Niekontrolowany w czasie i przestrzeni proces
wydzielania ciepła połączony z przenoszeniem masy.
Podział pożarów (wg ISO 3491):
grupa A – pożary materiałów stałych, zwykle
organicznych, w których ma miejsce spalanie z
tworzeniem żaru (drewno, węgiel, papier),
grupa B – pożary cieczy i topliwych ciał stałych
(benzyna, nafta, rozpuszczalniki),
grupa C – pożary gazów (metan, gaz ziemny, acetylen),
grupa D – pożary metali (potas, sód, magnez).
Z pożarem związane są zawsze trzy podstawowe czynniki:
materiał palny,
ciepło (bodziec energetyczny)
utleniacz (najczęściej jest to tlen).
Do cech charakterystycznych pożaru zaliczyć można:
możliwość występowania wysokiej temperatury,
wysokie promieniowanie cieplne,
wydzielanie się dużych ilości produktów spalania,
niekontrolowane rozprzestrzenianie się ognia.
W wyniku pożaru następują zmiany:
warunków termicznych,
ciśnienia,
składu chemicznego atmosfery (zmniejszenie zawartości
tlenu i toksyczność produktów spalania),
zakresu widzialności (zadymienie).
Czynniki te oddziałują na użytkowników i konstrukcję
budynku, a także na jego otoczenie. W pewnych
przypadkach, np. pożarów rafinerii lub dużych składów
chemicznych, pożar może być przyczyną silnego skażenia
środowiska.
Trzeba zaznaczyć, że pożar na ogół nie rozwija się
równomiernie.
W poszczególnych pomieszczeniach lub częściach budynku
objętego pożarem możemy mieć do czynienia z innym jego
oddziaływaniem.
Oddziaływanie pożaru zależy od:
- struktury budynku,
- właściwości i sposobu zastosowanie materiałów palnych,
- właściwości przegród budowlanych
- właściwości zastosowanych dodatkowych środków
technicznych, takich jak: systemy wentylacji pożarowej,
- samoczynne urządzenia gaśnicze, automatyka i
sygnalizacja pożarowa.
Ze względów funkcjonalnych w budynku można wydzielić
następujące obszary:
pomieszczenie objęte pożarem, które można traktować
jako punktowe źródło ognia,
obszary chronione (drogi ewakuacyjne, windy
pożarowe), na których nie powinien wystąpić tzw. stan
graniczny w czasie potrzebnym np. do ewakuacji,
obszary bezpieczne, tj. obszary, do których planuje się
ewakuację (np. w budynkach wysokich i wysokościowych
lub szpitalach) i w których nie powinien zostać osiągnięty
tzw. stan graniczny bezpieczeństwa przez cały okres
trwania pożaru.
Obiekty budowlane powinny być zaprojektowane i wykonane w taki
sposób, aby w przypadku pożaru przez założony okres (czas) :
była zapewniona nośność konstrukcji,
było ograniczone powstawanie i rozprzestrzenianie się ognia i
dymu w obiektach,
było ograniczone rozprzestrzenianie się ognia na obiekty
sąsiednie,
mieszkańcy mogli opuścić obiekt lub być uratowani w inny
sposób,
był zapewniony odpowiedni poziom bezpieczeństwa ekip
ratowniczych.
Podane wymagania szczegółowe nie są rozłączne, np. możliwość
opuszczenia budynku jest związana zarówno z nośnością konstrukcji,
rozprzestrzenianiem się ognia i dymu wewnątrz obiektu, jak i z
bezpieczeństwem ekip ratowniczych. Wynika to stąd, że elementy
budynku i wyroby mogą spełniać podczas pożaru kilka funkcji.
BEZPIECZEŃSTWO POŻAROWE BUDYNKU
Zespół cech związanych z usytuowaniem budynku,
zastosowaniu rozwiązań architektonicznych,
zastosowanymi materiałami i elementami oraz
wyposażeniem w środki techniczne wpływające na
ograniczenie możliwości powstawania pożaru, jego
rozwoju i skutków.
ZABEZPIECZENIE PRZECIWPOŻAROWE
Cechy konstrukcyjne, systemy, wyposażenie,
budynki lub inne konstrukcje zmniejszające
zagrożenie ludzi i mienia przez wykrywanie,
gaszenie lub lokalizowanie pożaru.
STREFA POŻAROWA
Przestrzeń w budynku wydzielona w taki sposób,
aby w określonym czasie pożar nie przeniósł się na
zewnętrz lub do wewnątrz wydzielonej przestrzeni.
ODDZIELENIE PRZECIWPOŻAROWE
Element konstrukcji budynku (ściana, strop)
wydzielający strefę pożarową.
SPALANIE
Egzotermiczna reakcja substancji palnej z
utleniaczem, której zwykle towarzyszą płomienie,
żarzenie i/lub wydzielanie dymu.
DYM
Widzialna w atmosferze zawiesina cząstek stałych i
cieczy powstałych w wyniku spalania lub pirolizy.
Piroliza: proces rozkładu termicznego substancji
prowadzony poprzez długotrwałe poddawanie ich
działaniu wysokiej temperatury, ale bez kontaktu z
tlenem i innymi czynnikami utleniającymi.
PŁOMIEŃ
Strefa spalania w fazie gazowej, w której emitowane
jest światło.
ROZGORZENIE (tzw. flash-over)
Nagłe ogarnięcie spalaniem całej powierzchni
materiału palnego wewnątrz wydzielonej przestrzeni
(np. pomieszczenia).
ŻARZENIE
Spalanie materiału w fazie stałej bez płomienia, lecz
z emisją światła ze strefy spalania.
WYBUCH
Gwałtowna reakcja utleniania lub rozkładu
wywołująca wzrost temperatury i/lub ciśnienia.
STREFA ZAGROŻENIA WYBUCHEM
Przestrzeń, w której może występować mieszanina
wybuchowa substancji palnych z powietrzem lub innymi
gazami utleniającymi, o stężeniu zawartym między dolną i
górną granicą wybuchowości.
Przestrzenie, w których występuje zagrożenie wybuchem
zostały podzielone na strefy zagrożenia. Oznaczenie strefy
zagrożenia informuje nas zarówno o rodzaju zagrożenia, jak i
jego intensywności. Za zaklasyfikowanie przestrzeni do
odpowiedniej strefy są odpowiedzialni:
inwestor,
projektant obiektu budowlanego
oraz jego użytkownik końcowy.
STREFA ZAGROŻENIA WYBUCHEM
Klasyfikacja stref zagrożonych wybuchem
Opis
zagrożenia
Oznaczenie
strefy
Kategoria
urządzenia
Występowanie
atmosfery wybuchowej
0 1 Ciągłe, zagrożenie utrzymuje się przez długi czas
1 2
Sporadyczne, zagrożenie może się pojawić w
normalnych warunkach
Gazy, ciecze i
ich opary
2 3
Rzadkie, nie występuje w warunkach normalnej
pracy, jeżeli wystąpi, to przez krótki okres
20 1 Ciągłe, zagrożenie utrzymuje się przez długi czas
21 2
Sporadyczne, zagrożenie może się pojawić w
normalnych Palne pyły warunkach
22 3
Rzadkie, nie występuje w warunkach normalnej
pracy, jeżeli wystąpi, to przez krótki okres
DOLNA I GÓRNA GRANICA WYBUCHOWOŚCI
(DGW i GGW)
Określają najniższe i najwyższe stężanie palnego
składnika w mieszaninie z powietrzem [% obj. lub g/m3],
w przedziałach których mieszaniny takie są wybuchowe.
Przy stężeniach niższych od DGW mieszaniny są
niepalne (zbyt ubogie), powyżej GGW nie wybuchają
(zbyt bogate), ale mogą być palne.
ODPORNOŚĆ OGNIOWA
Zdolność elementu konstrukcji budowlanej poddanego
znormalizowanemu badaniu odporności ogniowej do
spełnienia przez określony czas wymagań dotyczących
szczelności ogniowej, nośności ogniowej i/lub
izolacyjności cieplnej i innych wymaganych własności
(np. dymoszczelności).
Przypisana elementowi „odporność ogniowa” wskazuje, że
element spełnia wymagania odpowiedniego znormalizowanego
badania ogniowego.
NOŚNOŚĆ OGNIOWA
Zdolność obciążonych i nieobciążonych elementów
konstrukcji budynku do oparcia się zawaleniu w
określonym czasie, w znormalizowanych warunkach
badania odporności ogniowej.
Oznaczenie nośności elementu:
„R” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez
który element zachowuje swoją funkcję.
SZCZELNOŚĆ OGNIOWA
Zdolność elementu oddzielającego konstrukcji
budowlanej, poddanego działaniu ognia z jednej
strony, do zapobieżenia przejściu płomieni i
gorących gazów lub pojawienia się płomieni po
drugiej stronie w określonym czasie podczas
znormalizowanego badania odporności ogniowej .
Oznaczenie szczelności ogniowej elementu:
„E” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez
który element zachowuje swoją funkcję oddzielającą.
IZOLACYJNOŚĆ OGNIOWA
Właściwość elementu oddzielającego konstrukcji
budowlanej poddanego z jednej strony działaniu
znormalizowanych warunków ogniowych polegających
na tym, że w określonym czasie temperatura
nieogrzewanej powierzchni elementu i/lub natężenie
promieniowania cieplnego po nieogrzanej stronie
elementu nie przekroczą określonych wartości.
Oznaczenie izolacyjności ogniowej elementu:
„I” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez który
element zachowuje swoją funkcję oddzielającą.
DYMOSZCZELNOŚĆ
Zdolność elementu oddzielającego konstrukcji
budowlanej do ograniczenia przechodzenia
gorących i/lub zimnych gazów lub dymu z jednej
strony elementu na drugą, poniżej określonych
poziomów .
Oznaczenie dymoszczelności elementu:
„S” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez
który element zachowuje swoją funkcję oddzielającą.
EWAKUACJA
Uporządkowany ruch osób do miejsca bezpiecznego
w przypadku pożaru lub innego niebezpieczeństwa.
MIEJSCE BEZPIECZNE
Miejsce, w którym pożar nie zagraża ludziom.
DROGA EWAKUACYJNA
Droga stanowiąca część systemu ewakuacyjnego od
wyjścia ewakuacyjnego (prowadzącego z
pomieszczenia na drogę ewakuacyjną) do wyjścia
końcowego (między drogą ewakuacyjną a miejscem
bezpiecznym).
DŁUGOŚĆ DROGI EWAKUACYJNEJ
Odległość od wyjścia ewakuacyjnego do osi wyjścia
końcowego, mierzona wzdłuż osi drogi.
CZAS EWAKUACJI
Przyjęty czas od momentu zasygnalizowania
konieczności ewakuacji do osiągnięcia przez
wszystkie osoby przebywające w budynku lub jego
części wyjścia końcowego lub miejsca
bezpiecznego.
Czynniki niezbędne do powstania pożaru
Do powstania ognia i rozwoju pożaru potrzeba trzech
czynników:
materiału palnego,
źródła zapłonu o wystarczającej energii,
tlenu.
