.
Strona główna | Technika i technologieBezpieczeństwo pożarowe Zasady rozmieszczenia klap dymowych na dachach płaskich

Bezpieczeństwo pożarowe Zasady rozmieszczenia klap dymowych na dachach płaskich

Klapy dymowe są jednym z elementów składowych grawitacyjnych instalacji wentylacji pożarowej służących do usuwania dymu i ciepła z budynku w przypadku wystąpienia pożaru. Celem ich stosowania jest zapewnienie bezpiecznych warunków ewakuacji osób przebywających w budynku oraz bezpieczeństwa konstrukcji. Jednym z czynników mających wpływ na skuteczność działania tego systemu jest dobór wielkości i ilości klap oraz  właściwe rozmieszczenie ich w połaci dachu.

Rys. 1. Rozmieszczenie klap dymowych zgodnie z Polską Normą [1]

Reguły projektowania grawitacyjnych instalacji do odprowadzania dymu i ciepła z budynków wynikają z zasad wiedzy technicznej i zostały zapisane w normach. W dobie globalizacji istnieje możliwość korzystania z wielu standardów rozwijanych na całym świecie. Do najczęściej stosowanych można zaliczyć wymagania polskie, amerykańskie, brytyjskie i niemieckie. W artykule przedstawiono i porównano wymagania normy polskiej [1] oraz amerykańskiej [2].

Podstawowym zadaniem grawitacyjnych systemów wentylacji pożarowej jest skuteczne usuwanie dymu oraz ciepła z budynków lub pomieszczeń, w których wystąpił pożar. Przy projektowaniu tego typu instalacji należy również uwzględniać bezpieczeństwo ekip ratowniczych. O skuteczności działania takich instalacji decyduje wiele czynników, w tym:
  • prawidłowe określenie rodzaju i skali zagrożenia pożarowego (scenariusz pożar);
  • prawidłowe zaprojektowanie i wykonanie, w tym rozmieszczenie, wszystkich elementów instalacji;
  • unikanie kolizji i niekorzystnego wpływu konstrukcji i innych instalacji użytkowych budynku;
  • właściwa eksploatacja;
  • użytkowanie budynku zgodna z założeniami przyjętymi na potrzeby projektu systemu oddymiania.

Sposób określania wymagań co do ilości, powierzchni czynnej oraz zasad rozmieszczenia klap w połaci dachu różni się dość znacznie w obu przytoczonych standardach. Polska Norma stawia ściśle określone wymagania dotyczące sposobu rozmieszczania klap na dachach, nie podając przy tym żadnego ich uzasadnienia. W normie NFPA wymagania uzależniane są często od pewnych zmiennych, a załącznik do normy pozwala poznać uzasadnienie dla stawianych wymagań. Pozwala to na zastosowanie tzw. podejścia inżynierskiego w procesie projektowania instalacji grawitacyjnych wentylacji pożarowej.  W dalszej części artykułu omówione zostały zasady wynikające z przytoczonych norm, dotyczące prawidłowego rozmieszczaniem klap dymowych na dachach płaskich.


Rys. 2. Wymagana odległość od ściany lub kurtyny [2]

Wymagania wg Polskiej Normy [1]
Polska Norma w sposób dość jednoznaczny określa wymagania dotyczące sposobu rozmieszczania klap dymowych na dachach płaskich. W normie tej opisana została zasada, zgodnie z którą klapy należy rozmieszczać równomiernie w obrębie chronionej przestrzeni poddachowej. W dwóch przypadkach dopuszczalne jest jednak odstępstwo od tego wymagania. Klapy można bowiem rozmieścić wyłącznie nad materiałem palnym zgromadzonym w chronionym budynku, jeżeli został on skoncentrowany na małej powierzchni. W normie nie zdefiniowano jednak pojęcia „mała powierzchnia”, co w praktyce stwarza problemy interpretacyjne. Nierównomierne rozmieszczenie klap jest również dopuszczalne w przypadku, gdy w chronionym pomieszczeniu przechowywane będą materiały palne różniące się szybkością oraz intensywnością spalania, a tym samym ilością generowanego w procesie spalania dymu. W takiej sytuacji wymagane jest jednak zapewnienie skuteczności działania systemu oddymiania, co oznacza konieczność zainstalowania klap o powierzchni czynnej pozwalającej na zachowanie wysokości warstwy wolnej od dymu, równej co najmniej połowie wysokości w świetle (H) chronionego pomieszczenia i nie mniejszej niż 2,5 m licząc od posadzki pomieszczenia.


Rys.3a. Odstępy między klapami dymowymi w macierzy prostokątnej

W normie określone zostały wymagania dotyczące minimalnych i maksymalnych odległości klap dymowych od ścian budynku, ze względu na możliwość przeniesienia się przez nie pożaru. Zewnętrzna krawędź klapy dymowej powinna  być oddalona o co najmniej:
a) 2,5 m – od ścian zewnętrznych budynku (odległość L4 na rys. 1);
b) 2,5 m – od ściany budynku wyższego bez otworów, nierozprzestrzeniającej ognia i wykonanej w klasie co najmniej EI 30 (odległość L3 na rys. 1);
c) 5 m – od ściany oddzielenia pożarowego wykonanej w klasie REI 120 lub REI 60 (odległość L1 na rys. 1);
d) 7 m – od ściany oddzielenia pożarowego wykonanej w klasie REI 240 (odległość L2 na rys. 1);
e) 8 m – od ściany budynku wyższego nie spełniającej wymagań określonych w punkcie a) i nie więcej niż 10 m od krawędzi dachu budynku z dachem płaskim.

Wymagane jest także, aby odległości między bliższymi krawędziami klap dymowych nie była mniejsza niż suma dwóch dłuższych boków lub średnic obu rozpatrywanych klap, a ponadto nie przekraczała odległości 20 m.


Rys. 3b. Rozstaw między klapami według NFPA [2]

W każdej strefie dymowej powinna być zamontowana przynajmniej jedna klapa dymowa. Dodatkowo wymagane jest, aby co najmniej jednej klapa dymowa przypadała na każde 200 m2 powierzchni połaci dachu płaskiego. W normie znalazł się również zapis, zgodnie z którym zastosowanie dużej ilości małych klap dymowych zwiększa skuteczność usuwania dymu w porównaniu instalacja wykorzystującą mniejszą ilością dużych klap.

Wymagania wg normy NFPA [2]
 W normie NFPA, podobnie jak w PN określono wymagania dotyczące minimalnych i maksymalnych odległości pomiędzy klapami, a także odległości klap od ścian budynku. Nie rozróżniono przy tym, czy wymagania te odnoszą się do wszystkich ścian, czy wyłącznie do ścian oddzielenia pożarowego. Norma ta uwzględnia natomiast konieczność zachowania maksymalnej odległości od kurtyn dymowych. W tym przypadku wymagania dotyczące odległości określone zostały nie jako wartości bezwzględne, jak to ma miejsce w normie polskiej, lecz uzależniono je od wysokości chronionego obiektu (H). W wymaganiach amerykańskich różny jest także sposób odmierzania poszczególnych odległości. W normie NFPA odległości liczone są one do środka geometrycznego klapy dymowej, a nie jak w przypadku polskiej normy [1], do ich krawędzi.

Odstępy między klapami dymowymi zgodnie z omawianą normą muszą być tak dobrane, aby odległość w poziomie od dowolnego punktu na ścianie lub kurtynie dymowej do najbliższego środka geometrycznego klapy dymowej nie przekroczyła wartości 2,8 H. (rys. 2).


