Противодымная защита

Уважаемые коллеги, вот мы и подошли к новой теме под названием «Противодымная защита».

В данной статье мы поговорим о том, что такое противодымная защита, для каких целей она создается, какие виды противодымной защиты бывают, а также основные ее аспекты.

Для начала необходимо обратиться к определению, что же у нас является противодымной защитой.

Итак, противодымная защита (система противодымной защиты) – это комплекс организационных мероприятий, объемно-планировочных решений, инженерных систем и технических средств, направленных на предотвращение или ограничение опасности задымления зданий, сооружений и строений при пожаре, а также воздействия опасных факторов пожара на людей и материальные ценности.

Организационные мероприятия противодымной защиты – комплекс мер, которые носят режимный (эксплуатационный) характер. Данные меры могут быть закреплены в распоряжениях (приказах) в какой-либо организации или учреждении.

Объемно-планировочные решения – решения в части взаимного расположения и размеров элементов противодымной защиты и отдельных частей объекта защиты.

Инженерные системы и технические средства – непосредственно все оборудование (вентиляторы дымоудаления и подпора, приводы к исполнительным механизмам противодымных штор и завес, клапаны дымоудаления, воздуховоды и т.п.), необходимое для нормального функционирования системы противодымной защиты.

Объемно-планировочные и конструктивные решения, а также тип и параметры инженерного оборудования (систем) и технических средств, применяемые для противодымной защиты, закладываются в проекте на проектируемое (реконструируемое) здание.

Требования, предъявляемые к противодымной защите зданий и сооружений, содержатся в Федеральном законе «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» ФЗ №123 и в своде правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования».

Перечень требований, содержащиеся в статье 85 Технического регламента, которые являются обязательными для исполнения, и носят общий, если можно так выразиться, фундаментальный характер. Данные требования указывают нам, в первую очередь на ряд условий, по которым должна быть построена противодымная защита и каким образом она должна выполнять свои функции.
Требования пожарной безопасности, предъявляемые к инженерным системам и техническим средствам противодымной защиты, содержатся в статье 138 Техрегламента.
Вместе с тем, данные статьи федерального закона не содержат требований, в которых бы имелись четкие указания на то, какими параметрами должна обладать противодымная защита того или иного объекта.

Противодымную защиту, как и любую систему противопожарной защиты, можно условно разделить на два типа: активную и пассивную.

К пассивной системе противодымной защиты зданий относятся, прежде всего, объемно-планировочные и конструктивные решения, препятствующие распространению дыма по зданию: дымогазонепроницаемые двери, противопожарные преграды в дымогазонепроницаемом исполнении, стационарные противодымные экраны, шторы, незадымляемые переходы и др.

К активной системе противодымной защиты, о которой речь подробнее пойдет далее, относится противодымная вентиляция. Частично, ответы на вопросы, какие объекты следует защищать и при помощи каких инженерных систем и технических средств, содержатся в нормативном документе по пожарной безопасности – своде правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования».

В разделе 7 данного свода правил, под названием «Противодымная вентиляция», содержатся требования касательно оборудования зданий и сооружений противодымной вентиляцией в зависимости от объемно-планировочных особенностей, функциональной пожарной опасности других параметров защищаемого объекта, а также конструктивных решений и параметров применяемого оборудования.
Следует отметить, что требования, содержащиеся в своде правил СП 7.13130.2009, при выполнении всех требований, изложенных в ФЗ-123, можно не выполнять при условии, если пожарный риск на объекте защиты не превысит заветной одной миллионной в год.

В пункте 1 статьи 85 содержится требование о том, что «объемно-планировочные решения зданий и сооружений в совокупности с системой противодымной защиты должны обеспечивать предотвращение или ограничение распространения продуктов горения за пределы помещения и (или) пожарного отсека, секции для обеспечения безопасной эвакуации людей».

Несмотря на довольную простоту и очевидность данного требования, здесь мы наталкиваемся на некоторую неопределенность. Вроде бы выполнены все требования федерального закона и свода правил, однако не совсем в данном случае понятны тонкости, каким образом будет работать спроектированная нами противодымная защита, какими параметрами должны обладать отдельные ее элементы для эффективного выполнения поставленной задачи?

Довольно обтекаемое объяснение по данному вопросу содержится в пункте 7.4 СП 7.13130.2009: «Расход продуктов горения, удаляемых вытяжной противодымной вентиляцией, следует определять по расчету в зависимости от мощности тепловыделения очага пожара, теплопотерь в ограждающие строительные конструкции помещений и вентиляционных каналов, температуры удаляемых продуктов горения, параметров наружного воздуха, состояния (положений) дверных и оконных проемов, геометрических размеров (смежных и защищаемых объемов)».

Из требования данного пункта вытекает основная мысль, которой следует придерживаться при проектировании систем противодымной защиты – в настоящее время нет какой-либо методики, по которой следовало бы в обязательном порядке определять параметры противодымной вентиляции зданий и сооружений.

Обязательные к применению методики по расчету противодымной вентиляции зданий и сооружений пока никем не утверждены и не введены в действие, однако есть ряд документов, которые содержат расчетный аппарат, который может быть адаптирован для применения на практике при проектировании противодымной защиты зданий и сооружений.

Удовлетворяющими требованиям пункта 7.4 СП 7.13130.2009 на данный момент являются лишь два известных мне отечественных документа (методические рекомендации):
— Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий. Методические рекомендации. – М.: ВНИИПО, 2008.
— Р НП «АВОК» 5.5.1-2010. Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий.

Математический аппарат в них практически идентичный, в основном отличающийся буквенными обозначениями тех или иных величин. Также не следует забывать, что к методике ВНИИПО был выпущен лист опечаток, его тоже нужно учитывать, чтобы избежать неприятных сюрпризов.

Думаю, многие со мной согласятся, что противодымная вентиляция на данный момент является самой сложной в плане проектирования системой противопожарной защиты. Среди проектировщиков бытует такое мнение, что обеспечив расчетные расходы на дымоприемном и приточном проемах (отверстиях), система противодымной вентиляции эффективно выполнит поставленную перед ней задачу. К сожалению, ни один расчет не может этого полностью гарантировать, тем более в рамках нынешних требований, предъявляемых к системам противодымной защиты.

Это связано в первую очередь со сложностью «заставить» дым двигаться так, как нам нужно с минимальными на него воздействиями (возмущениями), которые, в конечном счете, могут привести только к увеличению его объемов (массы) или распространению по зданию. Не секрет, что основную часть дыма составляет вовлеченный в него воздух извне, поэтому, чем больше возмущений мы оказываем на дымовой слой или конвективную колонку, тем больше дыма нам нужно будет удалить. Данное обстоятельство накладывает ограничение на скорость приточного воздуха (рекомендованная скорость – не более 1 м/с), что в итоге приводит к увеличению общей площади приточных проемов. К сожалению, влияние приточных проемов никак не изложено в контексте существующих отечественных норм. Во-вторых, некоторые из существующих требований к противодымной защите требуют обоснования и корректировки.

Одним из парадоксальных, на мой взгляд, требованием является, например, наличие самозакрывающих устройств на дверях в лестничной клетке при определенной численности людей на этаже. При определенных условиях в здании может потребоваться оборудование незадымляемых лестничных клеток с подпором воздуха, т.е. будет необходимо создание приточной вентиляции, которая никак не может работать в одиночку. С целью соблюдения требований статьи 85 ФЗ-123, необходимо создание также и системы дымоудаления с поэтажных коридоров, которая по требованиям СП 7.13130.2009 для многоэтажных зданий должна быть только механической. Вот и получается, что на дверь, между лестничной клеткой и коридором действует суммированное давление, создаваемое приточной системой лестничной клетки и системой дымоудаления коридора. Тогда как по существующим методическим рекомендациям расчет дымоудаления ведется на открытую дверь, а по факту на тот момент, когда начнется эвакуация, дверь в лестничную клетку будет закрыта тем самым самозакрывающимся устройством.