Obecnie żywioł ten stanowi jedno z najbardziej
niebezpiecznych zjawisk trapiących ludzkość.
W 80% przypadków przyczyną zaprószenia ognia jest
jednak działalność człowieka.
Główne elementy determinujące
rozwój pożaru i czas jego trwania
Rozwój pożaru i czas jego trwania zależy od:
obciążenia ogniowego (jest ono proporcjonalne do ilości
materiału palnego w przeliczeniu na jednostkę
powierzchni podłogi pomieszczenia),
rozmieszczenia materiałów palnych w pomieszczeniu,
stopnia rozdrobnienia materiałów palnych,
ilości powietrza dopływającego do pomieszczenia,
kształtu geometrycznego pomieszczenia,
własności przegród budowlanych.
Podstawowe skutki pożaru
Podstawowymi czynnikami decydującymi o stopniu
zagrożenia dla ludzi są:
dym (ograniczenie widoczności),
toksyczne produkty spalania,
niedostatek tlenu,
wysoka temperatura gazów pożarowych,
oddziaływanie płomieni.
Parametry pożaru
Charakter pożaru można ocenić na podstawie analizy jego
parametrów, do których zalicza się:
czas trwania pożaru,
powierzchnię pożaru,
temperaturę pożaru,
liniową prędkość rozprzestrzeniania się pożaru,
moc pożaru,
masową szybkość spalania,
gęstość optyczną dymu.
Parametry pożaru
Czas trwania pożaru tp [min] – czas od momentu jego
powstania do całkowitego przerwania procesu spalania.
Powierzchnia pożaru Ap [m2] – pole powierzchni rzutu strefy
spalania na poziomą lub pionową płąszczyznę.
Temperatura pożaru wewnętrznego Tp [K] (tp [oC]) –
uśredniona wartość temperatury w odniesieniu do objętości
gazów.
Liniowa prędkość rozprzestrzeniania się pożaru wp
[m/min] – prędkość przesuwania się frontu płomienia po
powierzchni materiału palnego.
Moc pożaru Qp [kW] – ilość ciepła wydzielanego w strefie
spalania w ciągu jednostki czasu (Parametr ten jest wprost
proporcjonalny do ilości materiału, który ulega spalaniu).
Masowa szybkość spalania wM [kg/min] – masa substancji
lub materiału wypalana w jednostce czasu.
Gęstość zadymienia Z [g/m3] – charakteryzuje pogorszenie
widoczności przy zadymeniu, którą definiuje się jako gęstość
optyczną dymu - GOD.
- dym gęsty >1,5 g/m3 widoczność przedmiotów oświetlonych lampą 21kadeli - do 3m
- dym o średniej gęst. 0,6-1,5g/m3 widocznosc 3-6m
- dym o małej gęst. 0,1-0,6g/m3 6-12m
1- zapłon,
2- tlenie,
3- „flasch-over” (rozgorzenie) –
gwałtowny zapłon wszystkiego
w obszarze ogniowym,
4- przejście do „rozwiniętego
pożaru”,
5- faza schładzania.
TEMPERATURA
Wzrost temperatury w trakcie trwania pożaru można podzielić
na trzy okresy:
1- okres wzrostu, w pierwszym okresie ciepło spalania materiałów jest akumulowane w otoczeniu w wyniku
czego podnosi się ich temperatura.
2- okres pełnego rozwoju pożaru, temperatura gazów wydzielających się z materiałów szybko wzrasta i następuje przejście do drugiej fazy pożaru. Temperatura może przekroczyć 1000oC.
3- okres zaniku, w trzecim okresie, kiedy wyczerpuje się ilość spalanego materiału, następuje stopniowe obniżanie temperatury
TOKSYCZNE PRODUKTY SPALANIA
Zwykle podczas pożaru wydzielają się duże ilości lotnych
substancji toksycznych.
Sumujące się lub synergiczne działanie wydzielających się
substancji toksycznych powoduje wzrost zagrożenia dla
organizmu człowieka.
Stopień wydzielania toksycznych produktów podczas
rozkładu termicznego materiałów stanowiących elementy
wyposażenia lub wykończenia pomieszczeń jest znacznie
zróżnicowany w zależności od temperatury palenia i
zastosowanych materiałów.
Istnieją różne metody oszacowania (obliczania) ilości
toksycznych produktów spalania – patrz dostępna literatura.
Ważniejsze lotne produkty spalania:
Dwutlenek węgla (CO2) - to produkt pełnego spalania się węgla lub
tlenku węgla, powstaje podczas spalania przy dostatecznym dopływie
tlenu. Jest gazem cięższym od powietrza, bezbarwnym i bez zapachu.
Przy stężeniach ok. 10% powoduje objawy niedotlenienia, przy 15%
utratę przytomności, a pow. 30% wywołuje natychmiastową śmierć.
Tlenek węgla (CO) -jest gazem bezbarwnym, bez zapachu, nieco
lżejszym od powietrza, jest produktem niecałkowitego spalania
powstającym przy niedostatecznym dopływie tlenu. Działając na organizm
ludzki powoduje unieczynnienie hemoglobiny czerwonych ciałek krwi,
uniemożliwiając pobieranie tlenu przez krew a tym samym działa
zabójczo. Zawartość 0,03 mg/l w powietrzu może spowodować śmierć już
po kilku oddechach.
Metan (CH4) - powstaje w procesie spalania z połączenia wodoru i
węgla w procesie niepełnego spalania. Jest to gaz bezbarwny, bez
zapachu, lżejszy od powietrza. Spotkać go można także w głębokich
studniach, zbiornikach, dołach kloacznych. Nie jest trujący, powoduje
niedobór tlenowy, działa narkotycznie i drażni ośrodkowy układ nerwowy.
Jest gazem palnym, a w stężeniach (5,3-14%) tworzy mieszaninę
wybuchową.
Siarkowodór (H2S) - gaz bezbarwny o charakterystycznym zapachu
zgniłych jaj. Występuje w procesach gnilnych związków organicznych.
Występuje niebezpieczeństwo wybuchu przy kontakcie z substancjami
utleniającymi i pyłami metali. Jest bardzo silną trucizną porażającą układ
oddechowy. Wchłaniany jest również przez skórę. Przy stężeniach w
powietrzu powyżej 0,l % już po kilku oddechach może nastąpić nagła
śmierć.
Dwutlenek siarki (SO2) - gaz bezbarwny o ostrym, drażniącym
zapachu. Silnie oddziałuje na śluzówki górnych dróg oddechowych i oczu.
Jest stałym składnikiem dymów pożarowych.
Akroleina - wydziela się podczas spalania materiałów zawierających
tłuszcze zwierzęce i oleje roślinne. Jest to ciecz łatwo zapalna, cięższa od
powietrza o zapachu spalonego tłuszczu. Przejawia silnie drażniące
działanie na śluzówki górnych dróg oddechowych i oczu. W większych
stężeniach może powodować zapalenie płuc z możliwością zejścia
śmiertelnego.
Cyjanowodór (HCN) - występuje podczas spalania wielu tworzyw
sztucznych. Substancja bezbarwna o zapachu migdałowym, bardzo silnie
trująca, działająca na ośrodek oddechowy i naczyniowo-ruchowy.
DYM
W przypadku powstania pożaru dym jest jednym z
najistotniejszych zagrożeń dla ludzi.
Rozprzestrzenia się po pomieszczeniu objętym pożarem, a
następnie po całym budynku bardzo szybko, co może
utrudnić bądź nawet uniemożliwić skorzystanie z dróg
ewakuacyjnych.
Działania zmierzające do przewidywanego zmniejszenia
skutków pożarów powinny mieć miejsce już od fazy
projektowania budynku.
Podstawowe zadania projektanta obejmują:
określenie przewidywanego rozpływu dymu w budynku,
który traktowany jest jak obiekt hydraulicznych połączeń
przez klatki schodowe, windy, korytarze, przewody
wentylacyjne itp.
ustalenie układu ciśnień (przy różnych lokalizacjach źródła
pożaru i jego intensywności), co decyduje o kierunkach i
intensywności dymu.
Własności optyczne dymu:
stopień przeźroczystości,
optyczna gęstość dymu,
współczynnik osłabienia kontrastu i szybkość zmian
współczynnika kontrastu.
Dym czarny, zawierający dużą ilość sadzy silnie pochłania
światło, dym biały ma duże zdolności rozpraszające.
Do określenia własności optycznych dymu, służy równanie
opisujące tłumienie światła po przebyciu określonej drogi w
jednorodnym obłoku dymu
Minimalne widzialności i obliczone dopuszczalne gęstości optyczne dymu
(współczynniki ekstrynkcji), umożliwiające bezpieczną ewakuację
- budynek znany - widzialność 3-5m - wsp. ektynkcji 0,4 - 0,7/m
- budynek nieznany - widzialność 15-20m - wsp. ektynkcji 0,1/m
Duża gęstość dymu w przypadku ludzi znających budynek
odpowiadająca widzialności 0,5 ÷ 1,2 m pozwala na poruszanie się
z prędkością 0,3 m/s (co odpowiada prędkości poruszania się w
ciemości).
Przy małym zadymieniu (widzialność 10 ÷ 12 m) prędkość
poruszania się w atmosferze drażniącego lub niedrażniącego dymu
są zbliżone i wynoszą 0,8 ÷ 0,9 m/s.
Przy większym zadymieniu (widzialność 3 ÷ 5 m) prędkość
poruszania się wynosi 0,6 ÷ 0,8 m/s.
Można zatem skonstatować, iż:
1. Dym przede wszystkim utrudnia ewakuację ludzi, gdyż
ogranicza widoczność.
2. Ograniczenie widoczności powoduje utratę orientacji przez
ludzi znajdujących się w budynku i mimo istnienia
odpowiednich znaków wskazujących kierunek ewakuacji,
niemożność odnalezienia właściwej drogi ucieczki.
3. W ten sposób człowiek narażony zostaje na oddziaływanie
pozostałych czynników stanowiących zagrożenie dla jego
życia (przede wszystkim na toksyczne produkty spalania
oraz temperaturę).
Przepływ dymu i spalin w obiektach budowlanych
Podczas pożaru ruch dymu w budynku może być spowodowany
przez:
efekt kominowy,
unoszenie,
rozprężanie,
wiatr,
ogrzewanie.
Przy czym zjawiska te mogą się nakładać lub występować
pojedynczo.
Szybkość rozprzestrzeniania się dymu w obiekcie
Przyjmuje się, że dymy i spaliny rozprzestrzeniają się ze
średnią prędkością ok. 0,5÷0,7 m/s.
Ale w korytarzach prędkość ta może osiągać wartość 1,0 m/s,
a w szybach klatek schodowych nawet 5,0 m/s.
EFEKT KOMINOWY
Efekt kominowy występuje przede wszystkim w przestrzeniach
pionowych jakimi w budynkach są klatki schodowe.
Niegdyś oddymianie klatek schodowych nie budziło większych
wątpliwości.
Oddymianie klatek schodowych polegało na zainstalowaniu w
najwyższych punktach klap (wywietrzników) oddymiających lub
wentylatorów oddymiających.