Rys. 4. Rysunek ilustrujący sprawnie działający system wentylacji oddymiającej (A) oraz zjawisko plugholing (B) [3]


Maksymalna odległość pomiędzy dwoma klapami (S) równomiernie rozmieszczonymi na połaci dachu nie powinna przekraczać czterech wysokości obiektu (H) (rys. 3b). Wymagania te zgodnie z wyjaśnieniami przedstawionymi w załączniku do normy zostały określone w celu zapewnienia osiągnięcia temperatury niezbędnej do uruchomienia klapy dymowej za pomocą wyzwalacza termicznego. Należy pamiętać, że w praktyce klapy wyzwalane są nie tylko poprzez czujniki temperatury lub tzw. topiki, lecz także poprzez system automatyki pożarowej na sygnał z czujki dymu, instalacji gaśniczej lub też przycisku ręcznego.

Wymagane wymiary klap i odstępy między nimi w omawianej normie mają na celu wyeliminowanie możliwości wystąpienia zjawiska określanego jako plugholing.

Plugholing
Termin plugholing określa zjawisko zasysania czystego powietrza spod warstwy gorącego dymu (rys. 4), czego efektem jest znaczne obniżenie skuteczności działania systemu wentylacji pożarowej. 


Rys. 5. Zależność maksymalnego natężenia przepływu w stosunku do temperatury dymu i projektowanej warstwy dymu (oznaczonej kolorami) [3]

W celu osiągnięcia maksymalnej sprawności systemu należy tak dobrać ilość oraz rozmieszczenie klap dymowych, aby z pomieszczenia objętego pożarem usuwać jedynie dym
(rys. 4A), będący głównym zagrożeniem nie tylko bezpośrednio dla zdrowia i życia ludzi, ale i dla konstrukcji chronionego obiektu.

Norma [2] określa prostą, aczkolwiek istotną zależność między projektowaną warstwą dymu, jego przewidywaną temperaturą a maksymalnym objętościowym natężeniem przepływu bez wystąpienia zjawiska plugholing (rys. 5). Efektem końcowym jest minimalna wymagana odległość między otworami wyciągowymi  w zależności od projektowanego natężenia przepływu (rys. 6). Należy pamiętać, że opisane wyżej zjawisko dotyczy w głównej mierze systemów wentylacji mechanicznej.


Rys. 6. Minimalna wymagane odległość między punktami wyciągu dymu z zależności od projektowanego natężenia przepływu dymu [3]


Podsumowanie
Jako podstawa do projektowania grawitacyjnych instalacji dymu i ciepła z budynków ze względu na ogólną dostępność najczęściej wykorzystywana jest obecnie norma polska. Jest ona nieskomplikowana i łatwa do stosowania. W pewnych sytuacjach warto jednak korzystać także z innych standardów. Może się bowiem okazać, że projektując instalację dla tego samego budynku na podstawie norm zagranicznych unikniemy problemów, które wynikają z zapisów polskiej normy, lub uzyskamy pewne oszczędności związane z wykonaniem instalacji. 
[1] PN-B-02877-4/Az1 – Ochrona przeciwpożarowa budynków. Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła. Zasady projektowania.
[2] NFPA 204 Standard for Smoke and Heat Venting
[3] Prevent plugholing: Smoke control done right; John H. Klote, Consulting – Specifying Engineer; November 2008


mgr inż. Paweł Wróbel
Szkoła Główna Służby Pożarniczej
w Warszawie
mgr inż. Łukasz Bałaga

Źródło: Dachy Płaskie, nr 2 (7) 2010

CZYTAJ WIĘCEJ

Odporność ogniowa warstwowych przekryć dachowych
Bezpieczeństwo pożarowe przekryć dachowych
Badania ogniowe dachów wg zasad UE
Bezpieczeństwo pożarowe - Odbiory systemów wentylacji pożarowej z wykorzystaniem ciepłego dymu
System oddymiania grawitacyjnego Mercor



DODAJ KOMENTARZ
Wymagane: Zaloguj się aby dodać komentarz > Zaloguj się