Данную проблему могли бы решить сбросные клапаны, которые бы открывались при избыточном давлении в лестничной клетке свыше нормативного значения (150 Па) и закрывались бы вновь при снижении давления до 20 Па. Однако, применение подобных устройств в нормах пока никак не раскрыто.

«Либеральные» 3000 м² на одну дымовую зону, 1000 м² на одно дымоприемное устройство, а также «условное» разделение помещений на дымовые зоны вовсе не выдерживают никакой критики, т.к. данные требования ничем не обоснованы.

Следует отметить, что до сих пор нет четкого приоритета в вопросе: какова функция противодымной защиты? Само собой разумеется, что она должна как минимум обеспечить безопасную эвакуацию людей при пожаре, что прописано в ФЗ-123 (пункты 1 и 6 статьи 85). Однако, в том же ФЗ есть оговорка, что противодымная защита зданий в зависимости от целей должна обеспечить также работу противодымной вентиляции на всю продолжительность пожара.

Однако, в каком случае необходимо предусматривать работу дымоудаления на всю продолжительность пожара, в нормативных документах пока нет четкого разъяснения. Видимо, решение данного вопроса ложится на плечи и совесть проектировщика. Хотя, возможно во фразе «на всю продолжительность пожара» имеются ввиду системы подпора воздуха в безопасные зоны.

Одним из самых интересных объектов с точки зрения противодымной защиты, на мой взгляд, является атриум. Несмотря на то, что в проекте изменений к СП 2.13130.2009, помимо СП 7.13130.2009, появилось хоть какое-то упоминание об атриумах, противодымная защита атриумов зачастую вызывает много вопросов.

Несмотря на то, что математический аппарат по расчету противодымной вентиляции атриумов, который был наработан зарубежными коллегами в прошлом веке, доступен и частично перекочевал в отечественные методики, в настоящее время в нормативных документах каких-либо требований к конструктивным и объемно-планировочным решениям атриумов для целей противодымной защиты не содержится.

На данный момент противодымная защита атриумов решается либо на основании математического аппарата, заимствованного из NFPA 92B, либо при помощи мощного инструмента, который может дать ответы на многие вопросы – моделирования.

В нашей стране в то время, когда изучение развития пожара в помещении (здании), в том числе и аспекты противодымной защиты было в активной стадии (в основном 70-80 года прошлого века), было актуально строительство типовых многоэтажных зданий, тогда как за рубежом уже возводились высотные здания, в том числе и с атриумами. Поэтому в сложившейся ситуации приходится опираться в основном на зарубежный опыт. Например, первый отчет по пожарной безопасности зданий с атриумами, который был издан в Новой Зеландии, датирован 1988 годом, выдержки из которого по дымоудалению из атриума актуальны и по сей день.

Возвращаясь к вопросу противодымной защиты зданий, следует подчеркнуть, что в настоящее время, для атриумов, зданий сложной планировки, когда отсутствуют какие-либо данные, позволяющие оценить эффективность противодымной защиты, следует все же прибегать к моделированию. Наиболее приемлемым вариантом с точки зрения материальных затрат является математическое моделирование пожара с помощью различных CFD-кодов. В нашей стране наибольшее распространение получил CFD-код, разработанный NIST (Национальный институт стандартов и технологий, США), – Fire Dynamics Simulator. Несмотря на то, что данный подход требует определенной подготовки, полученные результаты могут иметь большую практическую пользу.

Итак, в данной статье мы вкратце рассмотрели, что такое противодымная защита. В дальнейшем планируется более подробно осветить отдельные аспекты противодымной защиты в зависимости от типов зданий, с примерами расчета. Подписывайтесь на новости блога о пожарной безопасности!