Uruchomienie systemu wentylacji klatki schodowej zmniejszało w
ten sposób stężenie dymu oraz zapobiegało rozchodzeniu się
dymów na cały obiekt.
Jednym z rodzajów pionowych szlaków ewakuacyjnych są szyby
windowe.
Z uwagi na stosunkowo niewielkie nieszczelności pomieszczeń
technicznych bezpośrednio pod i nad szybem windowym oraz drzwi
na piętrach (systemy zabezpieczające uniemożliwiają jednoczesne
otwieranie większej liczby niż tylko jednej pary drzwi),
niebezpieczeństwo intensywnych, pionowych przepływów
powietrza (a wraz z nim dymu) jest w szybach windowych
zminimalizowane.
Jednak w pewnych przypadkach istotnym problemem może okazać
się tzw. „efekt tłokowy” wywołany poruszającą się kabiną.
Ze szczególnym natężeniem efekt ten występuje w przypadku wind
szybkobieżnych umiejscowionych w indywidualnych szybach
windowych.
Ponieważ szyby windowe bywają
wykorzystywane jako drogi
ewakuacyjne, zwłaszcza dla osób
niepełnosprawnych, skutki efektu
tłokowego muszą być brane pod
uwagę.
Przepływ powietrza w budynku z
szybem windowym ⇒
Ruch kabiny windy powoduje zassanie
dymu, w wyniku czego szyb windy
zostaje zadymiony. W ten sposób dym
przedostaje się do samej kabiny oraz
zostaje wypychany do sąsiednich
pomieszczeń.
Przepływ dymu i spalin w obiektach
wielkokubaturowych
Okazuje się, że poglądy na temat sposobów oddymiania budynków
jednokondygnacyjnych zmieniały się w czasie.
Początkowo sądzono, że uszczelnienie budynku, czyli odcięcie
dopływu powietrza, ograniczy rozmiary pożaru.
Jednak po analizie wielu pożarów w tego typu budynkach
stwierdzono, że ilość tlenu znajdująca się w objętości obiektu i tak
wystarcza do intensywnego rozwoju pożaru, przy czym zadymienie
jest tak duże, że bardzo utrudnia akcję ewakuacyjną i gaśniczą.
Za bardziej korzystne rozwiązanie przyjęto zatem takie,
które zapewnia uporządkowany przepływ dymów przy
zapewnieniu niezbędnego dopływu powietrza.
Przepływ dymu i spalin w obiektach
wielkokubaturowych
Okazuje się, że poglądy na temat sposobów oddymiania budynków
jednokondygnacyjnych zmieniały się w czasie.
Początkowo sądzono, że uszczelnienie budynku, czyli odcięcie
dopływu powietrza, ograniczy rozmiary pożaru.
Jednak po analizie wielu pożarów w tego typu budynkach
stwierdzono, że ilość tlenu znajdująca się w objętości obiektu i tak
wystarcza do intensywnego rozwoju pożaru, przy czym zadymienie
jest tak duże, że bardzo utrudnia akcję ewakuacyjną i gaśniczą.
Za bardziej korzystne rozwiązanie przyjęto zatem takie,
które zapewnia uporządkowany przepływ dymów przy
zapewnieniu niezbędnego dopływu powietrza.
§ 270
1. Instalacja wentylacji oddymiającej powinna:
1) usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie
potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach
ewakuacyjnych, nie wystąpi zadymienie lub temperatura
uniemożliwiające bezpieczną ewakuację,
2) mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego uzupełniającego braki
tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem,
2. Przewody wentylacji oddymiającej, obsługujące:
1) wyłącznie jedną strefę pożarową, powinny mieć klasę odporności
ogniowej z uwagi na szczelność ogniową i dymoszczelność - E600S,
co najmniej taką, jak klasa odporności ogniowej stropu określona w §
216, przy czym dopuszcza się stosowanie klasy E300S, jeżeli
wynikająca z obliczeń temperatura dymu powstającego w czasie
pożaru nie przekracza 300oC,
2) więcej niż jedną strefę pożarową, powinny mieć klasę odporności
ogniowej EIS, co najmniej taką, jak klasa odporności ogniowej stropu
określona w § 216.
3. Klapy odcinające do przewodów wentylacji oddymiającej, obsługujące:
1) wyłącznie jedną strefę pożarową, powinny być uruchamiane
automatycznie i mieć klasę odporności ogniowej z uwagi na
szczelność ogniową i dymoszczelność - E600S AA, co najmniej taką,
jak klasa odporności ogniowej stropu określoną w § 216, przy czym
dopuszcza się stosowanie klasy E300S AA, jeżeli wynikająca z
obliczeń temperatura dymu powstającego w czasie pożaru nie
przekracza 300oC,
2) więcej niż jedną strefę pożarową, powinny być uruchamiane
automatycznie i mieć klasę odporności ogniowej EIS AA, co najmniej
taką, jak klasa odporności ogniowej stropu określona w § 216.
4. Wentylatory oddymiające powinny mieć klasę:
1) F60060, jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza 400oC,
2) F400120 w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza się inne
klasy, jeżeli z analizy obliczeniowej temperatury dymu oraz
zapewnienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych wynika taka
możliwość.
5. Klapy dymowe w grawitacyjnej wentylacji oddymiającej powinny mieć
klasę:
1) B30030 – dla klap otwieranych automatycznie,
2) B60030 – dla klap otwieranych wyłącznie w sposób ręczny.
ODDYMIANIE
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
grawitacyjnie - poprzez zastosowanie klap dymowych,
mechanicznie – poprzez zastosowanie wentylatorów oddymiających
Obiekty wielkokubaturowe (takie jak np. hale, magazyny) można
oddymiać w następujący sposób:
Niezależnie od zastosowanego sposobu, każdy system oddymiania musi
zapewnić:
usuwanie poza obiekt lub rozcieńczenie dymu,
utrzymanie strefy wolnej od dymu na drogach ucieczki i dojściach
dla służb ratowniczych,
usuwanie powstającego ognia, czyli obniżanie temperatury.
System odymiania grawitacyjnego - charakterystyka
Uruchomienie (otwarcie) klap dymowych może odbywać się ręcznie, np.
przez naciśnięcie alarmowego przycisku oddymiania, automatycznie po
przekroczeniu zadanych warunków termicznych (np. poprzez
termowyzwalacz) lub zdalnie przez system detekcji pożaru. Uzupełnieniem systemu sterowania są przyciski służące do ręcznego
uruchamiania naturalnej wentylacji lub automatyczne czujniki pogodowe
(wiatrowo-deszczowe) oraz czujniki temperatury umożliwiające kontrolowaną
wentylację pomieszczeń w wyniku stałego monitorowania
pogody.
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
Gdzie należy stosować oddymianie mechaniczne?
Mechaniczne systemy oddymiania należy stosować:
w obiektach wielkokubaturowych o stosunkowo niskim
obciążeniu ogniowym (niska temperatura pożaru, pożar typu
tlącego),
w pomieszczeniach nie graniczących bezpośrednio z
otoczeniem,
w pomieszczeniach, gdzie należy oczekiwać napływu gazów
(dymów) z pomieszczeń sąsiednich,
w pomieszczeniach wyposażonych w instalację tryskaczową
(mała powierzchnia pożaru, obecność tzw. zimnego dymu),
w pomieszczeniach dróg ewakuacyjnych (korytarze, klatki
schodowe).
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
Za stosowaniem systemów mechanicznych
przemawia przede wszystkim fakt, iż po włączeniu
urządzeń, instalacja ta, w przeciwieństwie do
systemów naturalnych, działa natychmiast z
maksymalną wydajnością.
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
Podział mechanicznych systemów usuwania dymu i
ciepła:
z uwagi na posadowienie wentylatora oddymiającego –
można umieścić wentylator:
w obszarrze objjęttym pożarrem,,
poza ttym obszarrem ((np.. na zew.. budynku)),,
z uwagi na sposób eksploatacji – można zastosować
wentylator:
słłużący ttyllko do oddymiianiia
słłużący do prracy kombiinowanejj ((wenttyllacjja //oddymiianiie))..
Kurtyny dymowe
Dodatkowym zabezpieczeniem przed rozprzestrzenianiem się pożaru i
dymu jest podział pomieszczenia podwieszonymi ściankami
ognioodpornymi oraz kurtynami dymowymi.
Kurtyna dymowa jest lekką przegrodą, wykonaną z materiałów
niepalnych, podwieszoną pionowo pod dachem, przeciwdziałąjącą
rozprzestrzenianiu się dymu i gazów pożarowych w kierunku poziomym.
To zaś ogranicza zbytnie ochładzanie się dymu i jego opadanie w
kierunku podłogi. Pod względem konstrukcyjnym kurtyny dymowe można podzielić
na:
stałe kurtyny dymowe (tzw. statyczne),
automatyczne kurtyny dymowe (tzw. aktywne).
Stałe kurtyny dymowe
Stałe kurtyny dymowe wykonane są w postaci pionowych,
podwieszonych pod stropem ścianek lub tkanin ognioodpornych (o
odpowiedniej odporności ogniowej).
Kurtyny stałe znajdują najczęściej zastosowanie w halach
przemysłowych, produkcyjnych, targowo-wystawienniczych, handlowych
oraz dużych magazynach itp.
Automatyczne kurtyny dymowe
Kurtyny dymowe w formie tekstylnej rolowanej są wykonane z włókna
szklanego pokrytego warstwą poliuretanu.
Istota działania automatycznej kurtyny dymowej polega na tym, że na
sygnał z systemu sygnalizacji pożaru kurtyna opada w zaplanowany sposób
do określonej wysokości nad posadzką.
W następstwie jedna lub kilka sprzęgniętych ze sobą kurtyn dymowych
zamyka obszar gromadzenia się dymu umożliwiając jego odprowadzenie
poprzez wentylację oddymiającą (naturalną lub mechaniczną).
Kurtyny powietrzne
Kurtyny powietrzne stanowią przykład rozwiązania
technicznego umożliwiającego odcięcie przepływu dymu i gazów
pożarowych pomiedzy poszczególnymi strefami pożarowymi w
obrebie jednej kondygnacji.
Mogą być stosowane w obiektach, w których przewiduje się
wydłużenie czasu ewakuacji (np. w szpitalach czy domach opieki).
Klapy dymowe
O możliwości utrzymania odpowiedniej głębokości warstw spalin pod
stropem decyduje pole powierzchni otworów klap dymowych.
Powierzchnia otworów w sektorze musi być taka, aby powstające w
czasie pożaru gorące gazy i dym mogły być odprowadzone na zewnątrz.
Z jednej strony, im większa powierzchnia otworów, tym lepsze
odprowadzenie produktów spalania, z drugiej zaś, ze względów
konstrukcyjnych i ekonomicznych górna wielkość pola powierzchni
otworów jest ograniczona (zwykle do kilu procent powierzchni stropu).
