Противодымная защита здания газовый обмен при пожаре внутри здания кратко

Обновлено: 05.07.2024

При внутренних пожарах газовый обмен зависит от вентиляции помещения, высоты помещения, горючей нагрузки, архитектурно-планировочного решения здания.

Внутри горящего помещения создаются три зоны с различными давлениями:

· верхняя зона - с давлением газообразных продуктов сгорания выше атмосферного;

· нижняя зона - с давлением воздуха ниже атмосферного;

· нейтральная зона - с давлением равным атмосферному.

Чем ниже расположена нейтральная зона, тем больше зона задымления (верхняя) и концентрация дыма, а также больше возможностей для задымления соседних помещений.

На газовый обмен влияет не только открытие наружных проемов, но и их расположение, назначение, площадь, отношение площади пола к площади горения в горящем помещении.

По расположению проемы бывают нижние и верхние, однорядные и двухрядные, по назначению - приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Рис. 6. Расположение нейтральной зоны при газообмене через проемы расположенные на разной высоте.

Высота расположения нейтральной зоны в горящем помещении при газообмене через проемы расположенные на разной высоте определяется по формуле:

Где H_Н.З. – высота расположения нейтральной зоны, м;

H_ПР – высота наибольшего приточного проема, м;

h₁ – расстояние от оси приточного проема до верхней границы нейтральной зоны, м.

H – расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов, м;

S₁, S₂ – соответственно площади приточного и вытяжного проемов, м 2 ;

ρ_в, ρ_пг – плотность соответственно атмосферного воздуха и газообразных

продуктов горения, кг/м 3

Из этого уравнения можно сделать следующий вывод:

1. Чем больше расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов (H), тем выше расположена нейтральная зона.

2. Нейтральная зона будет расположена ближе к тем проемам, площадь которых больше.

3. При равенстве площадей проемов и большой разнице плотности воздуха и продуктов горения нейтральная зона будет ближе к приточному проему.

С увеличением площади вытяжных отверстий значительно увеличивается скорость газообмена. Изменяя площадь проемов, можно изменить не только расположение нейтральной зоны, но и скорость выгорания.

Рис. 7. Расположение нейтральной зоны при газообмене через проемы расположенные на одной высоте.

При открытых нижних проемах, т.е. когда они являются приточно-вытяжными, расположение нейтральной зоны определяют по формуле:

где:H_пр – высота наибольшего проема, м;

ρ_в, ρ_пг – плотность соответственно атмосферного воздуха и газообразных продуктов горения, кг/м 3 (табл. 1.4, с. 22, Справочник РТП, 1987 г.).

Чтобы ограничить развитие пожара (уменьшить скорость выгорания) необходимо до минимума сократить площадь приточных отверстий, затем, для снижения скорости притока воздуха и увеличения скорости вытяжки дыма, следует площадь вентиляционных отверстий привести в соответствие с площадью приточных отверстий.

Наиболее рациональное соотношение:

(S₁/S₂) = 0,4 - 0,5 для помещений высотой до 3 м;

(S₁/S₂) = 0,7 - 1,0 для помещений высотой более 3 м.

В этих случаях нейтральная зона будет находиться выше рабочей зоны.

Таким образом, при внутренних пожарах можно изменить скорость и направление газовых потоков, а также удалить дым и снизить температуру среды путем отвода тепла (распыленной струи воды, воздушно-механической пены, изменения площадей проемов и т.п.).

10 параметры пожара

ПАРАМЕТРЫ ПОЖАРА.

Продолжительность пожара.

Развитие пожара - это изменение его параметров во времени и в пространстве от начала возникновения до ликвидации горения.

Пожар может развиваться до его тушения (свободное развитие), а также в процессе тушения:

где: τ_п – продолжительность пожара, мин;

τ_св – время от начала возникновения до подачи первых средств тушения (период свободного развития), мин;

τ_лок – время локализации пожара, мин;

τ_лик – время ликвидации пожара, мин.

