Системы дымоудаления: принцип работы, отличия и виды
Именно для нейтрализации этих факторов предназначена система дымоудаления. В профессиональной литературе используется термин противодымная вентиляция, сокращенно СДУ. Это комплекс технических средств, обеспечивающих контролируемое удаление дыма из здания, блокировку его распространения по этажам и поддержание безопасных условий на путях эвакуации.
Рассмотрим подробно, из чего состоит такой комплекс, где его применение обязательно, по каким принципам он работает и какие нормативы регламентируют его проектирование.
Как работает система дымоудаления при пожаре?
Чтобы понимать как работает система дымоудаления, нужно представлять логику автоматики в момент поступления сигнала тревоги. Современные комплексы действуют по жесткому алгоритму, исключающему задержки и влияние человеческого фактора.
Последовательность срабатывания:
- Фиксация возгорания. Установленные в помещениях датчики дыма или тепловые извещатели регистрируют превышение пороговых значений. Сигнал поступает на приемно-контрольный прибор - центральный блок управления.
- Блокировка общеобменной вентиляции. Чтобы исключить нагнетание дыма в смежные помещения и этажи, автоматика отключает штатную вытяжную вентиляцию и инициирует закрытие огнезадерживающих клапанов на воздуховодах.
- Активация клапанов дымоудаления. В зоне, где зафиксировано возгорание, открываются дымовые клапаны. В обычном режиме они находятся в закрытом положении. Открытие обеспечивает путь для дымовых газов в вертикальные или горизонтальные каналы.
- Запуск вентиляторов. Включаются дымоудаляющие вентиляторы - канальные, стеновые пожарные вентиляторы или крышный дымоудаляющий вентилятор. Они создают разрежение, за счет которого продукты горения через систему воздуховодов дымоудаления выбрасываются за пределы здания. Обеспечивается интенсивное удаление дыма и горячего воздуха.
- Организация подпора воздуха. Одновременно с работой вытяжки запускается приточная вентиляция. Вентиляторы подпора нагнетают свежий воздух в лестничные клетки, лифтовые шахты, тамбуры-шлюзы. Там создается область повышенного давления (контроль давления), которая служит барьером для проникновения дыма. Люди, находящиеся в этих зонах, получают доступ к кислороду и сохраняют видимость при пожаре, что критически важно для эвакуации.
Таким образом, работу системы дымоудаления при пожаре можно описать как процесс создания двух разнонаправленных потоков: удаление загрязненного воздуха из очага и подача чистого в безопасные зоны.
Где требуется дымоудаление?
Перечень объектов, где монтаж противодымной вентиляции обязателен, определен строительными нормами и правилами. Требования системы дымоудаления распространяется на:
- Многоквартирные здания высотой от 9 этажей и выше. Это основной случай применения пожарной вентиляции в многоэтажных домах;
- Коридоры протяженностью более 15 метров, не имеющие оконных проемов для естественного проветривания;
- Помещения подвальных и цокольных этажей, предназначенные для постоянного или временного пребывания людей;
- Крупные торговые галереи, атриумы, пассажи;
- Складские комплексы с высотой стеллажного хранения более 5,5 метров, где размещены горючие материалы;
- Помещения, не имеющие окон (офисные кабинеты во внутренних зонах здания, раздевалки, архивы);
- Производственные участки, где технологический процесс сопровождается выделением горючих газов, паров или пыли.
Для небольших помещений площадью до 200 квадратных метров, расположенных на первых этажах и имеющих непосредственный выход наружу, могут быть сделаны исключения.
Чем система дымоудаления отличается от вентиляции?
Вопрос отличия дымоудаления от вентиляции возникает регулярно. Обе системы работают с воздушными массами, используют воздуховоды и вентиляционное оборудование. Однако цели и условия эксплуатации у них принципиально разные.