Prawidłowo zaprojektowane i zainstalowane klapy dymowe spełniają
następujące funkcje:
ułatwiają ewakuację, lokalizację pożaru i zwalczania ognia poprzez
wytworzenie przypodłogowej warstwy wolnej od dymu,
ułatwiają działania ratownicze i prowadzenia akcji gaśniczej poprzez
obniżenie stężenia i temperatury dymu,
zapewniają ochronę konstrukcji budynku przed przegrzaniem i
zniszczeniem,
zmniejszają pośrednie straty pożarowe spowodowane dymem i
gorącymi gazami pożarowymi.
Każda klapa jest wyposażona w urządzenie wyzwalające,
odpowiedzialne za otwieranie lub otwieranie i zamykanie.
Jako urządzenia wyzwalające stosuje się:
mechanizmy elektryczne (siłowniki elektryczne współpracujące
z systemem przeciwpożarowym) lub
mechanizmy pneumatyczne (z wyzwalaczem termicznym lub
sprężyny gazowe z bezpiecznikiem termicznym).
W przepisach często pojawia się pojęcie „samoczynne
urządzenia oddymiające” – należy pamiętać, że jeżeli jedyną
metodą otwarcia klap jest uruchomienie ręczne, to urządzenie
nie może być traktowane jak samoczynne.
Klapy dymowe wyposażone wyłącznie w pneumatyczne
urządzenia oddymiające nie realizują funkcji przewietrzania, o
ile nie zostanie w nich zamontowany dodatkowy siłownik
elektryczny.
Wentylatory oddymiające (wg polskich wymagań):
Wentylatory oddymiające powinny mieć klasę:
F60060 (odporne na działanie temperatury 600oC przez 60
min), jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza
400oC.
F400120 (odporne na działanie temperatury 400oC przez
120 min) w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza
się inne klasy, jeżeli z analizy obliczeniowej temperatury
dymu oraz zapewnienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych
wynika taka możliwość.
W zależności od potrzeb istnieje możliwość zastosowania wentylatorów o
odporności ogniowej: F60060, F400120, F30060, F200120.
Projektowanie systemów oddymiania obiektów
wielkokubaturowych
Etap tworzenia koncepcji projektowania systemu oddymania
zawierać powinien szereg istotnych dla funkjonowania obiektu ustaleń,
takich jak:
• przeznaczenie obiektu (określenie kategorii zagrożenia ludzi ZL albo
profilu produkcji lub rodzaju składowanych materiałów przy
uwzględnieniu wykorzystania przestrzennego obiektu) – decyduje o
mocy potencjalnego pożaru,
• priorytetowe zadania systemu wentylacji pożarowej – należy
zaplanować system ochrony dróg ewakuacji, system ochrony mienia
i konstrukcji budynku, wspomaganie ekip ratowniczych,
• układ architektoniczny obiektu – należy ustalić lokalizację
zasobników dymu, położenie pomieszczeń przyległych, liczbę
kondygnacji oraz wielkość balkonów i antresol,
• organizacja (zagospodarowanie) przestrzeni obiektu, organizacja
przestrzeni podstropowej – należy przewidzieć wielkość otworów
dolotowych z przestrzeni przyległych.
Wydzielenie stref pożarowych i sektorów oddymiania
Wielkość strefy pożarowej dla konkretnego obiektu określa każdorazowo
aktualna wersja przepisów techniczno-budowlanych z rozróżnieniem
obiektów klasyfikowanych w kategorii zagrożenia ludzi (użytkowe) oraz
obiektów przemysłowo-magazynowych i inwentarskich.
Podział strefy pożarowej na sektory oddymiania
Dla poprawy efektywności systemu oddymiania należy dążyć do możliwie
jak największego skrócenia drogi pomiędzy miejscem wybuchu pożaru a
punktem usunięcia dymu poza budynek.
Z tego względu zgodnie ze standardami projektowymi zaleca się
wyznaczenie w ramach strefy pożarowej tzw. stref dymowych (sektorów
oddymiania) – maksymale powierzchnie takich sektórów nie powinny
przekraczać 2000-2600m2.
Rozmieszczenie klap dymowych
Wymagania ogólne
Klapy dymowe należy rozmieszczać równomiernie w obrębie danej
przestrzeni poddachowej.
Jeżeli w pomieszczeniu są materiały różniące się szybkością i
intensywnością spalania, wówczas klapy mogą być rozmieszczone
nierównomiernie (przy zachowaniu warunku: dmin = 0,5H ≥ 2,5 m).
Jeżeli w obrębie danej przestrzeni poddachowej materiały palne są
skoncentrowane na małej powierzchni, to w takim przypadku klapy
powinny być umieszczone wyłącznie nad tą powierzchnią.
Minimalne odległości klap dymowych od ścian
Ze względu na niebezpieczeństwo przeniesienia się pożaru przez klapy
dymowe powinny być zachowane następujące minimalne odstępy tych
otworów (odnoszące się do zewnętrznej krawędzi klapy):
od ścian oddzielenia przeciwpożarowego L1 = 5,0 m,
od ścian działowych L2 = 7,0 m,
między budynkami o różnej wysokości:
L3 = 2,5 m – jeżeli ściana budynku wyższego jest pozbawiona
otworów i stanowi element nierozprzestrzeniający,
L3 = 8,0 m – w przeciwnym razie.
od ścian zewnętrznych L4 = 2,5 m.
Maksymalne odległości klap dymowych od brzegu budynku
Odległość między klapami dymowymi a krawędzią budynku nie może być
większa niż:
10 m na dachach o nachyleniu <12o,
20 m na dachach o nachyleniu > 12o.
Odległości między klapami dymowymi
Wzajemne odległość między klapami dymowymi nie mogą być:
mniejsze niż suma dłuższych boków lub średnic obu klap,
większe niż 20 m.
Rozmieszczenie klap dymowych na dachach o dużym nachyleniu
Przy nachyleniu dachu ≥ 10o klapy należy instalować w taki sposób, aby
ich środek geometryczny leżał powyżej wysokości H pomieszczenia.
Liczba klap dymowych
W celu szybszego odprowadzenia dymu i gazów pożarowych do atmosfery
bardziej celowe jest zastosowanie większej liczby małych klap dymowych
niż mniejszej liczby dużych klap dymowych.
Każdy sektor dachu wydzielony kurtynami dymowymi powinien być
wyposażony przynajmniej w jedną klapę dymową.
Wymagania specjalne odnośnie min. powierzchni czynnej klap dymowych
Klatki schodowe:
Acz = 5% powierzchni rzutu podłogi, pow. jednego otworu nie mniej niż
1,0 m2 – w budynkach niskich i średniowysokich,
Acz = 7,5% powierzchni rzutu podłogi, pow. jednego otworu nie mniej niż
1,5 m2 – w budynkach wysokich.
Poziome drogi ewakuacyjne:
co najmniej jedna klapa dymowa na każde 10 m długości poziomej drogi
ewakuacyjnej, Acz pojedynczej klapy nie mniej niż 0,9 m.
Szyby dźwigów:
Acz = 2,5% powierzchni rzutu poziomego podłogi szybu dźwigowego, pow.
jednego otworu nie mnie niż 0,5 m2.
System nawiewu pożarowego
Zapewnienie dostatecznego dopływu powietrza
W celu zapewnienia pełnego wykorzystania powierzchni czynnej klap
dymowych należy przewidzieć odpowiednią liczbę otworów przez które
przedostaje się powietrze uzupełniające, umiejscowione w dolnej części
pomieszczenia.
Geometryczna powierzchnia otworów wlotowych powinna być co najmniej
o 30÷50% większa niż suma geometrycznych powierzchni wszystkich klap
dymowych w odniesieniu do powierzchni przestrzeni poddachowej
wydzielonej kurtynami dymowymi.
System nawiewu pożarowego
Skuteczny zasięg strumienia powietrza kompensacyjnego
Wymagane jest aby cała powierzchnia przypodłogowa w każdym sektorze
oddymiania była omywana powietrzem kompensacyjnym.
Problem może się pojawić w rozległych halach i przy zastosowaniu
względnie niewielkich prędkości napływu powietrza.
Projektowanie systemów oddymiania obiektów
wielkokubaturowych
Dobór wiekości wentylatorów oddymiających
Stosowane są dwie metody określenia wielkości wentylatorów
oddymiających:
1. Wg starej normy niemieckiej – dobór wentylatora odbywa się na
podstawie obciążenia ogniowego.
2. Zgodna ze standardami europejskimi i amerykańskimi (zgodna z
normami BS 7346-4:2003 i EN 12101-5) gdzie dobór wentylatora
odbywa się na podstawie obliczonej ilości powstającego podczas
pożaru dymu i jego temperatury.
1. Obliczenie obciążenia ogniowego qr dla rozpatrywanego
pomieszczenia.
Obciążenie ogniowe qr wyrażone w kWh/m2 odpowiada ilości
ciepła powstałej ze spalania w strefie pożarowej wszystkich
materiałów palnych, odniesionej do obliczeniowej
powierzchni pożaru AR w m2.
2. Określenie strumienia (wymaganej ilości wymian)
powietrza.
3. Obliczenie temperatury gazów pożarowych (jeżeli ich
temperatura jest więcej niż o 5% wyższa od temperatury,
którą wg atestu wytrzymuje wentylator, wówczas należy
zwiększyć ilość wymian powietrza lub przewidzieć by-pass,
zapewniający dodatkowe domieszanie powietrza świeżego –
o niższej temperaturze).
1. Obliczenie obciążenia ogniowego qr dla rozpatrywanego
pomieszczenia.
Obciążenie ogniowe qr wyrażone w kWh/m2 odpowiada ilości
ciepła powstałej ze spalania w strefie pożarowej wszystkich
materiałów palnych, odniesionej do obliczeniowej
powierzchni pożaru AR w m2.
2. Określenie strumienia (wymaganej ilości wymian)
powietrza.
3. Obliczenie temperatury gazów pożarowych (jeżeli ich
temperatura jest więcej niż o 5% wyższa od temperatury,
którą wg atestu wytrzymuje wentylator, wówczas należy
zwiększyć ilość wymian powietrza lub przewidzieć by-pass,
zapewniający dodatkowe domieszanie powietrza świeżego –
o niższej temperaturze).
4. Określenie ilości powietrza traconego w wyniku
nieszczelności oraz wyznaczenie całkowitych ilości powietrza
(straty ciśnienia, rodzaj i rozległa na ogół sieć kanałów
wpływają na mniejsze lub większe straty w wyniku
nieszczelności w systemie).
Należy zaznaczyć, że wydajność mechanicznych urządzeń
oddymiających mierzy się nie na wentylatorze, ale w
określonym pomieszczeniu (strefie) objętym pożarem w
warunkach normalnych.
5. Określenie całkowitego spadku ciśnienia w systemie.
6. Dobór wentylatora oddymiającego (na obliczone lub
określone wcześniej – wg punktów 2÷5 – wartości).
wydzielania ciepła połączony z przenoszeniem masy.
Podział pożarów (wg ISO 3491):
grupa A – pożary materiałów stałych, zwykle
organicznych, w których ma miejsce spalanie z
tworzeniem żaru (drewno, węgiel, papier),
grupa B – pożary cieczy i topliwych ciał stałych
(benzyna, nafta, rozpuszczalniki),
grupa C – pożary gazów (metan, gaz ziemny, acetylen),
grupa D – pożary metali (potas, sód, magnez).
