Serwis Smay używa cookies. W przeglądarce internetowej można zmienić ustawienia dotyczące cookies.
Brak zmiany tych ustawień oznacza akceptację dla stosowanych tu cookies.

Analiza rozwiązań projektowych dla systemów nadciśnieniowych zgodnie z Normą PN-EN 12101-6

Autor
Rafał Polichnowski

Asystent Dyrektora Handlowego – SMAY Sp. z o.o

Norma PN-EN 12101-6 rozróżnia sześć klas systemów różnicowania nadciśnienia: A, B, C, D, E oraz F. Projektant we współpracy z rzeczoznawcą powinien ustalić, którą z klas należy zastosować w danym obiekcie. Konsekwencją tego wyboru będą narzucone przez normę kryteria, jakie należy spełnić przy projektowaniu systemu.

W tym artykule skoncentrujemy się na systemie różnicowania nadciśnienia klasy B oraz kryterium prędkości przepływu powietrza do strefy objętej pożarem, wynoszącym 2 m/s (Rysunek 1). Prędkość tę musimy zapewnić na otwartych drzwiach w przegrodzie pomiędzy strefą objętą pożarem a przestrzenią chronioną (przedsionek / hol windowy).

Realizację tego kryterium możemy zapewnić, nawiewając odpowiednią ilość powietrza do klatki schodowej, a następnie tłocząc je przez otwarte drzwi do przedsionka i dalej do strefy objętej pożarem, lub nawiewając powietrze bezpośrednio do przedsionka, a następnie do strefy objętej pożarem. Zanim wybierzemy właściwe miejsce nawiewu powietrza dla spełnienia kryterium 2 m/s, należy wykonać analizę architektoniczną budynku oraz analizę dynamiki przepływu powietrza od miejsca nawiewu do miejsca upustu.

Zakładamy, że otwór drzwiowy, w którym mierzymy prędkość przepływu, ma powierzchnię 2 m2 . Ilość powietrza, jaką należy przez niego tłoczyć, będzie wynosić 2 m2 × 2 m/s × 3600 = 14 400 m3 /h. Musimy pamiętać, że przepływ powietrza ze strefy nadciśnienia nastąpi tylko wówczas, gdy w pomieszczeniu objętym pożarem zostanie zapewniony odpowiedni upust na zewnątrz budynku. W przypadku braku upustu nastąpi wyrównanie ciśnienia pomiędzy strefami, a w konsekwencji dynamiczna migracja zadymionego powietrza do strefy chronionej (klatka schodowa / hol windowy / przedsionek).

Zacznijmy więc od ustalenia z architektem, jaki rodzaj upustu gorącego dymu ze strefy objętej pożarem (mechaniczny czy grawitacyjny) możemy wybrać. Wartość upustu musi być równa lub większa od 14 400 m3 /h.

Dziś omówimy rozwiązania w oparciu o grawitacyjne odprowadzenie gorącego dymu ze strefy objętej pożarem.

Upust grawitacyjny

Przy tym rozwiązaniu musimy dążyć do uzyskania jak najmniejszego oporu dla obliczonego przepływu powietrza, ponieważ wartość tego oporu wpływa bezpośrednio na wydatek całego systemu różnicowania nadciśnienia. W systemie klasy B przy kryterium prędkości przepływu 2 m/s na klatce schodowej drzwi są otwarte nie tylko na piętrze objętym pożarem, ale również poniżej tego piętra oraz na poziomie, z którego następuje ewakuacja ludzi na zewnątrz budynku (przeważnie jest to parter).

a) Zakładamy, że nawiew całości powietrza następuje do klatki schodowej (Rysunek 2). Powietrze o wydatku 14 400 m3 /h przemieszcza się przez otwór drzwiowy pomiędzy klatką schodową a przedsionkiem, a następnie przez otwór drzwiowy pomiędzy przedsionkiem a strefą objętą pożarem. W dalszej kolejności powietrze zostaje wypchnięte na zewnątrz budynku przez zaprojektowany upust. Przeanalizujmy więc, jaki jest generowany opór i wydatek systemu przy tak zrealizowanym kryterium przepływu.

