Dlaczego należy stosować systemy oddymiania klatek schodowych projektowane wg wytycznych CNBOP-PIB

Transkrypt

1 Dlaczego należy stosować systemy oddymiania klatek schodowych projektowane wg wytycznych CNBOP-PIB dr inż. Grzegorz Kubicki Wydział IBHIŚ Politechniki Warszawskiej Ekspert CNBOP-PIB

2 Budynek i urządzenia z nim związane powinny być projektowane i wykonane w sposób ograniczający możliwość powstania pożaru, a w razie jego wystąpienia zapewniający: 1) zachowanie nośności konstrukcji przez określony czas; 2) ograniczenie rozprzestrzeniania się ognia i dymu wewnątrz budynku; 3) ograniczenie rozprzestrzeniania się pożaru na sąsiednie obiekty budowlane lub tereny przyległe; 4) możliwość ewakuacji ludzi lub ich uratowania w inny sposób; 5) uwzględnienie bezpieczeństwa ekip ratowniczych. Art. 6a. Ustawy o ochronie przeciw pożarowej ; Zgodność z załącznikiem I do Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady EU nr 305/ :15:11

3 Przepisy nie definiują wymagań funkcjonalnych dla systemów wentylacji pożarowej budynków wielokondygnacyjnych Skuteczności systemów wentylacji pożarowej Określenie celu działania systemu Świadomość skutków działania całej instalacji

4 Systemy oddymiania obiektów wielkokubaturowych Sposób działania odprowadzenie powstającego podczas pożaru dymu poza budynek Cel: (alternatywnie) - pionowa separacja powietrza i dymu, - rozcieńczenie dymu, - obniżenie temperatury warstwy podstropowej, - wydłużenie czasu opadania dymu Systemy oddymiania garaży Sposób działania odprowadzenie powstającego podczas pożaru dymu poza budynek Cel: (alternatywnie) - Utrzymanie akceptowalnych warunków ewakuacji - Kontrola dymu i ciepła - Usuwanie dymu

5 Systemy oddymiania klatek schodowych Sposób działania odprowadzenie poza budynek dymu okresowo przedostającego się na pionowe drogi ewakuacji Cel: ograniczona (warunkowa) ewakuacji i ułatwienie działań ekip ratowniczych Systemy zapobiegania zadymieniu różnicowania ciśnienia Sposób działania wytworzenie gradacji ciśnienia w budynku Cel: - umożliwienie ewakuacji i ułatwienie działania ekip ratowniczych

6 Wybór rozwiązania technicznego systemu oddymiania Dla każdego obiektu dobrane powinno być rozwiązanie techniczne wskazane przepisami, standardem projektowym lub rozwiązanie alternatywne (inżynierskie) oparte na wiedzy technicznej W każdym indywidualnym przypadku konieczne jest dokładne ustalenie zagrożeń oraz określenie kryteriów funkcjonalnych zapewniających spełnienie wymagań podstawowych Krajowe przepisy nie wskazują obligatoryjnej drogi projektowej

7 Było 245. W budynkach: 1) niskim (N), zawierającym strefę pożarową ZL II, 2) średniowysokim (SW), zawierającym strefę pożarową ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V, 3) należy stosować klatki schodowe obudowane i zamykane drzwiami oraz wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu. Jest 245. Klatki schodowe przeznaczone do ewakuacji ze strefy pożarowej: 1) ZL II w budynku niskim (N), 2) ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V w budynku średniowysokim (SW), 3) - powinny być obudowane i zamykane drzwiami dymoszczelnymi oraz wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu, uruchamiane samoczynnie za pomocą systemu wykrywania dymu. ;

8 256 Dopuszczalna długość dojścia ewakuacyjnego w budynku ZLIV, przy jednym kierunku ewakuacji (1 klatka schodowa), wynosi 60 metrów (w tym 20 metrów na poziomej drodze ewakuacyjnej). Wydłużenie tej długości dojścia jest dopuszczalne o 50% pod warunkiem ochrony drogi ewakuacyjnej za pomocą samoczynnych urządzeń oddymiających uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu. Wniosek - Budynki mieszkalne > 6 kondygnacjach z jedną nieobudowaną klatką schodową, muszą zostać wyposażone co najmniej w samoczynne urządzenia oddymiające uruchamiane za pomocą systemu wykrywania dymu Za równorzędne wyjściu do innej strefy pożarowej, o którym mowa w ust. 1, uważa się wyjście do obudowanej klatki schodowej, zamykanej drzwiami o klasie odporności ogniowej co najmniej EI30, wyposażonej w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY I BUDOWNICTWA z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Warszawa, dnia 8 grudnia 2017 r. Poz. 2285

9 W budynku wysokim (W) i wysokościowym (WW) powinny być co najmniej dwie klatki schodowe obudowane i oddzielone od poziomych dróg komunikacji ogólnej oraz pomieszczeń przedsionkiem przeciwpożarowym, odpowiadającym wymaganiom W budynku wysokim (W) i wysokościowym (WW), z zastrzeżeniem ust. 4, należy zapewnić możliwość ewakuacji do co najmniej dwóch klatek schodowych, które powinny być obudowane i oddzielone od poziomych dróg komunikacyjnych lub ewakuacyjnych oraz pomieszczeń, przedsionkiem przeciwpożarowym, odpowiadającym wymaganiom określonym w 232., Dopuszcza się dodatkowe pionowe drogi komunikacji ogólnej, niespełniające tych wymagań, jeżeli łączą one kondygnacje w obrębie jednej strefy pożarowej. 4. Prowadzenie ewakuacji tylko do jednej klatki schodowej dopuszcza się w przypadku budynku wysokiego (W) niezawierającego strefy pożarowej ZL II, jeżeli powierzchnia wewnętrzna kondygnacji nie przekracza 750 m2; strefy pożarowej ZL IV, jeżeli łączna powierzchnia wewnętrzna mieszkań na kondygnacji lub jej części, nie przekracza 750 m2 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY I BUDOWNICTWA z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Warszawa, dnia 8 grudnia 2017 r. Poz. 2285

10 3 Klatki schodowe i przedsionki przeciwpożarowe, stanowiące drogę ewakuacyjną w budynku wysokim (W) dla strefy pożarowej PM, powinny być wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub samoczynne urządzenia oddymiające uruchamiane za pomocą systemu wykrywania dymu. 5. W budynku wysokim (W) i wysokościowym (WW) dopuszcza się wykonywanie klatek schodowych, stanowiących drogę ewakuacyjną wyłącznie dla stref pożarowych ZL IV, bez przedsionków oddzielających je od poziomych dróg komunikacji ogólnej, jeżeli: 1) każde mieszkanie lub pomieszczenie jest oddzielone od poziomej drogi komunikacji ogólnej drzwiami o klasie odporności ogniowej co najmniej E I 30; 2) klatki schodowe są zamykane drzwiami dymoszczelnymi; 3) klatki schodowe są wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub w samoczynne urządzenia oddymiające uruchamiane za pomocą systemu wykrywania dymu. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY I BUDOWNICTWA z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Warszawa, dnia 8 grudnia 2017 r. Poz. 2285

11 System oddymiania/zapobiegania zadymieniu: Zestaw wszystkich podzespołów wymagany do budowy urządzenia służącego do oddymiania/zapobiegania zadymieniu klatek schodowych, dobranych pod kątem ich właściwego współdziałania.

12 Elementy wykonawcze systemu Urządzenie oddymiające klapa dymowa lub ścienne urządzenie oddymiające. Zasilacz systemu oddymiania klatki schodowej źródło, zasób energii albo środki do automatycznego przełączania pomiędzy wydzielonymi źródłami energii, certyfikowane na zgodność z PN- EN Centrala sterująca oddymianiem elektryczne urządzenie przyjmujące sygnał alarmu pożarowego z własnych czujek dymu i/lub systemu sygnalizacji pożarowej, służące do sterowania wszystkimi elementami wykonawczymi Automatycznie otwierane otwory kompensacyjne (np. drzwi, okna, żaluzje, itp.) Nawiew mechaniczny o zmiennej wydajności