Z pożarem związane są zawsze trzy podstawowe czynniki:
materiał palny,
ciepło (bodziec energetyczny)
utleniacz (najczęściej jest to tlen).
Do cech charakterystycznych pożaru zaliczyć można:
możliwość występowania wysokiej temperatury,
wysokie promieniowanie cieplne,
wydzielanie się dużych ilości produktów spalania,
niekontrolowane rozprzestrzenianie się ognia.
W wyniku pożaru następują zmiany:
warunków termicznych,
ciśnienia,
składu chemicznego atmosfery (zmniejszenie zawartości
tlenu i toksyczność produktów spalania),
zakresu widzialności (zadymienie).
Czynniki te oddziałują na użytkowników i konstrukcję
budynku, a także na jego otoczenie. W pewnych
przypadkach, np. pożarów rafinerii lub dużych składów
chemicznych, pożar może być przyczyną silnego skażenia
środowiska.
Trzeba zaznaczyć, że pożar na ogół nie rozwija się
równomiernie.
W poszczególnych pomieszczeniach lub częściach budynku
objętego pożarem możemy mieć do czynienia z innym jego
oddziaływaniem.
Oddziaływanie pożaru zależy od:
- struktury budynku,
- właściwości i sposobu zastosowanie materiałów palnych,
- właściwości przegród budowlanych
- właściwości zastosowanych dodatkowych środków
technicznych, takich jak: systemy wentylacji pożarowej,
- samoczynne urządzenia gaśnicze, automatyka i
sygnalizacja pożarowa.
Ze względów funkcjonalnych w budynku można wydzielić
następujące obszary:
pomieszczenie objęte pożarem, które można traktować
jako punktowe źródło ognia,
obszary chronione (drogi ewakuacyjne, windy
pożarowe), na których nie powinien wystąpić tzw. stan
graniczny w czasie potrzebnym np. do ewakuacji,
obszary bezpieczne, tj. obszary, do których planuje się
ewakuację (np. w budynkach wysokich i wysokościowych
lub szpitalach) i w których nie powinien zostać osiągnięty
tzw. stan graniczny bezpieczeństwa przez cały okres
trwania pożaru.
Obiekty budowlane powinny być zaprojektowane i wykonane w taki
sposób, aby w przypadku pożaru przez założony okres (czas) :
była zapewniona nośność konstrukcji,
było ograniczone powstawanie i rozprzestrzenianie się ognia i
dymu w obiektach,
było ograniczone rozprzestrzenianie się ognia na obiekty
sąsiednie,
mieszkańcy mogli opuścić obiekt lub być uratowani w inny
sposób,
był zapewniony odpowiedni poziom bezpieczeństwa ekip
ratowniczych.
Podane wymagania szczegółowe nie są rozłączne, np. możliwość
opuszczenia budynku jest związana zarówno z nośnością konstrukcji,
rozprzestrzenianiem się ognia i dymu wewnątrz obiektu, jak i z
bezpieczeństwem ekip ratowniczych. Wynika to stąd, że elementy
budynku i wyroby mogą spełniać podczas pożaru kilka funkcji.
BEZPIECZEŃSTWO POŻAROWE BUDYNKU
Zespół cech związanych z usytuowaniem budynku,
zastosowaniu rozwiązań architektonicznych,
zastosowanymi materiałami i elementami oraz
wyposażeniem w środki techniczne wpływające na
ograniczenie możliwości powstawania pożaru, jego
rozwoju i skutków.
ZABEZPIECZENIE PRZECIWPOŻAROWE
Cechy konstrukcyjne, systemy, wyposażenie,
budynki lub inne konstrukcje zmniejszające
zagrożenie ludzi i mienia przez wykrywanie,
gaszenie lub lokalizowanie pożaru.
STREFA POŻAROWA
Przestrzeń w budynku wydzielona w taki sposób,
aby w określonym czasie pożar nie przeniósł się na
zewnętrz lub do wewnątrz wydzielonej przestrzeni.
ODDZIELENIE PRZECIWPOŻAROWE
Element konstrukcji budynku (ściana, strop)
wydzielający strefę pożarową.
SPALANIE
Egzotermiczna reakcja substancji palnej z
utleniaczem, której zwykle towarzyszą płomienie,
żarzenie i/lub wydzielanie dymu.
DYM
Widzialna w atmosferze zawiesina cząstek stałych i
cieczy powstałych w wyniku spalania lub pirolizy.
Piroliza: proces rozkładu termicznego substancji
prowadzony poprzez długotrwałe poddawanie ich
działaniu wysokiej temperatury, ale bez kontaktu z
tlenem i innymi czynnikami utleniającymi.
PŁOMIEŃ
Strefa spalania w fazie gazowej, w której emitowane
jest światło.
ROZGORZENIE (tzw. flash-over)
Nagłe ogarnięcie spalaniem całej powierzchni
materiału palnego wewnątrz wydzielonej przestrzeni
(np. pomieszczenia).
ŻARZENIE
Spalanie materiału w fazie stałej bez płomienia, lecz
z emisją światła ze strefy spalania.
WYBUCH
Gwałtowna reakcja utleniania lub rozkładu
wywołująca wzrost temperatury i/lub ciśnienia.
STREFA ZAGROŻENIA WYBUCHEM
Przestrzeń, w której może występować mieszanina
wybuchowa substancji palnych z powietrzem lub innymi
gazami utleniającymi, o stężeniu zawartym między dolną i
górną granicą wybuchowości.
Przestrzenie, w których występuje zagrożenie wybuchem
zostały podzielone na strefy zagrożenia. Oznaczenie strefy
zagrożenia informuje nas zarówno o rodzaju zagrożenia, jak i
jego intensywności. Za zaklasyfikowanie przestrzeni do
odpowiedniej strefy są odpowiedzialni:
inwestor,
projektant obiektu budowlanego
oraz jego użytkownik końcowy.
STREFA ZAGROŻENIA WYBUCHEM
Klasyfikacja stref zagrożonych wybuchem
Opis
zagrożenia
Oznaczenie
strefy
Kategoria
urządzenia
Występowanie
atmosfery wybuchowej
0 1 Ciągłe, zagrożenie utrzymuje się przez długi czas
1 2
Sporadyczne, zagrożenie może się pojawić w
normalnych warunkach
Gazy, ciecze i
ich opary
2 3
Rzadkie, nie występuje w warunkach normalnej
pracy, jeżeli wystąpi, to przez krótki okres
20 1 Ciągłe, zagrożenie utrzymuje się przez długi czas
21 2
Sporadyczne, zagrożenie może się pojawić w
normalnych Palne pyły warunkach
22 3
Rzadkie, nie występuje w warunkach normalnej
pracy, jeżeli wystąpi, to przez krótki okres
DOLNA I GÓRNA GRANICA WYBUCHOWOŚCI
(DGW i GGW)
Określają najniższe i najwyższe stężanie palnego
składnika w mieszaninie z powietrzem [% obj. lub g/m3],
w przedziałach których mieszaniny takie są wybuchowe.
Przy stężeniach niższych od DGW mieszaniny są
niepalne (zbyt ubogie), powyżej GGW nie wybuchają
(zbyt bogate), ale mogą być palne.
ODPORNOŚĆ OGNIOWA
Zdolność elementu konstrukcji budowlanej poddanego
znormalizowanemu badaniu odporności ogniowej do
spełnienia przez określony czas wymagań dotyczących
szczelności ogniowej, nośności ogniowej i/lub
izolacyjności cieplnej i innych wymaganych własności
(np. dymoszczelności).
Przypisana elementowi „odporność ogniowa” wskazuje, że
element spełnia wymagania odpowiedniego znormalizowanego
badania ogniowego.
NOŚNOŚĆ OGNIOWA
Zdolność obciążonych i nieobciążonych elementów
konstrukcji budynku do oparcia się zawaleniu w
określonym czasie, w znormalizowanych warunkach
badania odporności ogniowej.
Oznaczenie nośności elementu:
„R” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez
który element zachowuje swoją funkcję.
SZCZELNOŚĆ OGNIOWA
Zdolność elementu oddzielającego konstrukcji
budowlanej, poddanego działaniu ognia z jednej
strony, do zapobieżenia przejściu płomieni i
gorących gazów lub pojawienia się płomieni po
drugiej stronie w określonym czasie podczas
znormalizowanego badania odporności ogniowej .
Oznaczenie szczelności ogniowej elementu:
„E” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez
który element zachowuje swoją funkcję oddzielającą.
IZOLACYJNOŚĆ OGNIOWA
Właściwość elementu oddzielającego konstrukcji
budowlanej poddanego z jednej strony działaniu
znormalizowanych warunków ogniowych polegających
na tym, że w określonym czasie temperatura
nieogrzewanej powierzchni elementu i/lub natężenie
promieniowania cieplnego po nieogrzanej stronie
elementu nie przekroczą określonych wartości.
Oznaczenie izolacyjności ogniowej elementu:
„I” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez który
element zachowuje swoją funkcję oddzielającą.
DYMOSZCZELNOŚĆ
Zdolność elementu oddzielającego konstrukcji
budowlanej do ograniczenia przechodzenia
gorących i/lub zimnych gazów lub dymu z jednej
strony elementu na drugą, poniżej określonych
poziomów .
Oznaczenie dymoszczelności elementu:
„S” – czas , wyrażony w pełnych minutach, przez
który element zachowuje swoją funkcję oddzielającą.
EWAKUACJA
Uporządkowany ruch osób do miejsca bezpiecznego
w przypadku pożaru lub innego niebezpieczeństwa.
MIEJSCE BEZPIECZNE
Miejsce, w którym pożar nie zagraża ludziom.
DROGA EWAKUACYJNA
Droga stanowiąca część systemu ewakuacyjnego od
wyjścia ewakuacyjnego (prowadzącego z
pomieszczenia na drogę ewakuacyjną) do wyjścia
końcowego (między drogą ewakuacyjną a miejscem
bezpiecznym).
DŁUGOŚĆ DROGI EWAKUACYJNEJ
Odległość od wyjścia ewakuacyjnego do osi wyjścia
końcowego, mierzona wzdłuż osi drogi.
CZAS EWAKUACJI
Przyjęty czas od momentu zasygnalizowania
konieczności ewakuacji do osiągnięcia przez
wszystkie osoby przebywające w budynku lub jego
części wyjścia końcowego lub miejsca
bezpiecznego.
Czynniki niezbędne do powstania pożaru
Do powstania ognia i rozwoju pożaru potrzeba trzech
czynników:
materiału palnego,
źródła zapłonu o wystarczającej energii,
tlenu.
Obecnie żywioł ten stanowi jedno z najbardziej
niebezpiecznych zjawisk trapiących ludzkość.
W 80% przypadków przyczyną zaprószenia ognia jest
jednak działalność człowieka.
