Jak dobrać odpowiedni system oddymiania klatki schodowej? To zależy! W tym artykule na konkretnym przykładzie i zgodnie z obowiązującymi przepisami dobieramy najkorzystniejsze rozwiązanie wentylacyjne. Trudny przypadek – łatwe rozwiązanie! To wszystko dzięki zastosowaniu systemu ZODIC-M, który jest wyposażony w ścienny zespół napowietrzający ZNZ.

W 2016 r. Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej (CNBOP-PIB) opublikowało wytyczne dla systemów oddymiania grawitacyjnego z nawiewem mechanicznym (z późniejszą aktualizacją w 2019 r.). Umożliwiają one zastosowanie systemu oddymiania w przestrzeniach, w których oddymianie klatki dotychczas było problematyczne, np.:

• na klatkach schodowych zlokalizowanych w środku budynku, bez drzwi bezpośrednio na zewnątrz;
• na klatkach schodowych obsługujących kilka kondygnacji podziemnych.

Stosowanie systemów oddymiania jest wymagane Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

Mówi o tym § 245 oraz § 246 rozporządzenia:

Poniżej opiszę przypadek, w którym nie można zastosować oddymiania grawitacyjnego z nawiewem kompensacyjnym przez drzwi wejściowe. Klatka schodowa ma jednak ścianę zewnętrzną. Umożliwi ona zastosowanie systemu ZODIC-M wyposażonego w ścienny zespół napowietrzający ZNZ.

Przyjęte założenia

Obliczenia do doboru systemu oddymiania klatki schodowej wykonano w oparciu o wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016. Oddymianie klatki schodowej będzie realizowane poprzez klapy dymowe umieszczone w dachu klatki schodowej. Dla uzupełnienia usuwanego powietrza na poziomie parteru, w ścianie zewnętrznej klatki schodowej, umieszcza się osiowy wentylator napowietrzający.

Klatka schodowa będzie oddymiana przy użyciu systemu ze zmiennym wydatkiem kompensacyjnym, ZODIC-M zgodnym z wytycznymi CNBOP-PIB. System oparty jest na wentylatorze napowietrzającym ze zmiennym przepływem powietrza adaptowalnym do pracy w różnych warunkach. Dzięki zastosowaniu wentylatora możliwy jest dopływ powietrza, który zwiększy skuteczność oddymiania oraz uniezależni system od wpływu niekorzystnych warunków atmosferycznych, takich jak temperatura czy niekorzystny kierunek wiatru.

W praktyce system oddymiania klatki schodowej zostanie uruchomiony w przypadku:

• wykrycia dymu przez koincydencję dwóch czujek dymowych,
• wykrycia dymu przez jedną czujkę i wciśnięcia ręcznego przycisku oddymiania,
• wciśnięcia ręcznego przycisku oddymiania.

Uruchomienie systemu następuje ze zwłoką czasową 60 s. Czas ten powinien uwzględnić otwarcie klapy dymowej. Zaleca się, by urządzenie nawiewne uruchamiało się po otrzymaniu sygnału pełnego otwarcia urządzeń oddymiających (ze wskaźnika krańcowego siłowników).

Parametry urządzeń oddymiających dla klatek w budynku średniowysokim

W niskich i średniowysokich budynkach mieszkalnych powierzchnia czynna klap dymowych (Acz) powinna odpowiadać co najmniej 5% powierzchni obliczeniowej klatki schodowej (AKS-O), jednak musi wynosić nie mniej niż 1 m2.

Wyznaczanie ilości powietrza na potrzeby mechanicznego nawiewu kompensacyjnego

Zgodnie z wytycznymi CNBOP przyjęto trzy kryteria wyznaczania ilości powietrza kompensacyjnego:

Kryterium prędkości – prędkość przepływu powietrza przez powierzchnię obliczeniową klatki schodowej Akso powinna wynosić 0,2 m/s.

Wyznaczanie powierzchni obliczeniowej klatki schodowej:

A – maksymalna powierzchnia rzutu biegów schodów, o zdefiniowanej szerokości biegu (x).

B – minimalna wymagana powierzchnia spoczników, wynikająca z geometrii klatki schodowej i wymaganej minimalnej szerokości użytkowej spocznika (wynikającej z aktualnych WT): 24. UWAGA: W przypadku klatek schodowych w budynkach istniejących, których wymiary biegu lub spocznika są mniejsze niż wymagane przez aktualne WT, do wyznaczenia powierzchni obliczeniowej klatki schodowej należy przyjąć minimalne szerokości użytkowe biegu/spocznika, wynikające z aktualnych wymagań WT.

C – powierzchnia pozostałych otworów międzykondygnacyjnych.

D – powierzchnia duszy schodów. Powierzchni D stawia się następujący warunek:

x rzeczywista szerokość biegu schodów (nie mniejsza niż minimalna szerokość użytkowa biegu, wynikająca z WT);

y – minimalna szerokość spocznika wynikająca z WT i nie mniejsza niż x.

§ 68. 1. Graniczne wymiary schodów stałych w budynkach o różnym przeznaczeniu określa tabela:

AKS-O = 14,2 m2 

Kryterium nieszczelności – wielkość strumienia powietrza przepływającego przez nieszczelności klatki schodowej zależy od różnicy ciśnienia panującej pomiędzy klatką schodową a jej otoczeniem.

W związku z różnym rozkładem ciśnienia w funkcji wysokości klatki schodowej na potrzeby niniejszych wytycznych do wyznaczenia strumienia powietrza wypływającego przez nieszczelności przegród klatki schodowej (Vn_p) przyjęto średnią różnicę ciśnienia (Δp) wynoszącą 15 Pa. Do wyznaczania wielkości strumienia przyjęto, że wszystkie drzwi klatki schodowej są zamknięte. Przy wyznaczaniu nieszczelności nie uwzględniono strumienia powietrza przepływającego przez urządzenia oddymiające.