Развитие пожара зависит от ряда факторов:

1.) пожарной нагрузки - количества теплоты, которое может выделиться при пожаре с единицы площади пола или площади, занимаемой горючими материалами на открытой площадке:

допускается также определять пожарную нагрузку и по формулам:

, кг/м 2 ; кг/м 2 , (5)

где: m_o – масса пожарной нагрузки, распределенная по всей площади пола помещения или участка, кг;

По статистике МЧС России, на пожарах чаще всего люди погибают не от самого огня и воздействия высоких температур, а от отравления дымом и угарным газом. Около 80% случаев гибели людей при пожаре происходит от влияния на организм продуктов горения. Их распространение зависит от скорости перемещения воздушных масс из одной точки здания в другую. Для уменьшения задымления всего здания во время пожара разрабатываются и устанавливаются системы противодымной защиты, о которых мы поговорим в этой статье.

Почему так опасен дым? Дым представляет собой взвесь мелких твердых частиц золы, копоти, сажи в воздушно-газовой среде, где многие газы ядовиты для здоровья людей, например, известный всем угарный газ, который проникая в кровь, связывается с гемоглобином в течение 2-3 минут и приводит к смерти. Кроме того, дым ухудшает видимость и дезориентирует людей в пространстве. Единственный способ, который может помочь в такой ситуации, — это противодымная защита. Давайте разберемся, что она собой представляет?

Далее рассмотрим, как организуется противодымная защита, которая бывает активной и пассивной.

Одним из способов активной противодымной защиты является противодымная вентиляция — регулируемый (управляемый) газообмен внутреннего объема здания при возникновении пожара в одном из его помещений, предотвращающий поражающее воздействие на людей и (или) материальные ценности распространяющихся продуктов горения, обусловливающих повышенное содержание токсичных компонентов, увеличение температуры и изменение оптической плотности воздушной среды.

Выделяют два основных вида противодымной вентиляционной системы: вытяжную и приточную. Вытяжная система подразумевает удаление воздушных масс, выходящих из помещения, а приточная — поступление свежего воздуха в здание.

Система противодымной вентиляции вытяжная — автоматически и дистанционно управляемая вентиляционная система, предназначенная для выведения продуктов горения при пожаре наружу через дымоприемное устройство.

Принцип работы вытяжной противодымной вентиляции заключается в следующем:

роторный или лопастной вентилятор создает вытяжное усилие в воздуховоде, соединяющем обслуживаемый объект и улицу;

напорное оборудование создает слабое разряжение;

при открытии приточных клапанов или окон давление в здании стабилизируется.

Рис. 1 Принцип работы вытяжной противодымной вентиляции

Система противодымной вентиляции приточная — автоматически и дистанционно управляемая вентиляционная система, предназначенная для предотвращения задымления помещений, зон безопасности, лестничных клеток, лифтовых шахт, тамбур-шлюзов посредством подачи наружного воздуха и создания в них избыточного давления, а также для ограничения распространения продуктов горения и возмещения объемов их удаления при пожаре.

Приточная противодымная вентиляция работает по следующему принципу:

клапан затягивает в помещение поток свежего воздуха, побуждаемый вентилятором радиального или лопастного типа;

за счет притока свежего воздуха обеспечивается избыточное давление;

при открытии приточного канала давление в помещении выравнивается;

Рис. 2 Принцип работы приточной противодымной вентиляции

Использование противодымных конструкций

Эффективность конструкций с точки зрения противодымной защиты заметно возрастает, если они отвечают определенным требованиям по дымогазопроницаемости Нажмите для перехода на ПожВики . Двери с высоким пределом огнестойкости Нажмите для перехода на ПожВики и низкой дымопроницаемостью не только препятствуют выходу пожара и продуктов горения за пределы помещения, но и способствуют самозатуханию пожара.

Противодымный экран Нажмите для перехода на ПожВики — автоматически и дистанционно управляемое устройство с выдвижной шторой или неподвижный конструктивный элемент из дымонепроницаемого негорючего материала, устанавливаемый в верхней части под перекрытиями защищаемых помещений и коридоров или в стеновых проемах с допуском на высоту не менее толщины образующегося при пожаре дымового слоя и предназначенный для предотвращения распространения продуктов горения.