Główne elementy determinujące
rozwój pożaru i czas jego trwania
Rozwój pożaru i czas jego trwania zależy od:
obciążenia ogniowego (jest ono proporcjonalne do ilości
materiału palnego w przeliczeniu na jednostkę
powierzchni podłogi pomieszczenia),
rozmieszczenia materiałów palnych w pomieszczeniu,
stopnia rozdrobnienia materiałów palnych,
ilości powietrza dopływającego do pomieszczenia,
kształtu geometrycznego pomieszczenia,
własności przegród budowlanych.
Podstawowe skutki pożaru
Podstawowymi czynnikami decydującymi o stopniu
zagrożenia dla ludzi są:
dym (ograniczenie widoczności),
toksyczne produkty spalania,
niedostatek tlenu,
wysoka temperatura gazów pożarowych,
oddziaływanie płomieni.
Parametry pożaru
Charakter pożaru można ocenić na podstawie analizy jego
parametrów, do których zalicza się:
czas trwania pożaru,
powierzchnię pożaru,
temperaturę pożaru,
liniową prędkość rozprzestrzeniania się pożaru,
moc pożaru,
masową szybkość spalania,
gęstość optyczną dymu.
Parametry pożaru
Czas trwania pożaru tp [min] – czas od momentu jego
powstania do całkowitego przerwania procesu spalania.
Powierzchnia pożaru Ap [m2] – pole powierzchni rzutu strefy
spalania na poziomą lub pionową płąszczyznę.
Temperatura pożaru wewnętrznego Tp [K] (tp [oC]) –
uśredniona wartość temperatury w odniesieniu do objętości
gazów.
Liniowa prędkość rozprzestrzeniania się pożaru wp
[m/min] – prędkość przesuwania się frontu płomienia po
powierzchni materiału palnego.
Moc pożaru Qp [kW] – ilość ciepła wydzielanego w strefie
spalania w ciągu jednostki czasu (Parametr ten jest wprost
proporcjonalny do ilości materiału, który ulega spalaniu).
Masowa szybkość spalania wM [kg/min] – masa substancji
lub materiału wypalana w jednostce czasu.
Gęstość zadymienia Z [g/m3] – charakteryzuje pogorszenie
widoczności przy zadymeniu, którą definiuje się jako gęstość
optyczną dymu - GOD.
- dym gęsty >1,5 g/m3 widoczność przedmiotów oświetlonych lampą 21kadeli - do 3m
- dym o średniej gęst. 0,6-1,5g/m3 widocznosc 3-6m
- dym o małej gęst. 0,1-0,6g/m3 6-12m
Czas trwania pożaru
Na przebieg pożaru zasadniczy wpływ mają: skład materiału palnego, dopływ i koncentracja tlenu oraz powstająca temperatura spalania. W pierwszych minutach rozwoju pożaru tempo przyrostu temperatury jest stosunkowo wolne, po czym raptownie się zwiększa do osiągnięcia maksymalnej wartości temperatury pożaru. Wydzielanie dymu jest z kolei od początku pożaru intensywne i znacznie wcześniej osiąga w przybliżeniu stałą, maksymalną wartość.
Fazy pożaru:1- zapłon,
2- tlenie,
3- „flasch-over” (rozgorzenie) –
gwałtowny zapłon wszystkiego
w obszarze ogniowym,
4- przejście do „rozwiniętego
pożaru”,
5- faza schładzania.
TEMPERATURA
Wzrost temperatury w trakcie trwania pożaru można podzielić
na trzy okresy:
1- okres wzrostu, w pierwszym okresie ciepło spalania materiałów jest akumulowane w otoczeniu w wyniku
czego podnosi się ich temperatura.
2- okres pełnego rozwoju pożaru, temperatura gazów wydzielających się z materiałów szybko wzrasta i następuje przejście do drugiej fazy pożaru. Temperatura może przekroczyć 1000oC.
3- okres zaniku, w trzecim okresie, kiedy wyczerpuje się ilość spalanego materiału, następuje stopniowe obniżanie temperatury
TOKSYCZNE PRODUKTY SPALANIA
Zwykle podczas pożaru wydzielają się duże ilości lotnych
substancji toksycznych.
Sumujące się lub synergiczne działanie wydzielających się
substancji toksycznych powoduje wzrost zagrożenia dla
organizmu człowieka.
Stopień wydzielania toksycznych produktów podczas
rozkładu termicznego materiałów stanowiących elementy
wyposażenia lub wykończenia pomieszczeń jest znacznie
zróżnicowany w zależności od temperatury palenia i
zastosowanych materiałów.
Istnieją różne metody oszacowania (obliczania) ilości
toksycznych produktów spalania – patrz dostępna literatura.
Ważniejsze lotne produkty spalania:
Dwutlenek węgla (CO2) - to produkt pełnego spalania się węgla lub
tlenku węgla, powstaje podczas spalania przy dostatecznym dopływie
tlenu. Jest gazem cięższym od powietrza, bezbarwnym i bez zapachu.
Przy stężeniach ok. 10% powoduje objawy niedotlenienia, przy 15%
utratę przytomności, a pow. 30% wywołuje natychmiastową śmierć.
Tlenek węgla (CO) -jest gazem bezbarwnym, bez zapachu, nieco
lżejszym od powietrza, jest produktem niecałkowitego spalania
powstającym przy niedostatecznym dopływie tlenu. Działając na organizm
ludzki powoduje unieczynnienie hemoglobiny czerwonych ciałek krwi,
uniemożliwiając pobieranie tlenu przez krew a tym samym działa
zabójczo. Zawartość 0,03 mg/l w powietrzu może spowodować śmierć już
po kilku oddechach.
Metan (CH4) - powstaje w procesie spalania z połączenia wodoru i
węgla w procesie niepełnego spalania. Jest to gaz bezbarwny, bez
zapachu, lżejszy od powietrza. Spotkać go można także w głębokich
studniach, zbiornikach, dołach kloacznych. Nie jest trujący, powoduje
niedobór tlenowy, działa narkotycznie i drażni ośrodkowy układ nerwowy.
Jest gazem palnym, a w stężeniach (5,3-14%) tworzy mieszaninę
wybuchową.
Siarkowodór (H2S) - gaz bezbarwny o charakterystycznym zapachu
zgniłych jaj. Występuje w procesach gnilnych związków organicznych.
Występuje niebezpieczeństwo wybuchu przy kontakcie z substancjami
utleniającymi i pyłami metali. Jest bardzo silną trucizną porażającą układ
oddechowy. Wchłaniany jest również przez skórę. Przy stężeniach w
powietrzu powyżej 0,l % już po kilku oddechach może nastąpić nagła
śmierć.
Dwutlenek siarki (SO2) - gaz bezbarwny o ostrym, drażniącym
zapachu. Silnie oddziałuje na śluzówki górnych dróg oddechowych i oczu.
Jest stałym składnikiem dymów pożarowych.
Akroleina - wydziela się podczas spalania materiałów zawierających
tłuszcze zwierzęce i oleje roślinne. Jest to ciecz łatwo zapalna, cięższa od
powietrza o zapachu spalonego tłuszczu. Przejawia silnie drażniące
działanie na śluzówki górnych dróg oddechowych i oczu. W większych
stężeniach może powodować zapalenie płuc z możliwością zejścia
śmiertelnego.
Cyjanowodór (HCN) - występuje podczas spalania wielu tworzyw
sztucznych. Substancja bezbarwna o zapachu migdałowym, bardzo silnie
trująca, działająca na ośrodek oddechowy i naczyniowo-ruchowy.
DYM
W przypadku powstania pożaru dym jest jednym z
najistotniejszych zagrożeń dla ludzi.
Rozprzestrzenia się po pomieszczeniu objętym pożarem, a
następnie po całym budynku bardzo szybko, co może
utrudnić bądź nawet uniemożliwić skorzystanie z dróg
ewakuacyjnych.
Działania zmierzające do przewidywanego zmniejszenia
skutków pożarów powinny mieć miejsce już od fazy
projektowania budynku.
Podstawowe zadania projektanta obejmują:
określenie przewidywanego rozpływu dymu w budynku,
który traktowany jest jak obiekt hydraulicznych połączeń
przez klatki schodowe, windy, korytarze, przewody
wentylacyjne itp.
ustalenie układu ciśnień (przy różnych lokalizacjach źródła
pożaru i jego intensywności), co decyduje o kierunkach i
intensywności dymu.
Własności optyczne dymu:
stopień przeźroczystości,
optyczna gęstość dymu,
współczynnik osłabienia kontrastu i szybkość zmian
współczynnika kontrastu.
Dym czarny, zawierający dużą ilość sadzy silnie pochłania
światło, dym biały ma duże zdolności rozpraszające.
Do określenia własności optycznych dymu, służy równanie
opisujące tłumienie światła po przebyciu określonej drogi w
jednorodnym obłoku dymu
Minimalne widzialności i obliczone dopuszczalne gęstości optyczne dymu
(współczynniki ekstrynkcji), umożliwiające bezpieczną ewakuację
- budynek znany - widzialność 3-5m - wsp. ektynkcji 0,4 - 0,7/m
- budynek nieznany - widzialność 15-20m - wsp. ektynkcji 0,1/m
Duża gęstość dymu w przypadku ludzi znających budynek
odpowiadająca widzialności 0,5 ÷ 1,2 m pozwala na poruszanie się
z prędkością 0,3 m/s (co odpowiada prędkości poruszania się w
ciemości).
Przy małym zadymieniu (widzialność 10 ÷ 12 m) prędkość
poruszania się w atmosferze drażniącego lub niedrażniącego dymu
są zbliżone i wynoszą 0,8 ÷ 0,9 m/s.
Przy większym zadymieniu (widzialność 3 ÷ 5 m) prędkość
poruszania się wynosi 0,6 ÷ 0,8 m/s.
Można zatem skonstatować, iż:
1. Dym przede wszystkim utrudnia ewakuację ludzi, gdyż
ogranicza widoczność.
2. Ograniczenie widoczności powoduje utratę orientacji przez
ludzi znajdujących się w budynku i mimo istnienia
odpowiednich znaków wskazujących kierunek ewakuacji,
niemożność odnalezienia właściwej drogi ucieczki.
3. W ten sposób człowiek narażony zostaje na oddziaływanie
pozostałych czynników stanowiących zagrożenie dla jego
życia (przede wszystkim na toksyczne produkty spalania
oraz temperaturę).
Przepływ dymu i spalin w obiektach budowlanych
Podczas pożaru ruch dymu w budynku może być spowodowany
przez:
efekt kominowy,
unoszenie,
rozprężanie,
wiatr,
ogrzewanie.
Przy czym zjawiska te mogą się nakładać lub występować
pojedynczo.
Szybkość rozprzestrzeniania się dymu w obiekcie
Przyjmuje się, że dymy i spaliny rozprzestrzeniają się ze
średnią prędkością ok. 0,5÷0,7 m/s.
Ale w korytarzach prędkość ta może osiągać wartość 1,0 m/s,
a w szybach klatek schodowych nawet 5,0 m/s.
EFEKT KOMINOWY
Efekt kominowy występuje przede wszystkim w przestrzeniach
pionowych jakimi w budynkach są klatki schodowe.
Niegdyś oddymianie klatek schodowych nie budziło większych
wątpliwości.