 

LEGENDA:

  1. Jednostka napowietrzająca typu iSWAY
  2. Układ podwójnej czerpni regulowany przepustnicą
  3. Zdalny czujnik ciśnienia typu P-MACF
  4. Kratka nawiewna z przepustnicą typu STW/GA
  5. Okno oddymiające z siłownikiem – funkcja upustu
  6. Tłumik akustyczny

Powietrze przepływające przez otwór drzwiowy z jednej przestrzeni do drugiej z prędkością 2 m/s generuje opór 6 Pa (Tabela 1). Mamy dwa otwory drzwiowe, więc suma oporów wyniesie 12 Pa. Dodatkowo załóżmy, że upust realizowany będzie przez okno oddymiające o powierzchni 2 m2 . Sumarycznie mamy więc 18 Pa oporów. Wynika z tego, że na wszystkich pozostałych otworach, jakie znajdują się w klatce schodowej, musimy wygenerować opór o wartości co najmniej 18 Pa, aby powietrze przemieszczało się przez otwarte drzwi w kierunku okna oddymiającego.

Największym otworem na klatce schodowej są otwarte drzwi ewakuacyjne na zewnątrz budynku. Przyjmijmy, że ich powierzchnia wynosi 2 m2 . Aby wytworzyć na nim 18 Pa oporu, prędkość przepływającego powietrza powinna wynosić 3,5 m/s. Wynika z tego, że przy kryterium przepływu 2 m/s do klatki schodowej musimy dostarczyć dodatkowo 25 200 m3 /h (w naszej analizie nie uwzględniamy pozostałych nieszczelności na klatce). Zatem sumaryczna ilość powietrza niezbędna do spełnienia kryterium przepływu przy tak zrealizowanym upuście grawitacyjnym wynosi 14 400 m3 /h + 25 200 m3 /h = 39 600 m3 /h.

Teraz należy przeanalizować właściwe rozmieszczenie nawiewów powietrza na klatce schodowej, aby na żadnym piętrze nie przekroczyć dopuszczalnej siły otwarcia drzwi, która wynosi 100 N.

UWAGA!

Nieszczelności klatki schodowej przy kryterium różnicy ciśnień (Rysunek 1) mogą być znacząco niższe. Wentylator musi zatem tłoczyć skrajnie różne wydatki powietrza w zależności od liczby zamkniętych lub otwartych drzwi. Należy zawsze stosować urządzenia, które mają aktualne certyfikaty potwierdzające zakres pracy wentylatora oraz szybkość reakcji systemu.

b) Zakładamy, że nawiew całości powietrza następuje do przedsionka (Rysunek 3). Powietrze o wydatku 14 400 m3 /h przemieszcza się przez otwór drzwiowy pomiędzy przedsionkiem i strefą objętą pożarem. W dalszej kolejności zostaje wypchnięte na zewnątrz budynku przez zaprojektowany upust. Przeanalizujmy więc, jaki jest generowany opór i wydatek systemu przy tak zrealizowanym kryterium przepływu.

LEGENDA:

  1. Jednostka napowietrzająca typu iSWAY
  2. Układ podwójnej czerpni regulowany przepustnicą
  3. Zdalny czujnik ciśnienia typu P-MACF
  4. Kratka nawiewna z przepustnicą typu STW/GA
  5. Okno oddymiające z siłownikiem – funkcja upustu
  6. Tłumik akustyczny płytowy typu TAP
  7. Klapa wentylacji pożarowej z siłownikiem typu KWP-P-E
  8. Kratka nawiewna typu STW

Powietrze przepływające przez otwór drzwiowy z jednej przestrzeni do drugiej z prędkością 2 m/s generuje opór 6 Pa (Tabela 1). Mamy jeden otwór drzwiowy, więc suma oporów wyniesie 6 Pa. Dodatkowo załóżmy, że upust realizowany będzie przez okno oddymiające o powierzchni 2 m2 .