13 PN-B :2001Az2006 Ochrona przeciwpożarowa budynków Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła Zasady projektowania Norma określa zasady obliczania powierzchni czynnej klap dymowych oraz ich rozmieszczenie na dachu w budynkach jednokondygnacyjnych i na najwyższej kondygnacji budynków wielokondygnacyjnych Klatki schodowe Wymagana powierzchnia czynna klap dymowych w klatce schodowej budynków niskich i średniowysokich powinna wynosić co najmniej 5% powierzchni rzutu poziomego podłogi tej klatki schodowej, a w budynkach wysokich nie mniej niż 7,5 %. Powierzchnia jednego otworu pod klapę dymową nie może być mniejsza niż 1,0 m 2 w budynkach niskich i średniowysokich i 1,5 m 2 w budynkach wysokich 13

14 Rzut poziomy klaki schodowej wg KGPSP (24 czerwca 2004) do ustalenia powierzchni rzutu poziomego podłogi klatki schodowej należy brać pod uwagę powierzchnię rzutu poziomego spoczników i biegów, oraz wydzielonych części (spoczników) kondygnacji łączących się z tą klatką schodową, uwzględniając w obliczeniach największą powierzchnię. PN-B F (KS-) = 61,00 [m 2 ] F cz = 5% F cz = 3,05 [m 2 ] Cv = 0,65 [-] F klapa = 4,69 [m 2 ]

15 Czego norma PN-B nie precyzuje Warunki skuteczności grawitacyjnego systemu oddymiania klatek schodowych - konieczne wytworzenie przepływu powietrza przez klatkę od dołu do punktu usuwania dymu na najwyższej kondygnacji (warunki termiczne, bezpośrednie dostarczenie powietrza kompensacyjnego itd.). - dym napływający na klatkę ma odpowiednio wysoką temperaturę; - klatka jest obudowana i ma ograniczoną powierzchnię.

16 Właściwie dobrany system detekcji pożaru Brak przepływu wymuszonego działaniem instalacji oddymiania Przepływ przy uruchomieniu całej instalcji Intensywne schładzanie dymu w kontakcie z przegrodami budowlanymi autonomiczne czujki dymu z sygnalizatorami akustycznymi, informującymi sąsiadów o pożarze

17 Napływ powietrza kompensacyjnego W celu zapewnienia pełnego wykorzystania powierzchni czynnej klap dymowych należy przewidzieć odpowiednią liczbę otworów przez które przedostaje się powietrze uzupełniające, umiejscowionych w dolnych częściach pomieszczenia. Geometryczna powierzchnia otworów wlotowych powietrza powinna być co najmniej o 30% większa niż suma powierzchni wszystkich klap dymowych w odniesieniu do powierzchni przestrzeni poddachowęj wydzielonej kurtynami dymowymi (A R ) dachu o największej czynnej powierzchni zainstalowanych klap. Możliwe jest tu wliczenie okien w dolnej części pomieszczenia oraz drzwi, które w przypadku pożaru dadzą się otworzyć od zewnątrz. 17

18 PN-B F (KS-) = 61,00 [m 2 ] F cz = 5% F cz = 3,05 [m 2 ] Cv = 0,65 [-] F klapa = 4,69 [m 2 ] N awiew = 6,10 [m 2 ]

19

20 Dla czego warto stosować wytyczne? Wytyczne dotyczą właściwości funkcjonalnych urządzeń służących do wentylacji pożarowej, o których mowa w 208 ust. 2 pkt 2 ppkt d) rozporządzenia Ministra Infrastruktury i stanowią zasady wiedzy technicznej, określone w art. 5 ust. 1 ustawy Prawo budowlane. Zapisy dokumentu oparte na badaniach obiektowych i numerycznych oraz stanowią są wynikiem analizy doświadczeń projektowych i ratowniczych