Oddymianie klatek schodowych polegało na zainstalowaniu w
najwyższych punktach klap (wywietrzników) oddymiających lub
wentylatorów oddymiających.
Uruchomienie systemu wentylacji klatki schodowej zmniejszało w
ten sposób stężenie dymu oraz zapobiegało rozchodzeniu się
dymów na cały obiekt.
Jednym z rodzajów pionowych szlaków ewakuacyjnych są szyby
windowe.
Z uwagi na stosunkowo niewielkie nieszczelności pomieszczeń
technicznych bezpośrednio pod i nad szybem windowym oraz drzwi
na piętrach (systemy zabezpieczające uniemożliwiają jednoczesne
otwieranie większej liczby niż tylko jednej pary drzwi),
niebezpieczeństwo intensywnych, pionowych przepływów
powietrza (a wraz z nim dymu) jest w szybach windowych
zminimalizowane.
Jednak w pewnych przypadkach istotnym problemem może okazać
się tzw. „efekt tłokowy” wywołany poruszającą się kabiną.
Ze szczególnym natężeniem efekt ten występuje w przypadku wind
szybkobieżnych umiejscowionych w indywidualnych szybach
windowych.
Ponieważ szyby windowe bywają
wykorzystywane jako drogi
ewakuacyjne, zwłaszcza dla osób
niepełnosprawnych, skutki efektu
tłokowego muszą być brane pod
uwagę.
Przepływ powietrza w budynku z
szybem windowym ⇒
Ruch kabiny windy powoduje zassanie
dymu, w wyniku czego szyb windy
zostaje zadymiony. W ten sposób dym
przedostaje się do samej kabiny oraz
zostaje wypychany do sąsiednich
pomieszczeń.
Przepływ dymu i spalin w obiektach
wielkokubaturowych
Okazuje się, że poglądy na temat sposobów oddymiania budynków
jednokondygnacyjnych zmieniały się w czasie.
Początkowo sądzono, że uszczelnienie budynku, czyli odcięcie
dopływu powietrza, ograniczy rozmiary pożaru.
Jednak po analizie wielu pożarów w tego typu budynkach
stwierdzono, że ilość tlenu znajdująca się w objętości obiektu i tak
wystarcza do intensywnego rozwoju pożaru, przy czym zadymienie
jest tak duże, że bardzo utrudnia akcję ewakuacyjną i gaśniczą.
Za bardziej korzystne rozwiązanie przyjęto zatem takie,
które zapewnia uporządkowany przepływ dymów przy
zapewnieniu niezbędnego dopływu powietrza.
Przepływ dymu i spalin w obiektach
wielkokubaturowych
Okazuje się, że poglądy na temat sposobów oddymiania budynków
jednokondygnacyjnych zmieniały się w czasie.
Początkowo sądzono, że uszczelnienie budynku, czyli odcięcie
dopływu powietrza, ograniczy rozmiary pożaru.
Jednak po analizie wielu pożarów w tego typu budynkach
stwierdzono, że ilość tlenu znajdująca się w objętości obiektu i tak
wystarcza do intensywnego rozwoju pożaru, przy czym zadymienie
jest tak duże, że bardzo utrudnia akcję ewakuacyjną i gaśniczą.
Za bardziej korzystne rozwiązanie przyjęto zatem takie,
które zapewnia uporządkowany przepływ dymów przy
zapewnieniu niezbędnego dopływu powietrza.
§ 270
1. Instalacja wentylacji oddymiającej powinna:
1) usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie
potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach
ewakuacyjnych, nie wystąpi zadymienie lub temperatura
uniemożliwiające bezpieczną ewakuację,
2) mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego uzupełniającego braki
tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem,
2. Przewody wentylacji oddymiającej, obsługujące:
1) wyłącznie jedną strefę pożarową, powinny mieć klasę odporności
ogniowej z uwagi na szczelność ogniową i dymoszczelność - E600S,
co najmniej taką, jak klasa odporności ogniowej stropu określona w §
216, przy czym dopuszcza się stosowanie klasy E300S, jeżeli
wynikająca z obliczeń temperatura dymu powstającego w czasie
pożaru nie przekracza 300oC,
2) więcej niż jedną strefę pożarową, powinny mieć klasę odporności
ogniowej EIS, co najmniej taką, jak klasa odporności ogniowej stropu
określona w § 216.
3. Klapy odcinające do przewodów wentylacji oddymiającej, obsługujące:
1) wyłącznie jedną strefę pożarową, powinny być uruchamiane
automatycznie i mieć klasę odporności ogniowej z uwagi na
szczelność ogniową i dymoszczelność - E600S AA, co najmniej taką,
jak klasa odporności ogniowej stropu określoną w § 216, przy czym
dopuszcza się stosowanie klasy E300S AA, jeżeli wynikająca z
obliczeń temperatura dymu powstającego w czasie pożaru nie
przekracza 300oC,
2) więcej niż jedną strefę pożarową, powinny być uruchamiane
automatycznie i mieć klasę odporności ogniowej EIS AA, co najmniej
taką, jak klasa odporności ogniowej stropu określona w § 216.
4. Wentylatory oddymiające powinny mieć klasę:
1) F60060, jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza 400oC,
2) F400120 w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza się inne
klasy, jeżeli z analizy obliczeniowej temperatury dymu oraz
zapewnienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych wynika taka
możliwość.
5. Klapy dymowe w grawitacyjnej wentylacji oddymiającej powinny mieć
klasę:
1) B30030 – dla klap otwieranych automatycznie,
2) B60030 – dla klap otwieranych wyłącznie w sposób ręczny.
ODDYMIANIE
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
grawitacyjnie - poprzez zastosowanie klap dymowych,
mechanicznie – poprzez zastosowanie wentylatorów oddymiających
Obiekty wielkokubaturowe (takie jak np. hale, magazyny) można
oddymiać w następujący sposób:
Niezależnie od zastosowanego sposobu, każdy system oddymiania musi
zapewnić:
usuwanie poza obiekt lub rozcieńczenie dymu,
utrzymanie strefy wolnej od dymu na drogach ucieczki i dojściach
dla służb ratowniczych,
usuwanie powstającego ognia, czyli obniżanie temperatury.
System odymiania grawitacyjnego - charakterystyka
Uruchomienie (otwarcie) klap dymowych może odbywać się ręcznie, np.
przez naciśnięcie alarmowego przycisku oddymiania, automatycznie po
przekroczeniu zadanych warunków termicznych (np. poprzez
termowyzwalacz) lub zdalnie przez system detekcji pożaru. Uzupełnieniem systemu sterowania są przyciski służące do ręcznego
uruchamiania naturalnej wentylacji lub automatyczne czujniki pogodowe
(wiatrowo-deszczowe) oraz czujniki temperatury umożliwiające kontrolowaną
wentylację pomieszczeń w wyniku stałego monitorowania
pogody.
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
Gdzie należy stosować oddymianie mechaniczne?
Mechaniczne systemy oddymiania należy stosować:
w obiektach wielkokubaturowych o stosunkowo niskim
obciążeniu ogniowym (niska temperatura pożaru, pożar typu
tlącego),
w pomieszczeniach nie graniczących bezpośrednio z
otoczeniem,
w pomieszczeniach, gdzie należy oczekiwać napływu gazów
(dymów) z pomieszczeń sąsiednich,
w pomieszczeniach wyposażonych w instalację tryskaczową
(mała powierzchnia pożaru, obecność tzw. zimnego dymu),
w pomieszczeniach dróg ewakuacyjnych (korytarze, klatki
schodowe).
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
Za stosowaniem systemów mechanicznych
przemawia przede wszystkim fakt, iż po włączeniu
urządzeń, instalacja ta, w przeciwieństwie do
systemów naturalnych, działa natychmiast z
maksymalną wydajnością.
Oddymianie obiektów wielkokubaturowych
Podział mechanicznych systemów usuwania dymu i
ciepła:
z uwagi na posadowienie wentylatora oddymiającego –
można umieścić wentylator:
w obszarrze objjęttym pożarrem,,
poza ttym obszarrem ((np.. na zew.. budynku)),,
z uwagi na sposób eksploatacji – można zastosować
wentylator:
słłużący ttyllko do oddymiianiia
słłużący do prracy kombiinowanejj ((wenttyllacjja //oddymiianiie))..
Kurtyny dymowe
Dodatkowym zabezpieczeniem przed rozprzestrzenianiem się pożaru i
dymu jest podział pomieszczenia podwieszonymi ściankami
ognioodpornymi oraz kurtynami dymowymi.
Kurtyna dymowa jest lekką przegrodą, wykonaną z materiałów
niepalnych, podwieszoną pionowo pod dachem, przeciwdziałąjącą
rozprzestrzenianiu się dymu i gazów pożarowych w kierunku poziomym.
To zaś ogranicza zbytnie ochładzanie się dymu i jego opadanie w
kierunku podłogi. Pod względem konstrukcyjnym kurtyny dymowe można podzielić
na:
stałe kurtyny dymowe (tzw. statyczne),
automatyczne kurtyny dymowe (tzw. aktywne).
Stałe kurtyny dymowe
Stałe kurtyny dymowe wykonane są w postaci pionowych,
podwieszonych pod stropem ścianek lub tkanin ognioodpornych (o
odpowiedniej odporności ogniowej).
Kurtyny stałe znajdują najczęściej zastosowanie w halach
przemysłowych, produkcyjnych, targowo-wystawienniczych, handlowych
oraz dużych magazynach itp.
Automatyczne kurtyny dymowe
Kurtyny dymowe w formie tekstylnej rolowanej są wykonane z włókna
szklanego pokrytego warstwą poliuretanu.
Istota działania automatycznej kurtyny dymowej polega na tym, że na
sygnał z systemu sygnalizacji pożaru kurtyna opada w zaplanowany sposób
do określonej wysokości nad posadzką.
W następstwie jedna lub kilka sprzęgniętych ze sobą kurtyn dymowych
zamyka obszar gromadzenia się dymu umożliwiając jego odprowadzenie
poprzez wentylację oddymiającą (naturalną lub mechaniczną).
Kurtyny powietrzne
Kurtyny powietrzne stanowią przykład rozwiązania
technicznego umożliwiającego odcięcie przepływu dymu i gazów
pożarowych pomiedzy poszczególnymi strefami pożarowymi w
obrebie jednej kondygnacji.
Mogą być stosowane w obiektach, w których przewiduje się
wydłużenie czasu ewakuacji (np. w szpitalach czy domach opieki).
Klapy dymowe
O możliwości utrzymania odpowiedniej głębokości warstw spalin pod
stropem decyduje pole powierzchni otworów klap dymowych.
Powierzchnia otworów w sektorze musi być taka, aby powstające w
czasie pożaru gorące gazy i dym mogły być odprowadzone na zewnątrz.
Z jednej strony, im większa powierzchnia otworów, tym lepsze
odprowadzenie produktów spalania, z drugiej zaś, ze względów
konstrukcyjnych i ekonomicznych górna wielkość pola powierzchni
otworów jest ograniczona (zwykle do kilu procent powierzchni stropu).