Безопасная зона Нажмите для перехода на ПожВики — коллективное средство спасения людей при пожаре. Безопасная зона выполняется в виде специально оборудованных помещений внутри здания или на его покрытии. Обеспечивает предотвращение воздействия опасных факторов пожара на пребывающих в нём людей за всё время ликвидации пожара. Помещение должно выделяться противопожарными стенами и перекрытием и располагаться так, чтобы люди имели возможность достигнуть безопасной зоны за необходимое время эвакуации.

Есть три поражающих фактора, которые негативно действуют на людей при пожаре. Это огонь, высокие температуры и дым, представляющий собой плотную концентрацию токсичных едких летучих веществ. Последние – это взвесь, состоящая из твердых частичек сажи, золы, копоти и токсичных газов. К последним относится угарный, который действует на кровь. А точнее, он связывает гемоглобин в течение двух-трех минут, что моментально приводит к смерти. Сегодня бороться с дымом помогает противодымная защита, о которой и будем рассказывать ниже.

Негативное воздействие задымленности

При пожаре дым образует плотный поток, который быстрее всего перемещается по коридорам, лестничным клеткам, переходам между зданиями. Он снижает видимость, плюс, создает условия, при которых дышать становиться невозможным.

Интересен тот факт, что человечество всегда стремилось быстро обнаружить очаг возгорания и также быстро его локализовать и ликвидировать. Для этого создавались и усовершенствовались системы пожарной сигнализации и пожаротушения. Но на негативное воздействие дыма внимание обращали мало. А ведь последний в любых зданиях и сооружения распространяется с молниеносной скоростью, заполняя собой все помещения. Он летит впереди огня, не давая людям быстро покидать горящее строение обычным способом. Могут не помочь даже световые табло, указывающие, в каком направлении надо двигаться.

Дым – проблема номер один при пожаре, и бороться с ним приходится всеми силами и средствами. Надо отдать должное, что ученые давно занимаются технологиями, которые помогают удалять токсичные летучие взвеси из здания. Одна из передовых разработок – система противодымной защиты.

Дым при пожаре внутри помещений

В ее задачи входит удаление дыма из помещения, где начался пожар. То есть не дать распространиться ему по эвакуационным маршрутам: коридорам, лестничным клеткам, а также смежным помещениям. При этом противодымная система обеспечивает приток свежего воздуха извне посредству неплотностей в конструкциях, вентиляционных, технологических и технических проемов.

То есть получается, что противодымная защита – это система, которая обеспечивает благоприятные условия для людей, покидающий горящее здание.

Устройство противодымной защиты

Необходимо отметить, что в ГОСТе под номером 12.1.033-81, где обозначены общие термины противопожарной безопасности, есть точное определение, что собой представляет выше обозначенная система. Итак, система противодымной защиты – это комплекс мероприятий, направленных на исключение негативного воздействия на эвакуируемых людей токсичных газов, которые являются частью процесса горения.

Комплекс мероприятий делится на две составляющие:

Первая часть – это в основном документированные процедуры, в которые входят инструкции, распоряжения, приказы и прочее. Задача выше обозначенных документов – создать юридическую и правовую основу.

Вторая часть – это техническая сторона дела. То есть комплектация оборудования, отвечающая за противодымную защиту зданий и сооружений. Необходимо отметить, что если строения возводятся по типовым проектам, то в них используются типовое оборудование. В остальных случаях к решению этой задачи подходят индивидуально. То есть типовую комплектацию дополняют специальными устройствами или приспособлениями.