- Режим функционирования. Вентиляция работает постоянно или циклически для поддержания заданных параметров микроклимата. Система дымоудаления находится в режиме ожидания и активируется только при пожаре;
- Условия эксплуатации. Вентиляционное оборудование контактирует с воздухом, температура которого близка к комнатной. Компоненты СДУ должны сохранять работоспособность в экстремальных условиях: при воздействии открытого пламени, температурах до 600°С и выше, в агрессивной среде продуктов горения;
- Целевая функция. Вентиляция обеспечивает комфорт или технологические требования. Противодымная вентиляция решает задачи обеспечения эвакуации, локализации очага, снижения температуры, предотвращения обрушения конструкций;
- Конструктивные особенности. Элементы СДУ (воздуховоды, клапаны, вентиляторы) изготавливаются из материалов с нормируемым пределом огнестойкости, чаще всего из стали. Воздуховоды покрываются специальными составами, повышающими их стойкость к нагреву.
В некоторых технических решениях допускается частичная интеграция с вентиляцией, когда часть сети общеобменной системы переключается в режим удаления дыма. Но такие проекты требуют тщательных расчетов и применимы не для всех типов объектов.
Виды систем дымоудаления
На практике используются разные типы систем дымоудаления. Их классифицируют по способу побуждения тяги и конструктивному исполнению.
По способу создания тяги:
- Естественная система. Работает за счет гравитационных сил. В верхней части здания монтируются противодымные люки, зенитные фонари или открываемые фрамуги. При пожаре они открываются, нагретый дым поднимается и выходит наружу. Это естественный отвод дыма. Плюсы: относительная простота и независимость от электропитания. Минусы: зависимость от погодных условий, высоты здания, невозможность точного регулирования;
- Механическая система. Для удаления дыма используются мощные вентиляторы. Это искусственный (механический) отвод дыма, который обеспечивает стабильную работу независимо от внешних факторов. Механические системы делятся на:
- Вытяжные установки - непосредственно удаляют дым.
- Приточные установки - обеспечивают подпор воздуха.
- Комбинированная система. Сочетает элементы обоих способов.
По способу воздействия:
- Статическая система. Ее задача - локализация. При срабатывании сигнализации перекрываются вентиляционные каналы, препятствуя распространению дыма. Активного удаления не происходит;
- Динамическая система. Обеспечивает активное удаление дыма и подачу свежего воздуха. Именно этот вариант чаще всего подразумевают под современной системой дымоудаления.
По функционалу (статическая и динамическая):
- Статическая система. Ее задача - просто локализовать пожар. Она перекрывает вентиляционные каналы, не давая дыму распространиться в другие помещения. Активного удаления дыма не происходит;
- Динамическая система. Активно удаляет дым и подает свежий воздух, расчищая пути эвакуации. Именно это чаще всего понимают под современной системой дымоудаления.
По расположению вентиляторов:
- Крышный дымоудаляющий вентилятор. Устанавливается на кровле, непосредственно на вытяжной шахте;
- Стеновой пожарный вентилятор. Монтируется на наружной стене здания;
- Канальный вентилятор. Устанавливается в разрыв воздуховода.
Нормативные требования
Разработка проекта противодымной вентиляции должна вестись в строгом соответствии с действующими нормами. Основные требования к системе дымоудаления в Российской Федерации изложены в:
- СП 60.13330 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»;
- СП 7.13130 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности».
Ключевые положения:
- Все элементы систем (воздуховоды, клапаны, вентиляторы) должны иметь сертифицированный предел огнестойкости: EI 30, EI 60, EI 90. Цифра означает время в минутах, в течение которого конструкция сохраняет целостность и теплоизолирующую способность при воздействии огня;
- Для каждого пожарного отсека здания предусматривается отдельная, независимая система;
- Применяемые материалы должны относиться к группе негорючих (НГ);
- Обязательно наличие автоматического и резервного ручного управления;
- Нормы проектирования устанавливают требования к производительности вентиляторов, сечениям воздуховодов, расположению клапанов и извещателей.
После завершения монтажа проводятся пусконаладочные работы и испытания системы. В процессе эксплуатации необходима регулярная эксплуатация и техническое обслуживание для поддержания оборудования в работоспособном состоянии.