21 Definicje ODDYMIANIE GRAWITACYJNE - oddymianie wykorzystujące klapę dymową lub ścienne urządzenie oddymiające w najwyżej położonej części klatki schodowej oraz napływ powietrza realizowany przez otwory kompensacyjne w dolnej części klatki schodowej. ODDYMIANIE Z NAWIEWEM MECHANICZNYM oddymianie wykorzystujące klapę dymową lub ścienne urządzenie oddymiające na najwyższej kondygnacji klatki schodowej oraz mechaniczny nawiew kompensacyjny w dolnej części klatki schodowej, przy czym klapa dymowa lub ścienne urządzenia oddymiające musie być w pełni otwarta przed uruchomieniem nawiewu mechanicznego. NAWIEW MECHANICZNY nawiew o zmiennej wydajności, zapewniającej przepływ objętościowy mieszaniny powietrza i dymu przez urządzenie oddymiające na stałym poziomie niezależnie od czynników towarzyszących rozwojowi pożaru.

22 Cel działania systemu oddymiania klatki schodowej Kryteria funkcjonalne - Możliwość opuszczenia kondygnacji poniżej źródła pożaru - Ułatwienie działania JRG - Warunki do przetrwania na i powyżej kondygnacji objętej pożarem Cele fakultatywne - Warunkowa ewakuacji - Oczyszczenie budynku z dymu po zakończeniu akcji ratowniczo-gaśniczej

23 Warunki do przetrwania na i powyżej kondygnacji objętej pożarem Brak zaleganie dymu na klatce schodowej w warunkach słabego przepływu powietrza. Brak spiętrzenie dymu w górnej części przestrzeni klatki schodowej. Szybkie oczyszczenia klatki schodowej z dymu, po zamknięciu i objęciu nadzorem drzwi na kondygnacji objętej pożar, stwarza szansę ewakuowania klatką schodową użytkowników wyżej położonych kondygnacji.

24 A KS powierzchnia klatki schodowej powierzchnia zdefiniowana w projekcie architektonicznym jako klatka schodowa, wraz z korytarzami i innymi przestrzeniami nieoddzielonymi od niej za pomocą przegród budowlanych. A KS-O powierzchnia obliczeniowa klatki schodowej powierzchnia zredukowana, tj. ograniczona biegami, spocznikami i niezabudowaną przestrzenią w obrębie klatki schodowej, bez wliczania powierzchni przyległych holi, przedsionków i korytarzy.

25 Bieg schodó w Bieg schodó w pozostałe powierzchnie poziomych dróg ewakuacyjnych i spoczników Spocznik A KS-O Dusza schodów Spocznik Pusta przestrzeń międzykondygnacyjna A KS-O jest wyznaczaną do określenia wielkości urządzeń oddymiających i nie stanowi rzeczywistego pola dla przepływu powietrza. A KS-O jest wyznaczaną do określenia wielkości urządzeń oddymiających i nie stanowi rzeczywistego pola dla przepływu powietrza. Przy wyznaczeniu A KS-O rozpatrujemy największą powierzchnię klatki schodowej (najbardziej niekorzystną) ze wszystkich kondygnacji.

26 Działanie instalacji wymaga potwierdzenia gdy: powierzchnia klatki schodowej (AKS) na dowolnej kondygnacji jest większa niż 40 m 2 ; przestrzeń klatki schodowej jest połączona z przyległymi korytarzami lub holami i długość dojścia z najbardziej oddalonych drzwi do granicy powierzchni obliczeniowej klatki schodowej jest większa niż 5 m; przestrzeń klatki schodowej jest połączona z przyległymi korytarzami i holami o długości dojścia od granicy powierzchni obliczeniowej klatki schodowej do końca korytarza większej niż 10 m; szerokość korytarzy połączonych z klatką schodową niewydzieloną przekracza 3 m; klatka schodowa charakteryzuje się architekturą inną niż opisane w wytycznych; powierzchnia pozostałych otworów międzykondygnacyjnych nie spełnia warunku: C 10% (A+B); powierzchnia duszy schodów nie spełnia warunku: D 25% (A+B);