Przy określaniu powierzchni nieszczelności należy stosować wartości wskazane w normie PN-EN 12101-6.

Kryterium otwartych drzwi – do wyznaczenia wielkości strumienia powietrza przepływającego przez otwarte drzwi (Vn_v) należy przyjąć prędkość przepływu powietrza w pojedynczym otworze drzwiowym równą 1 m/s. W nowoprojektowanych budynkach kryterium to jest pomijane.

Ilość powietrza kompensującego oddymianie klatki wyznaczono, sumując kryterium pierwsze i drugie. Zgodnie z wytycznymi CNBOP trzeciego kryterium nie bierzemy pod uwagę, gdy klatka schodowa spełnia wymagania WT i drzwi do niej są wyposażone w samozamykacze (por. Systemy oddymiania klatek schodowych, CNBOP-PIB W-0003:2016, wydanie 2., maj 2019, s. 27.).

Sumaryczny strumień powietrza kompensacyjnego potrzebny do oddymiania wynosi:

Vn = Vn_min + V n_1 = 14,1 * 3600 + 0,83 * 0,878 + 15 ^ 0,5 * 3600 = 20 384 m3/h

Na tej podstawie dobrano urządzenie kompensacyjne ZNZ-2J.

Lokalizacja nawiewu w klatce schodowej

Jeżeli klatka schodowa obsługuje jednocześnie kondygnacje podziemne i nadziemne, to nawiew należy lokalizować na najniższej kondygnacji. W przypadku gdy strumień powietrza jest zbyt duży i kratka nawiewna będzie za duża, nawiew powinien obejmować co najmniej dwie najniższe kondygnacje (po 50% wydatku na każdą z kratek nawiewnych).

Jeżeli nie można zlokalizować nawiewu na kondygnacjach podziemnych, to możemy go umieścić na parterze – pod warunkiem, że:

• kondygnacje podziemne są oddzielone od klatki schodowej przedsionkami przeciwpożarowymi
• drzwi do klatki schodowej będą miały odpowiednią klasę odporności ogniowej EI oraz określoną klasę dymoszczelności (wg PN-EN 13501-4:2016-07).

Podsumowanie

Przy wyznaczaniu ilości powietrza kompensacyjnego do oddymiania w nowoprojektowanych obiektach uwzględnia się jedynie kryterium 1 + kryterium 2 z wytycznych CNBOP ponieważ klatki schodowe z założenia powinny być zaprojektowane zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa budowlanego. W takim przypadku pomija się kryterium 3, które najczęściej jest znacznie większe niż kryterium 2. Dodatkowo gdy stosuje się wentylator kompensacyjny ZNZ lub osiowy, wraz z instalacją kanałową wykonaną w odpowiedniej klasie szczelności możemy zrezygnować z 15% naddatku na straty powietrza w kanałach. Pozwala to na znaczące zmniejszenie ilości powietrza nawiewanego, a co za tym idzie na zastosowanie wentylatora o mniejszej mocy. Wiąże się to dodatkowo z kolejnymi oszczędnościami inwestycyjnymi.

Mniejsza ilość powietrza powoduje:

• Zmniejszenie mocy i średnicy wentylatora
• Zastosowanie mniejszej czerpni, przepustnicy i krat nawiewnych
• Zmniejszenie wymaganego zasilania gwarantowanego dla obiektu

Zalety zestawu ZODIC-M:

• To jedyny na rynku polskim system zmiennowydatkowy do oddymiania klatek schodowych zgodny z wytycznymi CNBOP-PIB, oparty na wentylatorach ze zmiennym przepływem powietrza adaptowalnym do pracy w zmiennych warunkach.
• Zestaw spełnia wymagania przepisów prawa stawiane systemom oddymiania (WT, § 270 ust. 1 i 2, Dz.U. Nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami).
• System spełnia wymagania dla systemów z nawiewem kompensacyjnym określone w Systemach oddymiania klatek schodowych CNBOP-PIB W-0003:2016, wydanie 2., maj 2019.
• System jest kompletny. Zawiera wszystkie niezbędne elementy, które zabezpieczają klatkę schodową, w tym automatykę sterującą urządzeniami wchodzącymi w skład systemu z możliwością sterowania innymi elementami instalacji.

• Przepływ powietrza i dymu przez urządzenie oddymiające jest stale monitorowany (przez układ pomiarowy w urządzeniu oddymiającym), a ilość powietrza kompensacyjnego jest regulowana w zależności od aktualnego przepływu.
• Urządzenia oddymiające (klapy dymowe i wyrzutnie ścienne) jako jedyne w standardzie wyposażone są w układ pomiarowy, który pozwala określić przepływ dymu przez klapę dymową i dopasować wydatek wentylatora kompensacyjnego.
• Centrala zasilająco-sterująca systemu oddymiania klatki jest wyposażona w przetwornicę częstotliwości zmieniającą wydatek wentylatorów kompensacyjnych.
• Centrala zasilająco-sterująca systemu oddymiania klatki jest zasilaczem klasy „A” spełniającym wymagania normy PN-EN 12101-10. Można go zasilać pojedynczym torem transmisji o odporności ogniowej, ze źródła zasilania gwarantowanego, do którego podłączone jest zasilanie podstawowe i rezerwowe. Zasilacz można wyposażyć w system samoczynnego załączenia rezerwy.
• Ścienne wentylatory kompensacyjne wyposażone są w żaluzję odcinającą wypełnioną wełną mineralną lub z poliwęglanu, z certyfikowanym siłownikiem do zastosowań przeciwpożarowych.