Защитные меры в случае возникновения пожара
Противопожарная защита здания включает два основных направления:
- Пассивная защита. Это конструктивные решения, не требующие активации. Сюда входят: огнезащита несущих металлоконструкций для предотвращения обрушения, устройство противопожарных преград (стен, перегородок, перекрытий), дверей с нормируемыми пределами огнестойкости, разделение на пожарные отсеки;
- Активная защита. Это системы, которые запускаются при возникновении возгорания. Ключевая роль здесь отводится системе дымоудаления. Также к активной защите относятся: пожарная сигнализация, система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), установки автоматического пожаротушения (спринклерные, газовые, порошковые).
Все защитные меры в случае возникновения пожара должны быть увязаны в единый алгоритм, обеспечивающий своевременное обнаружение, оповещение, эвакуацию и начало тушения.
Что входит в систему дымоудаления
Чтобы понимать сложность системы, нужно знать, что входит в систему дымоудаления. Это комплекс взаимосвязанных устройств.
- Дымовые клапаны. Устанавливаются непосредственно в защищаемых помещениях или на ответвлениях от магистральных каналов. В дежурном режиме закрыты;
- Воздуховоды дымоудаления. Специализированные стальные каналы, предназначенные для транспортировки нагретых газов. Часто покрываются огнезащитными составами;
- Дымоудаляющие вентиляторы. Агрегаты, способные функционировать в условиях высоких температур. Могут быть осевыми или центробежными, устанавливаться на крыше, стене или внутри воздуховода;
- Установки подпора воздуха. Обеспечивают подачу наружного воздуха в лестничные клетки, лифтовые шахты, тамбуры;
- Система автоматики. Включает пожарную сигнализацию (дымовые и тепловые извещатели), приемно-контрольные приборы, шкафы управления исполнительными устройствами, кабельные линии;
- Элементы ручного пуска. Кнопки, устанавливаемые на путях эвакуации для дистанционного запуска системы.
Клапан дымоудаления
Клапан дымоудаления - ключевой исполнительный элемент. Рассмотрим его особенности.
Как работают клапаны дымоудаления
В исходном состоянии заслонка клапана перекрывает сечение воздуховода. Это исключает неконтролируемое движение воздуха через систему в обычное время. При поступлении управляющего сигнала от блока автоматики срабатывает привод (электрический или пневматический), который переводит заслонку в открытое положение. Электрические приводы, в свою очередь, делятся на одно- и двухпозиционные, с возвратной пружиной или без нее.
Как подключить клапан дымоудаления
Монтаж и подключение выполняются строго по проекту. К электроприводу подводятся силовые кабели от шкафа управления. Сигнальные линии обеспечивают обратную связь - контроль фактического положения заслонки. Кабельные трассы должны сохранять работоспособность в условиях пожара.
Как закрыть клапан дымоудаления
После ликвидации пожара и проверки состояния системы подается команда на закрытие клапана. В конструкциях с возвратной пружиной это происходит автоматически при снятии напряжения. Реверсивные приводы требуют подачи команды «закрыть». Важно понимать: вмешиваться в работу открытого клапана во время пожара недопустимо. Это нарушит расчетную аэродинамику системы и сделает эвакуацию невозможной.
Система дымоудаления - это не дополнительная опция, а обязательный элемент инженерного обеспечения здания. От ее наличия и технического состояния напрямую зависят жизнь и здоровье людей при возникновении пожара. Качественное проектирование, монтаж с применением сертифицированных компонентов и регулярное сервисное обслуживание - это те условия, при которых противодымная вентиляция сможет выполнить свою задачу в критической ситуации. Речь идет о том, чтобы обеспечить безопасную эвакуацию людей и создать необходимые условия для работы пожарных подразделений.
Выбор конкретного решения из существующих типов систем дымоудаления определяется архитектурными особенностями здания, его этажностью и функциональным назначением. Разработка и реализация таких проектов требует высокой квалификации и наличия соответствующих допусков у исполнителя.