27 PN-B Wytyczne CNBOP W-0003 Podstawa obliczeń: A KS Powierzchnia rzutu klatki schodowej Podstawa obliczeń: A KS-O Powierzchnia obliczeniowa klatki schodowej A KS > A KS-O Klapy: 5% A KS budynki średniowysokie 7,5% A KS budynki wysokie Nawiew: Grawitacyjny Klapy: 5% A KS-O budynki średniowysokie 7,5% A KS-O budynki wysokie Nawiew: Grawitacyjny lub Mechaniczny zmienny

28 Wytyczne CNBOP W-0003 A KS-O = 17,63 [m 2 ] F cz = 5% F cz = 0,88 [m 2 ] (min. 1,0 m 2 ) Cv = 0,60 [-] F klapa = 1,67 [m 2 ] Nawiew = 2,17 [m 2 ] A KS-O

29 Wyznaczanie ilości powietrza na potrzeby mechanicznego nawiewu kompensacyjnego Opis sposobu działania systemu z nawiewem kompensacyjnym Mechaniczny nawiew kompensacyjny powinien utrzymywać stałą prędkość przepływu powietrza przez otwór odprowadzający dym na zewnątrz, niezależnie od zmiennych w czasie wielkości nieszczelności (np. ucieczka powietrza powodowana przez cykliczne otwieranie drzwi na parterze, kondygnacjach budynku), zmiany gęstości gazów pożarowych oraz wpływu wiatru na przepływ mieszaniny dymu i powietrza przez otwory oddymiające. Efekt ten można osiągnąć poprzez zastosowanie zespołu nawiewnego o zmiennym w czasie wydatku objętościowym.

30 System powinien dążyć do utrzymania stałego przepływu w przestrzeni klatki schodowej Punktem odniesienia dla sterowania wydajnością nawiewu jest przepływ powietrza i dymu przez urządzenie oddymiające Zmiany wielkości przepływu warunków rozwoju pożaru oraz poziomu szczelności klatki schodowej skutkuje zmianą wydajności zespołu nawiewnego.

31

32 W celu dobrania wielkości zespołu nawiewnego należy obliczyć objętościowy, maksymalny strumienia powietrza dostarczanego do przestrzeni klatki schodowej (V n_max ). Przy czym: - W przypadku klatek schodowych, które spełniają aktualne wymagania WT V n_max zdefiniowany jest jako suma obliczeniowego strumienia powietrza nawiewanego do klatki schodowej (V n ) oraz strumienia powietrza przepływającego przez nieszczelności klatki schodowej (V n_p ). Uwaga Dobór wielkości zespołu nawiewnego Klatki schodowe muszą być wydzielone drzwiami dymoszczelnymi, a drzwi wyjściowe na parterze są wyposażone w samozamykacz (standard wykonania). Sposób wyznaczenia wielkości V n_p pozostał niezmieniony.

33 Dobór wielkości jednostki napowietrzającej wymaga określenia minimalnego obliczeniowego (V n_min ) oraz maksymalnego obliczeniowego (V n_max ) strumienia powietrza dostarczanego do przestrzeni klatki schodowej. Minimalny Obliczeniowy strumień powietrza nawiewany do klatki schodowej (V n ), V n = 0,2 A KS-O 3600 [m 3 /h]

34 Maksymalny strumień powietrza nawiewanego do przestrzeni klatki schodowej Maksymalny obliczeniowy strumień powietrza (V n_max ) należy wyznaczyć jako sumę obliczeniowego strumienia powietrza (V n ) i wartości: Strumień powietrza przepływającego przez nieszczelności klatki schodowej wyznacza się ze wzoru ( p = 15Pa): V n_p = 0,83 A e p 0, [m 3 /h] Powierzchnię nieszczelności klatki schodowej należy określić jako sumę nieszczelności wszystkich przegród budowlanych wydzielających klatkę schodową Działanie instalacji nawiewu kompensacyjnego nie musi gwarantować utrzymania nadciśnienia w przestrzeni klatki schodowej. Określony powyżej parametr 15 Pa ma wyłącznie charakter obliczeniowy.

35 Powierzchnia obliczeniowa klatki schodowej Powierzchnia [m 2 ] 6,0 1,5 3,0 1,5 A 2 3,0 1,4 = 8,4 B 2 2,8 1,5 = 8,4 0,3 0,3 spocznik C 0 D 0 E 0,3 6,0 + 0,3 3,0 = 2,7 3,4 2,8 1,5 1,4 1,5 A KS-O = 8,4 +8,4+0+0 = 16,8 m 2 Powierzchnia czynna klapy A cz = 5% 16,8 = 0,84 m 2 Powierzchnia czynna otworu kompensacyjnego Budynek: 5 kondygnacji nadziemnych Wszystkie kondygnacje powtarzalne wysokość kondygnacji: 4,0 m drzwi: 0,9 x 2,1 m A cz_kom = 100% 1,0 = 1,00 m 2

36 Obliczeniowy strumień powietrza 6,0 Vn = 0,2 16, = [m3/h] 1,5 Strumień powietrza przepływający przez nieszczelności Powierzchnia nieszczelności przegroda Powierzchnia przegrody [m2] Współczynnik szczelności [m2/m2] ściana zew ,21 * ,025 ściana wew ,11 * ,015 strop 16,8 0,52 * ,001 Drzwi (ilość) 5 0,004 0,024 SUMA: Powierzchnia nieszczelności 3,4 [m2] 0,065 Vn_p = 0,83 0, , = 752 [m3/h] Maksymalny strumień powietrza nawiewanego do przestrzeni klatki schodowej Vn_max = = [m3/h] 0,3 0,3 3,0 1,5 spocznik 1,4 1,5 1,5 2,8 Budynek: 5 kondygnacji nadziemnych Wszystkie kondygnacje powtarzalne wysokość kondygnacji: 4,0 m drzwi: 0,9 x 2,1 m

37 Dla pozostałych klatek schodowych (nieliczne przypadki) Maksymalny obliczeniowy strumień powietrza (V n_max ) należy wyznaczyć jako: sumę obliczeniowego strumienia powietrza (V n ) i większej wartości: -strumienia powietrza przepływającego przez nieszczelności klatki schodowej (V n_p ) lub -strumienia powietrza przepływającego przez otwarte drzwi (V n_v ).

38 Do wyznaczenia wielkości strumienia powietrza przepływającego przez otwarte drzwi (V n_v ) należy przyjąć prędkość przepływu powietrza w pojedynczym otworze drzwiowym równą 1 m/s: W obliczeniach należy uwzględnić otwarcie jednych drzwi o największym wymiarze, znajdujących się w przestrzeni klatki schodowej (drzwi do szybów windowych należy pominąć).

39 Testy odbiorowe powinny być wykonywane przed oddaniem systemu oddymiania do użytku. Zakres testów: 1. Automatycznego uruchomienia systemu 2. Sprawdzenie poprawności działania urządzeń 3. Przepływu 4. Skuteczności oddymiania (test jednorazowy)

40 Przeszkolenie personelu w zakresie ochrony przeciw pożarowej Wytyczne CNBOP-PIB Personel ochrony powinien: - Zostać zaznajomiony z zasadami działania systemów ochrony przeciwpożarowej znajdującej się w budynku. - Znać rozmieszczenie urządzeń systemów przeciw pożarowych; - Znać rozkład układu przestrzennego w budynku. Personel powinien wykazać szczególną dbałość o: - bieżące utrzymywanie w odpowiednim stanie i udrażnianie dróg pożarowych, - bieżące monitorowanie stanu urządzeń ochrony przeciwpożarowej, hydrantów, suchych pionów itp.

41 Personel powinien być odpowiedzialny i odpowiednio przygotowany do: - automatycznego otwieranie bram i szlabanów na posesje, - przekazywanie informacji o aktualnej sytuacji w budynku, - sterowanie na żądanie dowodzącego akcją elementami instalacji oddymiającej/zapobiegającej zadymieniu. 17:15:14 Przeszkolenie personelu w zakresie ochrony przeciw pożarowej Wytyczne CNBOP-PIB 0003/2016

42 ZAPRASZA 2019/ edycja Studium podyplomowe Systemy oddymiania budynków wentylacja pożarowa dr inż. Grzegorz Kubicki