Prawidłowo zaprojektowane i zainstalowane klapy dymowe spełniają
następujące funkcje:
ułatwiają ewakuację, lokalizację pożaru i zwalczania ognia poprzez
wytworzenie przypodłogowej warstwy wolnej od dymu,
ułatwiają działania ratownicze i prowadzenia akcji gaśniczej poprzez
obniżenie stężenia i temperatury dymu,
zapewniają ochronę konstrukcji budynku przed przegrzaniem i
zniszczeniem,
zmniejszają pośrednie straty pożarowe spowodowane dymem i
gorącymi gazami pożarowymi.
Każda klapa jest wyposażona w urządzenie wyzwalające,
odpowiedzialne za otwieranie lub otwieranie i zamykanie.
Jako urządzenia wyzwalające stosuje się:
mechanizmy elektryczne (siłowniki elektryczne współpracujące
z systemem przeciwpożarowym) lub
mechanizmy pneumatyczne (z wyzwalaczem termicznym lub
sprężyny gazowe z bezpiecznikiem termicznym).
W przepisach często pojawia się pojęcie „samoczynne
urządzenia oddymiające” – należy pamiętać, że jeżeli jedyną
metodą otwarcia klap jest uruchomienie ręczne, to urządzenie
nie może być traktowane jak samoczynne.
Klapy dymowe wyposażone wyłącznie w pneumatyczne
urządzenia oddymiające nie realizują funkcji przewietrzania, o
ile nie zostanie w nich zamontowany dodatkowy siłownik
elektryczny.
Wentylatory oddymiające (wg polskich wymagań):
Wentylatory oddymiające powinny mieć klasę:
F60060 (odporne na działanie temperatury 600oC przez 60
min), jeżeli przewidywana temperatura dymu przekracza
400oC.
F400120 (odporne na działanie temperatury 400oC przez
120 min) w pozostałych przypadkach, przy czym dopuszcza
się inne klasy, jeżeli z analizy obliczeniowej temperatury
dymu oraz zapewnienia bezpieczeństwa ekip ratowniczych
wynika taka możliwość.
W zależności od potrzeb istnieje możliwość zastosowania wentylatorów o
odporności ogniowej: F60060, F400120, F30060, F200120.
Projektowanie systemów oddymiania obiektów
wielkokubaturowych
Etap tworzenia koncepcji projektowania systemu oddymania
zawierać powinien szereg istotnych dla funkjonowania obiektu ustaleń,
takich jak:
• przeznaczenie obiektu (określenie kategorii zagrożenia ludzi ZL albo
profilu produkcji lub rodzaju składowanych materiałów przy
uwzględnieniu wykorzystania przestrzennego obiektu) – decyduje o
mocy potencjalnego pożaru,
• priorytetowe zadania systemu wentylacji pożarowej – należy
zaplanować system ochrony dróg ewakuacji, system ochrony mienia
i konstrukcji budynku, wspomaganie ekip ratowniczych,
• układ architektoniczny obiektu – należy ustalić lokalizację
zasobników dymu, położenie pomieszczeń przyległych, liczbę
kondygnacji oraz wielkość balkonów i antresol,
• organizacja (zagospodarowanie) przestrzeni obiektu, organizacja
przestrzeni podstropowej – należy przewidzieć wielkość otworów
dolotowych z przestrzeni przyległych.
Wydzielenie stref pożarowych i sektorów oddymiania
Wielkość strefy pożarowej dla konkretnego obiektu określa każdorazowo
aktualna wersja przepisów techniczno-budowlanych z rozróżnieniem
obiektów klasyfikowanych w kategorii zagrożenia ludzi (użytkowe) oraz
obiektów przemysłowo-magazynowych i inwentarskich.
Podział strefy pożarowej na sektory oddymiania
Dla poprawy efektywności systemu oddymiania należy dążyć do możliwie
jak największego skrócenia drogi pomiędzy miejscem wybuchu pożaru a
punktem usunięcia dymu poza budynek.
Z tego względu zgodnie ze standardami projektowymi zaleca się
wyznaczenie w ramach strefy pożarowej tzw. stref dymowych (sektorów
oddymiania) – maksymale powierzchnie takich sektórów nie powinny
przekraczać 2000-2600m2.
Rozmieszczenie klap dymowych
Wymagania ogólne
Klapy dymowe należy rozmieszczać równomiernie w obrębie danej
przestrzeni poddachowej.
Jeżeli w pomieszczeniu są materiały różniące się szybkością i
intensywnością spalania, wówczas klapy mogą być rozmieszczone
nierównomiernie (przy zachowaniu warunku: dmin = 0,5H ≥ 2,5 m).
Jeżeli w obrębie danej przestrzeni poddachowej materiały palne są
skoncentrowane na małej powierzchni, to w takim przypadku klapy
powinny być umieszczone wyłącznie nad tą powierzchnią.
Minimalne odległości klap dymowych od ścian
Ze względu na niebezpieczeństwo przeniesienia się pożaru przez klapy
dymowe powinny być zachowane następujące minimalne odstępy tych
otworów (odnoszące się do zewnętrznej krawędzi klapy):
od ścian oddzielenia przeciwpożarowego L1 = 5,0 m,
od ścian działowych L2 = 7,0 m,
między budynkami o różnej wysokości:
L3 = 2,5 m – jeżeli ściana budynku wyższego jest pozbawiona
otworów i stanowi element nierozprzestrzeniający,
L3 = 8,0 m – w przeciwnym razie.
od ścian zewnętrznych L4 = 2,5 m.
Maksymalne odległości klap dymowych od brzegu budynku
Odległość między klapami dymowymi a krawędzią budynku nie może być
większa niż:
10 m na dachach o nachyleniu <12o,
20 m na dachach o nachyleniu > 12o.
Odległości między klapami dymowymi
Wzajemne odległość między klapami dymowymi nie mogą być:
mniejsze niż suma dłuższych boków lub średnic obu klap,
większe niż 20 m.
Rozmieszczenie klap dymowych na dachach o dużym nachyleniu
Przy nachyleniu dachu ≥ 10o klapy należy instalować w taki sposób, aby
ich środek geometryczny leżał powyżej wysokości H pomieszczenia.
Liczba klap dymowych
W celu szybszego odprowadzenia dymu i gazów pożarowych do atmosfery
bardziej celowe jest zastosowanie większej liczby małych klap dymowych
niż mniejszej liczby dużych klap dymowych.
Każdy sektor dachu wydzielony kurtynami dymowymi powinien być
wyposażony przynajmniej w jedną klapę dymową.
Wymagania specjalne odnośnie min. powierzchni czynnej klap dymowych
Klatki schodowe:
Acz = 5% powierzchni rzutu podłogi, pow. jednego otworu nie mniej niż
1,0 m2 – w budynkach niskich i średniowysokich,
Acz = 7,5% powierzchni rzutu podłogi, pow. jednego otworu nie mniej niż
1,5 m2 – w budynkach wysokich.
Poziome drogi ewakuacyjne:
co najmniej jedna klapa dymowa na każde 10 m długości poziomej drogi
ewakuacyjnej, Acz pojedynczej klapy nie mniej niż 0,9 m.
Szyby dźwigów:
Acz = 2,5% powierzchni rzutu poziomego podłogi szybu dźwigowego, pow.
jednego otworu nie mnie niż 0,5 m2.
System nawiewu pożarowego
Zapewnienie dostatecznego dopływu powietrza
W celu zapewnienia pełnego wykorzystania powierzchni czynnej klap
dymowych należy przewidzieć odpowiednią liczbę otworów przez które
przedostaje się powietrze uzupełniające, umiejscowione w dolnej części
pomieszczenia.
Geometryczna powierzchnia otworów wlotowych powinna być co najmniej
o 30÷50% większa niż suma geometrycznych powierzchni wszystkich klap
dymowych w odniesieniu do powierzchni przestrzeni poddachowej
wydzielonej kurtynami dymowymi.
System nawiewu pożarowego
Skuteczny zasięg strumienia powietrza kompensacyjnego
Wymagane jest aby cała powierzchnia przypodłogowa w każdym sektorze
oddymiania była omywana powietrzem kompensacyjnym.
Problem może się pojawić w rozległych halach i przy zastosowaniu
względnie niewielkich prędkości napływu powietrza.
Projektowanie systemów oddymiania obiektów
wielkokubaturowych
Dobór wiekości wentylatorów oddymiających
Stosowane są dwie metody określenia wielkości wentylatorów
oddymiających:
1. Wg starej normy niemieckiej – dobór wentylatora odbywa się na
podstawie obciążenia ogniowego.
2. Zgodna ze standardami europejskimi i amerykańskimi (zgodna z
normami BS 7346-4:2003 i EN 12101-5) gdzie dobór wentylatora
odbywa się na podstawie obliczonej ilości powstającego podczas
pożaru dymu i jego temperatury.
1. Obliczenie obciążenia ogniowego qr dla rozpatrywanego
pomieszczenia.
Obciążenie ogniowe qr wyrażone w kWh/m2 odpowiada ilości
ciepła powstałej ze spalania w strefie pożarowej wszystkich
materiałów palnych, odniesionej do obliczeniowej
powierzchni pożaru AR w m2.
2. Określenie strumienia (wymaganej ilości wymian)
powietrza.
3. Obliczenie temperatury gazów pożarowych (jeżeli ich
temperatura jest więcej niż o 5% wyższa od temperatury,
którą wg atestu wytrzymuje wentylator, wówczas należy
zwiększyć ilość wymian powietrza lub przewidzieć by-pass,
zapewniający dodatkowe domieszanie powietrza świeżego –
o niższej temperaturze).
1. Obliczenie obciążenia ogniowego qr dla rozpatrywanego
pomieszczenia.
Obciążenie ogniowe qr wyrażone w kWh/m2 odpowiada ilości
ciepła powstałej ze spalania w strefie pożarowej wszystkich
materiałów palnych, odniesionej do obliczeniowej
powierzchni pożaru AR w m2.
2. Określenie strumienia (wymaganej ilości wymian)
powietrza.
3. Obliczenie temperatury gazów pożarowych (jeżeli ich
temperatura jest więcej niż o 5% wyższa od temperatury,
którą wg atestu wytrzymuje wentylator, wówczas należy
zwiększyć ilość wymian powietrza lub przewidzieć by-pass,
zapewniający dodatkowe domieszanie powietrza świeżego –
o niższej temperaturze).
4. Określenie ilości powietrza traconego w wyniku
nieszczelności oraz wyznaczenie całkowitych ilości powietrza
(straty ciśnienia, rodzaj i rozległa na ogół sieć kanałów
wpływają na mniejsze lub większe straty w wyniku
nieszczelności w systemie).
Należy zaznaczyć, że wydajność mechanicznych urządzeń
oddymiających mierzy się nie na wentylatorze, ale w
określonym pomieszczeniu (strefie) objętym pożarem w
warunkach normalnych.
5. Określenie całkowitego spadku ciśnienia w systemie.
6. Dobór wentylatora oddymiającego (na obliczone lub
określone wcześniej – wg punktów 2÷5 – wartości).