Sumarycznie mamy więc 12 Pa oporów. Wynika z tego, że na wszystkich otworach, jakie znajdują się w klatce schodowej, musimy wygenerować opór o wartości co najmniej 12 Pa, aby powietrze przemieszczało się przez otwarte drzwi w kierunku okna oddymiającego.

Największym otworem na klatce schodowej są otwarte drzwi ewakuacyjne na zewnątrz budynku. Przyjmijmy, że ich powierzchnia wynosi 2 m2 . Aby wytworzyć na nim 12 Pa oporu, prędkość przepływającego powietrza powinna wynosić 2,9 m/s. Wynika z tego, że przy kryterium przepływu 2 m/s do klatki schodowej musimy dostarczyć 20 880 m3 /h (w naszej analizie nie uwzględniamy pozostałych nieszczelności na klatce). Zatem sumaryczna ilość powietrza niezbędna do spełnienia kryterium przepływu przy tak zrealizowanym upuście grawitacyjnym wynosi: 14 400 m3 /h + 20 880 m3 /h = 35 280 m3 /h. Teraz należy przeanalizować właściwe rozmieszczenie nawiewów powietrza na klatce schodowej, aby na żadnym piętrze nie przekroczyć dopuszczalnej siły otwarcia drzwi, która wynosi 100 N. Dotyczy to również drzwi z przedsionka do strefy objętej pożarem. Nawiew do klatki i przedsionka realizowany jest przez dwa niezależne urządzenia.

 

UWAGA!

Nieszczelności przedsionka i klatki schodowej przy kryterium różnicy ciśnień (Rysunek 1) mogą być znacząco niższe. Wentylator musi zatem tłoczyć skrajnie różne wydatki powietrza w zależności od liczby zamkniętych lub otwartych drzwi. Należy zawsze stosować urządzenia, które mają aktualne certyfikaty potwierdzające zakres pracy wentylatora oraz szybkość reakcji systemu.

Z powyższych analiz wynika, że wybór rozwiązania projektowego wpływa na sumaryczną ilość powietrza doprowadzanego do stref chronionych. Zgodnie z Normą 12101-6 przy doborze urządzeń napowietrzających należy dodatkowo uwzględnić 15% na niekontrolowane nieszczelności. W konsekwencji wielość urządzeń napowietrzających, moc silników elektrycznych, przekrój kabli zasilających oraz wielkość szaf automatyki może się znacząco różnić. Doświadczenie firmy SMAY pokazuje, że wybór zastosowanego rozwiązania ma znaczący wpływ na całkowity koszt instalacji różnicowania nadciśnienia.

 

Safety Way: innowacyjny system różnicowania ciśnień – drogi ewakuacyjne wolne od dymu i ognia – najwyższy stopień ochrony
System różnicowania ciśnień Safety Way to rozwiązanie dla budynków wielokondygnacyjnych:

  • iSWAY-FC® do różnicowania ciśnienia w systemach kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła,
  • wykorzystanie innowacyjnego algorytmu predykcyjnego,
  • wytrzymały nawet w ekstremalnych warunkach atmosferycznych system Anty Frost,
  • 24-godzinny autotest sprawdzający wszystkie podzespoły,
  • automatyczna adaptacja do zmieniających się warunków podczas eksploatacji obiektu,
  • komunikacja pomiędzy poszczególnymi elementami zestawu i stały monitoring wszystkich jego elementów (regulatory, zdalne czujniki ciśnienia itd.),
  • stały pomiar P-MAC(F) wartości zadanej statycznego ciśnienia różnicowego pomiędzy przestrzenią chronioną i odniesienia.

Pobierz wydanie przewodnia “System różnicowania ciśnień”

Chcesz wiedzieć więcej? Odwiedź naszego BLOGA. Nasi eksperci dostarczą Ci pełną bazę wiedzy na temat wentylacji i ochrony przeciwpożarowej.
Potrzebujesz porady? Skontaktuj się z naszym działem doradców.
Bądź z nami na bieżąco: