Противодымная вентиляция и дымоудаление: как работает, типы и виды

Противодымная вентиляция и системы дымоудаления играют важную роль в обеспечении безопасности зданий. Эффективные системы дымоудаления, активируемые в случае пожара, обеспечивают возможность эвакуации людей и эффективную работу аварийно-спасательных служб при тушении. Нормальное функционирование вентиляционной техники имеет ключевое значение для координации действий сотрудников МЧС и для обеспечения безопасного перемещения людей из различных помещений, включая кабинеты, торговые залы, и склады.

Одной из наиболее распространенных причин смертей и травм при пожарах является вдыхание дыма. Угарный газ может вызвать потерю сознания всего за несколько секунд, а вдыхание загрязненного воздуха в течение короткого времени может привести к трагическим последствиям. Системы противодымной вентиляции являются эффективным средством вывода токсичных паров из помещения, обеспечивая быстрое и безопасное удаление дыма. В статье мы расскажем о правильной установке оборудования и прокладке воздуховодов, необходимых требованиях при расчете объемов воздушного потока, а также методах проверки эффективности тяги и основных механизмов работы системы.

Функциональное назначение системы противодымной вентиляции и дымоудаления в зданиях.

Система противодымной вентиляции активно применяется для решения критически важных задач при возникновении чрезвычайной ситуации, такой как пожар. Эффективное оборудование оперативно устраняет дым в зоне пожара и на путях эвакуации, улучшая видимость, снижая температуру и предотвращая распространение огня внутри здания. Оно также облегчает работу пожарных бригад и обеспечивает быструю эвакуацию людей, снижая риски отравления угарным газом.

Необходимо осознавать, что при сгорании всего 10 кг бумаги или картона выделяется до 10 000 м³ пара. Даже небольшой пожар может быстро заполнить помещение плотным дымом, представляя реальную угрозу для жизни. В случае пожара, дым является основным источником опасности для пребывающих в здании людей.

Система противодымной вентиляции также ответственна за обеспечение прозрачности эвакуационных маршрутов. В условиях потери ориентации люди часто паникуют и не могут найти выход. Огонь выделяет большое количество угарного газа, вдыхание которого может вызвать серьезные последствия, включая головные боли, признаки отравления, потерю сознания и даже смерть. Статистика подчеркивает: риск отравления газами, образующимися в результате пожара, превышает опасность самого огня.»

Конфигурация установки противодымной вентиляции.

Противодымная вентиляция представляет собой неотъемлемую часть комплекса мер по обеспечению пожарной безопасности промышленных зданий. Эта установка включает в себя дымоотводные каналы, дымососные вентиляторы и отсекающие клапаны. Противопожарная защита может быть реализована как активная, срабатывающая в случае возгорания, так и пассивная, предоставляющая элементы отделки и огнестойкой защиты.

Активная противопожарная защита включает в себя системы обнаружения и сигнализации, автоматические спринклеры, разблокировку дверей и ставней, аварийное освещение и дымоудаление. Пассивная противопожарная защита представлена элементами, такими как отделка и огнестойкая защита, которые способны выдерживать высокие температуры и воздействие огня в течение определенного времени. Их целью является защита здания, обеспечение безопасных путей эвакуации и снижение риска обрушения.

Компоненты системы противодымного устройства включают вентрешетки, компенсаторы, арматуру, а также круглые и прямоугольные вентканалы.

Как функционирует система противодымного устройства?

Принцип функционирования данной системы зависит от ее конфигурации. Приточные установки создают избыточное давление, выводя токсичные вещества за пределы помещения через систему воздуховодов. Для эффективного удаления дыма применяются вытяжные вентиляторы. Преимущества таких решений включают:

• Увеличение тепловой энергии, обеспечивающее быстрый выход газовых выбросов через окна или отверстия в крыше (эффект дымохода).
• Формирование слоя дыма (воздушных подпоров) в нижней части помещения для очищения путей эвакуации.
• Снижение количества дыма и взрывоопасных газов, образующихся при горении.
• Уменьшение температуры воздуха, что позволяет пожарным безопасно приблизиться к очагу возгорания.

Противодымная вентиляция и дымоудаление в зданиях являются ключевым компонентом системы противопожарной защиты.

Где устанавливается система противодымного устройства?

Оборудование устанавливается сети воздуховодов, охватывающих все помещения в здании. Точки подачи и отвода воздуха размещаются в местах эвакуации, таких как коридоры, лестничные площадки, у лифтов, а также в холлах и других областях. Вытяжные и приточные отверстия с электровентиляторами устанавливаются в помещениях, где постоянно присутствуют люди, таких как офисы, цеха и производственные площадки, включая подземные сооружения.

Схема противодымной вентиляции и дымоудаления.

Разработка схемы противодымной вентиляции и дымоудаления включает несколько предложенных инженерами-проектировщиками вариантов:

• Противодымное вытяжное устройство, интегрированное с вытяжной общеобменной системой.
• Компенсация подачи воздуха осуществляется через приточную вентиляционную систему.
• Организация притока и оттока воздуха через приточно-вытяжную вентиляцию.

При разработке каждого из этих решений в проекте учитывается принцип взаимодействия агрегатов и особенности их исполнения. Функции подачи свежего воздуха и удаления продуктов горения должны быть реализованы сбалансированно.

Возможно использование комбинации механической и естественной вентиляционных систем. Это применимо к помещениям с оконными проемами, оснащенными клапанами в стене с определенной пропускной способностью. Такой подход предусматривает дополнительный воздушный поток через децентрализованные воздуховоды. Существуют варианты с усовершенствованными характеристиками, такими как бризеры, оконные клапаны с сервоприводом, например, проветриватели, которые могут автоматически открываться.

Включение бризеров может быть настроено с панели управления, а также оборудование оснащено пультом ДУ, который позволяет регулировать работу на расстоянии нескольких метров.

Нормативные требования

В России действуют строгие законы и рекомендации по проектированию, которые устанавливают и нормируют установку, функционирование и техническое обслуживание противодымных систем. Основные требования и ключевая информация представлены в документах ГОСТ Р 53300-2009, СНиП 2.04.05-91 и СП 7.13130.2013. Соблюдение этих нормативов является обязательным, поскольку расчет параметров вентиляционных систем выполняется непосредственно на основе их положений.

Важным критерием и основным принципом является правильное разделение объекта на дымовые зоны с использованием противодымных экранов. Максимальная площадь одного участка не должна превышать 2000 м² для естественных вентиляционных систем и 2600 м² — для механических. Расчет учитывает наличие токсичных веществ и учитывает ограничение на распространение задымления в помещении. Это требование также определяет параметры вытяжных устройств.

Еще одним важным правилом для эффективной работы системы является правильная подача приточного воздуха в зону задымления. Скорость не должна превышать 1 м/с у источника огня (в удаленной области может быть выше). Высокая скорость приводит к перемешиванию свежего воздуха с задымленным, что уменьшает эффективность противодымной защиты.

Один из ключевых параметров противопожарных вентиляционных устройств — их огнестойкость. Материалы, используемые для транзитных воздуховодов и коллекторов, должны выдерживать воздействие высоких температур, продуктов горения и прямого огня в течение 60-120 минут. В случае высоких зданий также рекомендуется предусмотреть выход из помещений через коридоры и тамбур-шлюзы с поддержанием воздушного давления для предотвращения отравления продуктами горения.

Разновидности противодымной вентиляции

В стратегии обеспечения противопожарной безопасности как в жилых, так и в коммерческих зданиях, важным компонентом является система дымоудаления. Существует несколько вариантов решений, которые могут быть применены для борьбы с дымом. Давайте рассмотрим необходимые, широко распространенные и часто используемые варианты.

Естественное дымоудаление

Естественные вентиляционные системы широко применяются в жилых домах и некоторых коммерческих помещениях, где технологический процесс безопасен. Эти системы основываются на принципах гравитации и не требуют сложного технического оборудования. Они эффективны для удаления дыма из лестничных клеток и пространств больших производственных помещений. Для обеспечения эффективности дымоудаления из лестничных клеток важно соблюдать соотношение открытия люков или окон на верхних этажах с соответствующими форточками в нижней части помещения.

Принудительная система

Естественные вентиляционные системы ограничены применением в бытовых и небольших коммерческих объектах, и они не всегда эффективны для борьбы с дымом на больших площадях. В таких случаях используется механическое оборудование, включая воздуховоды и электровентиляторы, рассчитанные на эффективное удаление продуктов горения.

Вытяжная противодымная вентиляция

Эта система включает в себя воздухозаборные устройства, вентиляционные шахты и мощные вентиляторы, направляющие дым вне помещения. Система активируется датчиками дыма, запуская вентилятор после обнаружения признаков пожара. Выброс продуктов горения может осуществляться через дымовые люки или шахты у наружной стены.

Приточная противодымная вентиляция

Эта система снижает концентрацию дыма, вдувая свежий воздух через вентиляторы. Разница давлений позволяет вытеснить продукты горения через вентиляционные каналы. Важные параметры включают расчет скорости подачи воздуха, выбор вентиляторов и подходящих материалов.

Приточно-вытяжная противодымная вентиляция

Это оптимальное решение для высотных зданий, обеспечивая комплексную систему для эвакуации людей с минимальным риском отравления дымом. Широко используется в крупных коммерческих объектах, таких как отели, больницы и деловые центры, и оборудовано мощным центральным вентилятором, размещенным в стратегическом месте.

Вентиляторы

Используемые для эффективной очистки помещений от дыма и газовых загрязнений в случае пожара, вентиляторы предназначены для работы в условиях повышенной сложности, строго соответствуя жестким нормам и стандартам. Струйные вентиляторы предназначены для обработки больших пространств, таких как автостоянки и туннели, и предназначены для эксплуатации в условиях повышенной пожарной опасности. В наличии модели, соответствующие режимам эксплуатации при температурах 200°C/2 ч, 300°C/2 ч и 400°C/2 ч. Центробежные вентиляторы с прямым приводом применяются для систем противодымной вентиляции в промышленных кухнях, производственных цехах и общественных зданиях.

Крышные электровентиляторы

Крышные вентиляторы приточной противодымной конструкции используются для эффективного удаления горячих продуктов, образующихся при пожаре (стойкость к температуре 400°С/2 ч) и для бесперебойной работы в вентиляционных системах при температуре до +120°С. Эти вентиляторы могут функционировать в общих, противопожарных или смешанных системах и устанавливаются на крышах. Их корпус изготавливается из алюминиевого листа, а внутренний блок содержит электродвигатель с закрепленным радиальным ротором. Выбор угла наклона лопастей обеспечивает высокое рабочее давление, эффективность и минимальный уровень шума. Также обеспечивается интенсивный воздушный поток через изолированный моторный отсек, а сам двигатель расположен вне потока воздуха, охлаждаясь наружным воздухом через изолированный охлаждающий канал.

Система воздуховодов противодымной вентиляции

Воздуховоды противодымной вентиляции производятся из материалов, соответствующих соответствующей классификации, а также из элементов с низкой теплопроводностью. Для снижения воздействия теплового излучения на помещение применяются методы изоляции или экранирования каналов. Дымоудаляющие системы предотвращают задымление при пожаре, эффективно выводя тепло и дым за пределы здания, что способствует замедлению интенсивности и скорости распространения огня в других помещениях. Особой популярностью пользуются воздуховоды изготовленные из стали.

Клапаны

Противопожарные клапаны устанавливаются в качестве перегородок, разделяющих область возгорания от остальной части здания с целью предотвращения распространения огня, повышения температуры и дыма. В нормальном положении люк остается открытым, но при возникновении пожара привод закрывания автоматически вступает в действие. В соответствии с законодательными требованиями и стандартами, дымовые клапаны в системах приточной и вытяжной противодымной вентиляции должны соответствовать установленным классам огнестойкости и дымонепроницаемости.

Клапаны избыточного давления

Клапан избыточного давления служит для контроля за превышением указанных значений, автоматически открывая проемы в защитных структурах. Норматив: от 20 до 150 Па. Этот механизм способствует поступлению свежего воздуха и выводу задымленного в случае пожара. При установке этих элементов системы дымоудаления соблюдаются все необходимые правила, установленные в СП 7.13130.2013.

Дымовые клапаны

Дымовые заслонки представляют собой ключевой элемент системы, используемый для эффективного удаления дыма и тепла во время пожара. Они взаимодействуют с автоматическими датчиками дыма и могут быть активированы как вручную, так и автоматически. Некоторые системы также предоставляют возможность проветривать помещение, управляя открыванием дымовой заслонки. Размеры и количество клапанов рассчитываются индивидуально проектировщиком, а механизмы открывания могут быть как электрическими, так и пневматическими, выбираясь в зависимости от типа объекта.

Противопожарные клапаны

При поступлении сигнала тревоги от дымовых извещателей, кнопки дымоудаления или внешних пусковых устройств, система дымоудаления активируется и переходит в рабочий режим, если находится в режиме ожидания при отсутствии пожара. Хорошо спроектированные противопожарные клапаны в нижних частях помещений выполняют функцию аэрации. Все компоненты системы работают согласованно под управлением автоматического центра управления.

Шкафы управления и автоматика для системы дымоудаления

Предлагаемые шкафы управления разнообразны по размерам, формам и версиям, способным удовлетворить различные требования. Они обеспечивают надежное и автоматизированное функционирование электрических и электронных компонентов с минимальным энергопотреблением. Эти шкафы представляют собой специализированные корпуса, предназначенные для сборки электронных и электрических устройств. Они обеспечивают защиту персонала от опасности электрического удара, изоляцию внутренних устройств от внешней среды, поддержание соответствующих параметров воздуха и защиту оборудования от механических повреждений.

Высокая температура внутри шкафов является ключевым отрицательным фактором, оказывающим влияние на работу электронных компонентов. Почти у каждого устройства есть определенный диапазон оптимальных рабочих температур, и превышение этого диапазона может существенно сократить срок службы. Отсутствие эффективного рассеивания тепла также может привести к отключению оборудования. Поэтому важным критерием при выборе шкафа является снижение тепловых нагрузок и обеспечение бесперебойной работы в самых разнообразных условиях.

Техническое обслуживание

Основной целью систем дымоудаления является обеспечение безопасной эвакуации людей. Проведение периодического технического осмотра оборудования становится крайне важным: отслеживание работы и производительности электровентиляторов, проверка состояния воздуховодов, очистка воздухозаборников и приточных решеток, а также автоматического запуска. Критическое значение имеет оперативная активация оборудования на ранних стадиях пожара, когда риск для людей еще минимален.

Проектирование

Проектирование системы противодымной защиты учитывает индивидуальное расположение помещений в здании и возможные сценарии пожара. Три ключевые конструкции — противодымная вентсистема, система дымо- и теплорегулирования, а также дымоочистки — формируют основу решения. Противодымная вентсистема может быть дополнена системой пожаротушения, интегрированной в гидравлическую систему здания. Проектировщики разрабатывают вертикальные и горизонтальные пути эвакуации в случае пожара, предоставляя подробную проектную документацию, включающую сметы, чертежи, 3D-схемы, перечень оборудования и пояснительные записки.

Монтаж

Этап монтажа включает грамотный выбор и установку оборудования в зависимости от функционального назначения здания. Рекомендуется выполнять сборку на стадии чернового ремонта до ввода объекта в эксплуатацию. После установки проводятся испытания горячим дымом, программирование и запуск устройства, а также проведение пуско-наладочных работ. Обучение по использованию установленного оборудования также входит в этот этап. При выполнении работ на высоте, строительных процессах и установке на кровле стоимость проекта может увеличиться.

Алгоритм запуска

В случае обнаружения продуктов горения датчиками дыма автоматика активируется, что влечет открытие заслонок дымоудаления. Сигнал тревоги передается на пульт управления противодымной вентиляцией, а затем на приемно-контрольный прибор пожарной сигнализации (при наличии). Также существует возможность ручного запуска системы дымоудаления. Открытие заслонок сопровождается оптическим и звуковым сигналом, а противодымные клапаны также способны проветривать помещение. Взаимодействие системы противодымной вентиляции с пожарной сигнализацией является ключевым, обеспечивая обратную связь о сработке механизмов и аварийном сигнале. Для этого используются реле пожарной сигнализации и сигнализатор неисправности системы дымоудаления. Кроме того, для поддержания устойчивого напряжения на кабелях, соединяющих контроллер щита управления с исполнительным механизмом, применяются решения, где щит управления располагается близко к приводу, обеспечивая устойчивость к высоким температурам.