лифтовые шахты пассажирских/грузовых лифтов зданий и сооружений, сильным давлением воздуха вытесняющая/исключающая попадания в них продуктов горения.

В состав систем дымоудаления/принудительного притока воздуха при пожаре входят:

• Клапана дымоудаления, называемые также дымоприемными устройствами.
• Вентиляторы для удаления плотного дымового потока.
• Шахты, магистральные каналы, огнестойкие вентиляционные короба дымоудаления.
• Вентиляторы принудительного притока воздуха, чаще всего монтируемые на крыше зданий/сооружений.
• Огнезадерживающие клапаны, монтируемые на вытяжной системе общего обмена воздуха помещений, для ограничения/исключения распространения пожара по вентиляционным коробам.

Эффективность защиты зданий/сооружений при возникновении пожара, возможность проведения быстрой безопасной эвакуации людей из них, ограничение распространения огня, теплового воздействия, продуктов горения прямо зависит от синхронности совместной эксплуатации систем дымоудаления/ принудительного притока чистого воздуха; поэтому устройство, принципы их работы должны проектироваться так, чтобы они максимально дополняли друг друга.

Приточно-вытяжная противодымная вентиляция

Предназначена для перераспределения газовых потоков в зданиях и сооружениях при возникновении в них пожара с помощью стационарно установленных технических средств. Приточная вентиляция осуществляет подачу наружного воздуха в вертикальные коммуникации (лифтовые шахты, лестничные клетки), зоны безопасности, тамбур-шлюзы, создает избыточное давление и предотвращает проникновение в них продуктов горения. Вытяжная вентиляция удаляет продукты горения из помещений при возникновении в них пожара и из сообщающихся с этими помещениями коридоров и холлов на путях эвакуации.

Для эффективной работы система с механическим побуждением должна иметь автоматический и дистанционный пуск.

Клапан системы дымоудаления

Объекты, где возможно естественное дымоудаление

Пунктом 7.2 свода правил дымоудаление вентиляционными системами с естественной воздушной тягой допускается проектировать:

• Из каждого помещения, не обеспеченного естественным проветриванием на случай пожара – без открывающихся окон, других проемов в наружных стенах; или с наличием проемов, чья площадь недостаточна для удаления дыма наружу.
• Из производственных цехов, складов, где имеются места для постоянной работы, при условии, что такие помещения относятся к категориям по взрывопожарной опасности А–В3 в строительных объектах I-IV степени стойкости к огневому воздействию; В4–Д в строениях IV степени.
• Из непроветриваемых помещений с регулярным нахождением посетителей, работников числом больше 1/1 м2 площади, что не занята оборудованием, обстановкой, к которым относятся кассовые, актовые, кинозалы, вестибюли; фойе театров, рестораны, аудитории для лекций, производственные цеха.
• Из непроветриваемых офисов, залов торговых предприятий; гардеробов от 200 м2.
• Из непроветриваемых помещений от 50 м2, с наличием рабочих мест, горючих веществ, материалов – читальные, выставочные залы, хранилища книг, документов; мастерские музеев, архивов, художественных галерей.
• Из обособленно стоящих, встроенно-пристроенных помещений временного хранения автомашин, крытых автостоянок подземного, надземного расположения; изолированных рамп таких стоянок.

Следует еще раз отметить, что все такие объекты защиты могут быть только одноэтажными строениями.

Требования нормативных документов

Статья 85 ФЗ-123, регламентирующая устройство противодымной защиты, указывает, что выбор при проектировании систем дымоудаления, подпора воздуха строительных объектов между естественным и принудительным способом побуждения должен осуществляться на основании архитектурно-планировочных решений зданий.

Кроме того, сама необходимость монтажа систем дымоудаления, подачи свежего воздуха на пути эвакуации; требования к составу, конструкциям, пожарно-техническим параметрам оборудования, режимам эксплуатации, алгоритмам включения установок аварийной приточно-вытяжной вентиляции определяют исходя из функционального назначения строительных объектов.

При этом независимо от способа удаления дымовых газов – естественного или принудительного, приточно-вытяжные системы дымоудаления должны обеспечиваться как автоматическим, так и ручным дистанционным запуском исполнительных устройств, механизмов, что достигается блокировкой аппаратуры управления вентиляционным оборудованием с пожарными приемно-контрольными приборами; своевременными грамотными действиями персонала, несущего дежурство на пожарном посту в здании общественного назначения, в диспетчерской предприятия.

