Dlaczego nawiew kompensacyjny w halach jest istotny? Ważnym aspektem poprawnego działania systemu oddymiania jest dostarczenie powietrza kompensacyjnego. Jego zastosowanie w praktyce wiąże się z licznymi pytaniami: Czy rzeczywiście jest wymagany? Jaka powinna być jego powierzchnia? Gdzie umieścić otwory do napływu powietrza?

Rys. 1. Widok geometrii badanej hali. Test: nawiew kompensacyjny w halach.

Gdy analizujemy wykresy obrazujące sumaryczny przepływ dymu przez klapy dymowe przy występowaniu nawiewu kompensacji w halach i jej braku, nasuwa się pytanie, skąd tak duża różnica. Poniżej postaramy się szczegółowo wyjaśnić przyczyny takiego stanu rzeczy. 

W trakcie pożaru wewnątrz hali wraz ze wzrostem ilości wydzielanego ciepła wytwarza się lokalny gradient ciśnienia, w wyniku którego w górnej części hali ciśnienie wzrasta, a w dolnej części jego wartość maleje. To właśnie różnica ciśnienia oraz siła rozprężania gazów pożarowych wpływa na powstanie przepływu przez klapy dymowe.

Wykres 1 i 2. Wyniki analizy CFD oddymiania hali magazynowej – porównanie ilości dymu odprowadzanego przez klapy dymowe dla systemu bez nawiewu kompensacyjnego oraz z nawiewem kompensacyjnym. Test: nawiew kompensacyjny w halach

W sytuacji, gdy w hali występują zarówno klapy dymowe, jak i otwory kompensacyjne – w górnej części strefy objętej pożarem wystąpi nadciśnienie, natomiast w dolnej części pojawi się podciśnienie. W drugim wariancie, gdy nie zastosowano kompensacji, również wystąpiła gradacja ciśnienia, przy czym w tym przypadku nastąpiło wyrównanie ciśnienia z otoczeniem w okolicy największych otworów, czyli klap dymowych, natomiast w dolnej części hali powstało podciśnienie.

Rozkład ciśnienia – schemat

Mała różnica ciśnienia przy klapach dymowych przekłada się w tym przypadku na niską prędkość wypływu dymu. Schematyczny rozkład ciśnienia dla obu przeanalizowanych wariantów przedstawiono na rys. 3. oraz rys. 4. Aby przepływ przez klapy dymowe był intensywny, w górnej części hali powinno być jak najwyższe ciśnienie.

Nawiew kompensacyjny w magazynach a powierzchnia kompensacji

Ciśnienie wyższe od otoczenia przy klapach dymowych przekłada się na efektywniejsze usuwanie dymu z przestrzeni hali, a więc i większy strumień dymu usuwany przez klapy. Korzystny rozkład ciśnienia (rys. 3.) jest możliwy jedynie przy zapewnieniu napływu powietrza kompensacyjnego (nawiew kompensacyjny). Tę skuteczność można zwiększyć przez obniżenie płaszczyzny neutralnej, co można osiągnąć przez zwiększenie powierzchni otworów kompensacyjnych w dolnej części hali. Przełoży się to na wzrost ciśnienia w górnej części strefy dymowej, a zatem większą prędkość przepływu dymu przez klapy dymowe (rys. 5).

Nawiew kompensacyjny w halach – norma

Warto zauważyć, że polska norma [1] zaleca, aby powierzchnia kompensacji była o 30% większa od powierzchni klap dymowych. Liczę, że powyższy przykład i wyjaśnienie uzasadniły konieczność zapewnienia powietrza kompensacyjnego. Jeśli nie – trudno; prawo i tak jest po stronie autora: napływ powietrza kompensacyjnego jest wymagany Warunkami Technicznymi [2].

Nawiew kompensacyjny w magazynach a jego rola w procesie oddymiania

Warto również zauważyć, że mała skuteczność oddymiania powoduje, iż więcej dymu pozostaje w hali, przez co może się on rozprzestrzeniać do innych stref dymowych. Dym przepływający do innych stref dymowych miesza się ze znajdującym się tam powietrzem, przez co następuje jego ochładzanie i opadanie. Jest to bardzo niekorzystne zjawisko, ponieważ wpływa na skrócenie dostępnego czasu na ewakuację oraz uniemożliwia wejście do hali służb gaśniczych. Dodatkowo dym może wpływać na powstawanie strat materialnych – poprzez wnikanie i osiadanie na materiałach zgromadzonych w hali. 

Jak pokazuje powyższa analiza, nawiew kompensacyjny odgrywa bardzo ważną rolę w procesie oddymiania. Jego obecność pozwala na wydłużenie dostepnego czasu ewakuacji oraz zwiększenie skuteczności oddymiania.

Nawiew kompensacyjny w halach – zasady

Przy szukaniu poprawnego rozwiązania należy pamiętać, aby napływające powietrze nie rozbijało kolumny konwekcyjnej dymu oraz nie przepływało z dużą prędkością poniżej warstwy dymu gromadzącego się pod stropem; ten warunek można spełnić, gdy prędkość powietrza nie przekracza 1,0 m/s. W przypadku dostarczania powietrza bezpośrednio do strefy objętej pożarem zapewnienie kryterium niewielkiej prędkości jest możliwe poprzez zagwarantowanie odpowiednio dużej powierzchni napływu powietrza. W przypadku dostarczania powietrza do innych stref dymowych – nawiew kompensacyjny może być realizowany z dużo większą prędkością. Możliwe jest tu również zastosowanie nawiewu mechanicznego. 

Oddymianie obiektów wielkokubaturowych

Temat oddymiania obiektów wielkokubaturowych nie jest prosty, jednak przy odpowiednim podejściu projektowym można stworzyć skuteczny system oddymiania obiektów wielokubaturowych, zapewniający utrzymanie dymu pod stropem w jednej strefie dymowej, co z pewnością pozwala na zmniejszenie strat materialnych.

Projektowanie systemów oddymiania obiektów wielokubaturowych

Poprawne zaprojektowanie systemu oddymiania powinno uwzględniać wszystkie komponenty, takie jak poprawny dobór klap dymowych (ich liczba i rozmieszczenie), nawiewu kompensacyjnego oraz wysokości kurtyn dymowych. Pominięcie któregokolwiek z tych parametrów może prowadzić do niekontrolowanego rozprzestrzenia się dymu oraz małej skuteczności systemu.