Współdziałanie systemu oddymiania i instalacji tryskaczowej w obiektach wielkopowierzchniowych

W procesie projektowania wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej w obiektach wielkopowierzchniowych wykorzystuje się zaawansowane metody inżynierskie. Symulacje komputerowe CFD wykorzystują metody numeryczne do rozwiązania problemów związanych z przepływem płynów i przenoszeniem ciepła. Nowatorskie rozwiązania projektowe, wyniki badań oraz obowiązujące normy i standardy nie dają jednoznacznej odpowiedzi na pytanie: czy współpraca systemu oddymiania i instalacji tryskaczowej w obiektach wielkopowierzchniowych jest skuteczna? Wyniki badań w tej materii są niejednoznaczne.

Instalacja tryskaczowa umiejętnie i skutecznie połączona z instalacją oddymiania może zwiększyć istotnie poziom bezpieczeństwa obiektu. Jest to możliwe dzięki dobrej znajomości zasad działania obu instalacji; poprawnie opracowanego scenariusza pożarowego; współpracy projektantów instalacji gaśniczej, oddymiającej i rzeczoznawcy ds. zabezpieczeń ppoż. przy projektowaniu instalacji m.in. w galeriach handlowych, obiektach atrialnych, halach widowiskowych i rozrywkowych zaliczanych do kategorii zagrożenia ludzi (ZL) oraz magazynach wysokiego składowania zaliczanych do grupy obiektów produkcyjno-magazynowych (PM). Każdy obiekt wymaga indywidualnego rozpatrzenia kwestii związanych ze współdziałaniem wymienionych systemów. Należy przeanalizować: charakterystykę rozwoju pożaru; przewidywany czas ewakuacji ludzi; uwzględniać możliwość akcji ratowniczo-gaśniczej. W scenariuszu pożarowym należy sprecyzować współpracę obu systemów [1]. Zasady współdziałania instalacji oddymiania i tryskaczy poruszono m.in. w BS 7346:4-2003, NFPE 92B, DIN 18232.

Zasady działania wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej

Ze względu na sposób oddymiania rozróżniamy wentylację grawitacyjną i mechaniczną. Powszechnie stosowane jest oddymianie z wykorzystaniem wentylacji naturalnej (grawitacyjnej), wywołanej siłami unoszenia, powstałymi wskutek różnicy gęstości gazów, wynikającej z różnicy temperatury. System oddymiania działa na zasadzie otwarcia klap pożarowych przy stropie. Usprawnia naturalny ciąg powietrza. Do strefy dymowej napływa powietrze kompensacyjne, pomieszczenie napowietrzane jest od dołu ku górze. Świeże powietrze doprowadza się przy pomocy otworów napowietrzających w postaci drzwi, bram i okien. Do instalacji dobiera się napędy pneumatyczne lub elektryczne. System uruchamiany jest ręcznie przez naciśnięcie alarmowego przycisku oddymiania. Może również zadziałać automatycznie po przekroczeniu zadanych warunków termicznych lub zdalnie przez system detekcji pożaru (czujki dymu).

Przy sterowaniu ręcznym scenariusze pożarowe przewidują uruchomienie instalacji na polecenie kierującego działaniami ratowniczymi w przeciwieństwie do klap wyzwalanych automatycznie przez system detekcji pożaru. System uruchamiany automatycznie zaczyna działać już w początkowej fazie pożaru, poprawiając warunki ewakuacji. Przy bardziej rozbudowanych układach kontroli i sterowania wraz ze zmieniającymi się warunkami pożaru możliwa jest zmiana scenariusza oddymiania. W przypadku wentylacji wspomaganej mechanicznie głównym mechanizmem odpowiedzialnym za przepływ dymu jest podciśnienie wywołane pracą wentylatorów oddymiających. System oddymiania mechanicznego zakłada efektywną pracę od początku powstania pożaru. Układ uruchamia się automatycznie po wykryciu dymu. Dym przemieszcza się do zbiornika dymu, czyli wydzielonej kurtynami dymowymi lub przegrodami budowlanymi powierzchni pod stropem. Oddymianie mechaniczne odbywa się dzięki układowi wentylatorów wyciągowych, które zasilane są sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu [2]. Niemniej jednak instalacja oddymiania nie jest w stanie kontrolować rozwoju pożaru. Dzięki utrzymaniu warstwy wolnej od dymu lub zmniejszeniu jego gęstości wspomaga ewakuację i działanie straży pożarnej.

Działanie instalacji tryskaczowej

Z kolei urządzenia tryskaczowe należą do stałych, samoczynnych urządzeń gaśniczych. Mają za zadanie uruchomić proces gaszenia wodą, chłodzić miejsce pożaru oraz jego bezpośrednie sąsiedztwo wodą. Ze względu na skuteczność odprowadzenia ciepła przez drobniejsze krople wody (większa powierzchnia parowania) systemy tryskaczowe są bardziej efektywne niż strumień wody. Działanie instalacji tryskaczowej jest ograniczone do obszaru bezpośredniego oddziaływania pożaru, czyli przestrzeni, na której konwekcyjne ciepło dymu i gazów pożarowych będzie powodować wyzwolenie termoczułych elementów tryskaczowych. Tryskacze zmniejszają prawdopodobieństwo rozszerzania się pożaru, wspomagają działanie ekip ratowniczych przez ograniczenie obszaru objętego pożarem i strat materialnych. Równolegle instalacje tego typu opóźniają wzrost temperatury podstropowej warstwy dymu i spowalniają wypełnienie się obiektu dymem. Po zadziałaniu tryskaczy system odprowadzania dymu i ciepła pełni drugorzędną rolę. Wentylacja oddymiająca może w sposób wymuszony pomóc oczyścić obiekt z dymu zalegającego po ugaszeniu pożaru [1].

Oba rodzaje urządzeń mają odmienne cele stosowania. W związku z tym bardzo często dochodzi do kolizji w zakresie scenariuszy ich współdziałania. Proces projektowania instalacji powinien zostać opracowany i zrealizowany jako spójna koncepcja zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego w budynku przy wykorzystaniu rozwiązań adekwatnych do zagrożeń występujących w obiekcie. Powinien również uwzględniać aspekt ekonomiczny.

Galeria