Оборудование дымоудаления

Что в себя включает типовая противодымная защита зданий:

Вентилятор. Он работает по принудительной схеме нагнетания воздуха. То есть его задача – загнать в здание свежий воздух извне.
Окна, фрамуги в них, фонари на крышах, которые открываются в автоматическом режиме сразу, как только начался пожар. Срабатывание происходит от системы пожарной сигнализации.
Клапаны, устанавливаемые во всех помещениях. Особое внимание путям эвакуации. Их задача та же – открыться, чтобы через эти конструкции дым мог вылетать за пределы зданий.
Каналы, шахты и воздуховоды, по которым токсичные газы выходят наружу. Сюда входят шахты лифтов.
Аппаратура, исполнительные механизмы, различного назначения приборы, которые связаны с системами пожарной сигнализации и пожаротушения.
Противодымные, они же противопожарные двери, люки, ворота, окна. Сюда же можно отнести противопожарные шторы, завесы и прочие защитные сооружения.

Нормативные акты

Противодымная защита – система, которая реализуется на основании законодательных актов. Вот некоторые из них:

свод правил о вентиляции воздуха – СП 60.13330;
свод правил по требованиям пожарной безопасности к вентиляционным системам – СП 7.13130.2013;
нормы пожарной безопасности, в которых обозначаются нормативы испытаний по степени огнестойкости коробов, шахт и каналов – НПБ 239-97;
то же самое о клапанах противопожарного типа, которые используются в вентиляционных системах – НПБ 241-97;
то же о противопожарных вентиляторах, устанавливаемых в систему дымоудаления, их характеристиках – НПБ 253-98;
методы сдачи-приемки противодымной защиты – НПБ 240-97.

Но самый главный документ, на основании которого производится установка систем противодымной защиты в зданиях и сооружениях, Федеральный Закон под номером 123. Вот некоторые статьи, которые фиксируют законность использования противодымной защиты:

Статья 56. В ней указывается, что система удаления дыма должна защитить эвакуируемых людей на время, в течение которого они могут свободно покинуть здание, или на время, пока пожарные не ликвидируют очаг возгорания.
В этой же статье указывается, что защита должна использовать все способы удаления задымленности, а именно: используя существующую вентиляцию, вытяжки, вентиляторы, работающие по принудительной схеме, клапаны, шлюзы и другие устройства.
Статья 85. Здесь четко обозначено, что противодымная защита должна включаться или автоматически, или ручным способом, но дистанционно.

Необходимо более детально разобраться в этих статьях, потому что есть четкие указания, когда они могут обеспечить эффективную работу противодымной системы. К примеру, нельзя применять принудительную вентиляцию, если в здании отсутствует противодымная защита, или она не включена.

Кнопка ручного пуска противодымной системы

Защита должна срабатывать одновременно с сигнализацией. Ручной запуск производится с разных мест: пульта управления, поста пожарной охраны, двери, выходящей из здания. При включении ПДЗ необходимо отключить внутреннюю вентиляцию и систему кондиционирования.

Внимание! Нельзя использовать противодымную защиту, если внутри здания используется система пожаротушения, основанная на газовых, аэрозольных и порошковых огнетушащих веществах.

В статье 138 указываются моменты, связанные с конструктивными особенностями некоторых элементов противодымной системы, и их функционированием:

каналы, шахты и воздуховоды должны изготавливаться только из негорючих материалов;
это же касается и прокладочного материала, который устанавливается на стыках выше обозначенных элементов;
привода клапанов должны управляться или дистанционно вручную, или в автоматическом режиме;
то же касается приводов противодымных завес, экранов и штор;
установленные противопожарные двери должны иметь минимальный параметр дымопроницаемости.

Виды противодымной защиты

Как и любая противопожарная система, дымоудаление делится на два вида: пассивная и активная. Первая основана на архитектурных решениях самого здания. То есть создаются планировочные и конструктивные решения, при которых дым не распространяется по всему зданию.

Вторая – это сама система дымоудаления, основанная на вентиляторах, воздуховодах, клапанах и прочих элементах, описанных в этой статье.

Принцип работы противодымной защиты

Начинает работу противодымная защита, как только сработает пожарная сигнализация. После чего сама система начинает передавать сигналы на следующие приборы и оборудование:

отключается общеобменная вентиляционная сеть, отсосы технологического оборудования;
закрываются огнезащитные клапаны, установленные между помещениями;
открываются клапаны, окна, люки и другие проемы, входящие в систему дымоудаления;
включаются вентиляторы дымоудаления.