Основное требование при создании систем естественного, принудительного дымоудаления – это эффективность исключения/ограничения распространения ядовитых летучих продуктов процесса горения за пределы защищаемого помещения, пожарного отсека, чтобы обеспечить безопасность людей в ходе эвакуации.

Конкретные указания к устройству систем естественного дымоудаления содержатся в пункте 7.10 СП 7.13130.2013, устанавливающего требования ПБ ко всем отопительным, вентиляционным системам строительных объектов:

• Вытяжные системы естественного дымоудаления при пожаре следует проектировать только для защиты помещений одноэтажных зданий, для многоэтажных строительных объектов необходимо применение вентиляционных установок с принудительным механическим побуждением.
• Естественная экс-фильтрация летучих продуктов, образовавшихся при пожаре, должна осуществляться через шахты, оснащенные клапанами дымоудаления; зенитные фонари дымоудаления, противопожарные фрамуги, люки, что должны управляться автоматически, дистанционно; не задуваться, фиксироваться в открытом состоянии при срабатывании, не примерзать.
• А также обладать проходной общей площадью сечений вертикальных дымовых шахт, проемов в наружных конструкциях ограждения, покрытиях строительных объектов, соответствующей проектным режимам эксплуатации вытяжных систем дымоудаления.

Методика расчета естественного дымоудаления – это расчет указанных режимов, который проводят по указаниям пункта 7.4 данного свода правил, учитывая характеристики воздушной среды снаружи в теплый период, при ветре, направленном непосредственно на открывающиеся элементы устройств дымоудаления.

Общий объем удаляемых системой летучих продуктов пожара определяют в зависимости от:

• Мощности выделения тепла очагом возгорания.
• Тепловых потерь сквозь ограждающий помещения строительный конструктив здания, вентиляционные короба, шахты.
• Температуры выбрасываемых в атмосферу дымовых продуктов.
• Характеристик наружной воздушной среды.
• Геометрических размеров, объема строительного объекта.
• Расположения дверей, окон.
• Максимальной скорости ветра.

Система оповещения людей и обнаружения источника пожара

Оповестительные системы при пожаре на предприятии и управлении процессом эвакуации обязаны соответствовать следующим нормам:

• подавать звуковые и световые сигналы во все части здания;
• обеспечивать воспроизведение речевых сообщений, в которых будет содержаться подробная информация об эвакуации;
• передача в отдельные места здания сообщения об участке с источником возгорания, о путях эвакуации и действиях для обеспечения личной безопасности;
• при внезапном отключении энергетического питания должно быть активировано эвакуационное освещение;
• обеспечение связи со всеми помещениями и отделами, в которых работает персонал, ответственный за правильную эвакуацию людей из горящего здания.

Система оповещения включает в себя следующие механизмы:

• пожарные извещатели, которые активируются при изменении температуры, появлении дыма и огня;
• блок, отвечающий за транслирование сообщений;
• цифровые носители информации с записанными сообщениями;
• оповестительные механизмы (микрофоны, экраны, динамики, звуковая сигнализация.

. Обеспечение взрывозащиты зданий, имеющих или могущих иметь взрывоопасные помещения

Основным опасным фактором взрыва является избыточное давление
продуктов взрывного горения. К опасным факторам взрыва относятся также
повышенная температура, обрушение конструкций, коммуникаций и их разлетающиеся
части. Особая опасность взрывов для строительных объектов состоит в том, что
повреждение и разрушение этих объектов происходит очень быстро.

Взрывозащита здания, имеющего или могущего иметь
взрывоопасные помещения, заключается в применении специальных технических
решений, позволяющих при возникновении взрыва в помещении снизить избыточное
давление взрыва в этом помещении до уровня, безопасного для основных несущих
конструкций здания.

В качестве взрывозащиты здания используются так называемые
«легкосбрасываемые конструкции» (ЛСК), роль которых в большинстве случаев
выполняет остекление проемов взрывоопасных помещений. При возникновении взрыва
в помещении остекление проемов вскрывается и обеспечивает сброс продуктов
взрывного горения в окружающую среду. При достаточной площади ЛСК этот сброс
продуктов взрывного горения обеспечивает безопасный для основных несущих
конструкций здания уровень избыточного давления в аварийном помещении (рис. 4).

Рис. 4. Пример защитного действия остекления здания, как
элемента взрывозащиты (легкосбрасываемой конструкции), при срабатывании
взрывного устройства внутри здания гостиницы «Интурист» (Москва, 1999 г.).