Вся система будет работать даже после потушенного очага возгорания, для того чтобы удалить из помещений объекта остаточные токсичные газы, следы огнетушащих веществ.

В видео показано, как работает одна из марок противодымной системы:

Проверка защиты перед передачей в эксплуатацию

Еще на стадии комплектации и монтажа все элементы проверяются на соответствие проектным данным, плюс, наличие сертификата качества. После окончания монтажных работ систему запускают и проверяют, как она работает, соответствует ли проектным параметрам. При этом проверяют защиту полностью и ее узлы по отдельности.

В видео специалист рассказывает о том, как надо проводить проверку противодымной защиты:

И обязательное условие – техническое обслуживание, которое поддерживает защитную сеть в рабочем состоянии. Обычно этим занимается та же организация, которая проводила монтаж. С ней заключается договор на год или несколько лет.

Внимание! Законом четко оговорено, что за противопожарную безопасность объекта отвечает его собственник. Если это производственная или торговая единица, то ответственность возлагается на руководителя компании. Поэтому за работоспособность противодымной защиты отвечают они же.

Последние большие пожары, произошедшие в России и унесшие большое количество человеческих жизней, показали, что не на всех объектах ПДЗ присутствует. А если она и смонтирована была когда-то, то или некорректно работает, или не работает вовсе. Это нарушение закона, которое карается годами, проведенными в тюрьме.

Поэтому представители Госпожнадзора тщательно проводят проверки объектов, где обязательно проверяют противодымную защиту на предмет ее наличия и работоспособности. О чем обязательно составляется акт.

Испытания противодымной защиты

Подведение итогов

Итак, в статье были рассмотрены важные вопросы. Один из них – какие способы защиты должна предусматривать система противодымовой защиты. Способов несколько, но главных два:

Эффективное удаление задымленности.
Создание условия нераспространения дыма по помещениям, смежными с отсеком, где появился очаг возгорания.

Второй вопрос – насколько эффективна ПДЗ. Необходимо отметить, что этот вопрос касается в основном одного аспекта. А именно: правильно ли был проведен расчет, будет ли оборудование, входящее в защиту, успевать удалять токсичные газы. Поэтому этот вопрос надо адресовать специалистам, которые занимаются проектированием зданий и сооружений. Именно проект, разработанный профессионалами, гарантирует качество конечного результата.

И последнее – что должна обеспечить система противодымной защиты объектов. Здесь ответ однозначный – сохранение человеческих жизней. И, как показывает практика, с этой задачей она справляется.

Противодымная защита зданий и сооружений — комплекс мероприятий, предназначенных для перераспределения газовых потоков, снижения температуры и концентрации дыма при пожаре в целях: эвакуации людей из здания или в зону безопасности; нахождения людей в зонах безопасности; ограничения распространения опасных факторов пожара; обеспечения возможности эффективного тушения пожара пожарными. [1]

Дым и газы, образующиеся при пожаре проникает в органы дыхания и раздражает слизистую оболочку глаз. Для устранения их вредного воздействия возможно применять средства индивидуальной и групповой защиты. [2] :46

Групповая защита осуществляется путем снижения концентрации дыма и газов в помещении:

аэрацией — проветриванием помещений с помощью открывания дверей, окон или вскрытия конструкций;
использованием противодымной вентиляции;
использованием дымососов, автомобилей дымоудаления;
осаждение дыма распыленной водой; [2] :46
объемно-планировочные решениями;
конструктивными решениями. [3] :5

В зданиях повышенной этажности задымление представляет особенную опасность. В СССР и России к зданиям повышенной этажности относят здания в 10 этажей и более. Граница определяется сопоставлением с высотой выдвижения пожарных автолестниц. В России большинство автолестниц 30-метровые, поэтому высота обычного многоэтажного здания ограничивается высотой 25…30 м. [4] :321

Читайте также: