Projektowanie instalacji sygnalizacji pożarowej. Stropy perforowane

W jaki sposób nadzorować przestrzeń podstropową za pomocą czujek zainstalowanych na stropie właściwym, jeżeli w pomieszczeniu zainstalowany jest perforowany strop podwieszony? Czy to jest w ogóle możliwe?

Należy sprawdzić, w jakich warunkach dym w czasie pożaru jest w stanie przemieścić się przez otwory w perforowanym stropie podwieszonym. Jest to zależne m.in. od:

• wysokości pomieszczenia (mierzonej od podłogi do stropu właściwego),
• rodzaju pożaru (płomieniowego, bezpłomieniowego), od którego z kolei zależy szybkość przemieszczania się dymu ku górze, a także zdolność przenikania gorącego powietrza przez otwory perforacji,
• stosunku przekroju otworów do całkowitej powierzchni stropu przy założeniu, że perforacja jest równomiernie rozłożona na całej powierzchni stropu,
• wielkości pojedynczych otworów,
• grubości stropu,
• istnienia (lub nie) wentylacji wymuszającej przepływ powietrza z przestrzeni głównej do przestrzeni międzystropowej lub odwrotnie.

Warunkiem podstawowym jest zapewnienie niezmienionej czułości instalacji wykrywania pożaru. Istniejące metodyki projektowania silnie różnią się pod względem podawanych kryteriów określających możliwość nadzoru przestrzeni podstropowej poprzez perforację.

Rys. 1. Sposób przemieszczania się dymu przez otwory w stropie podwieszonym

Wymagania zawarte w punkcie 6.2.7.1 w VdS 2095 2010-05

Czujki zainstalowane w przestrzeni międzystropowej mogą nadzorować pomieszczenie pod stropem podwieszonym, jeżeli strop podwieszony zawiera równomiernie rozłożoną perforację, stosunek otwartego przekroju do całkowitej powierzchni sufitu ≥75%, a grubość stropu podwieszonego G≤3 x wymiar otworu w stropie.

Powierzchnie dozorowania czujek są zgodne z punktem 6.2.7.2. Całkowita wysokość instalowania jest równa sumie wysokości pomieszczenia do stropu podwieszonego oraz wysokości przestrzeni międzystropowej.

Wymagania zawarte w punkcie 4.5.9 w SITP-WP-02:2010

Jeżeli istnieje ryzyko powstania pożaru nad podwieszonym sufitem, to należy umieścić czujki w tej przestrzeni. Czujki te mogą służyć także do wykrywania pożaru poniżej podwieszonego sufitu, jeżeli (jednocześnie) perforacja stanowi więcej niż 50% dowolnego wycinka sufitu o wymiarach 1 m x 1 m, wymiary każdego pojedynczego otworu przekraczają 20 mm x 20 mm, a grubość sufitu nie jest większa niż trzykrotność wymiaru najmniejszego otworu.

W takich przypadkach należy jednak przeprowadzić indywidualną analizę z uwzględnieniem nagromadzonego materiału palnego oraz wydajności wentylacji, która może wyciągać dym przez podwieszony sufit.

Wymagania zawarte w punkcie A.6.5.1.g w PKN-CEN/TS 54-14:2004

Jeżeli w pomieszczeniu jest perforowany, podwieszony sufit, to rozmieszczenie czujek zależy od zabezpieczenia przed pożarami powstałymi poniżej podwieszonego sufitu oraz zabezpieczenia przed pożarami powstałymi nad podwieszonym sufitem.

W przypadku niewielkiej perforacji podwieszonego sufitu i braku wentylacji wymuszonej, wyciągającej dym przez sufit podwieszony, zabezpieczenie przed pożarami powstałymi poniżej podwieszonego sufitu wymaga umieszczenia czujek pod podwieszonym sufitem.

Jeżeli istnieje ryzyko powstania pożaru nad podwieszonym sufitem, to czujki pożarowe powinny być umieszczone w przestrzeni nad nim. Jeżeli perforacja stanowi więcej niż 40% dowolnego wycinka 1 m x 1 m stropu, wymiary każdego pojedynczego otworu perforacji są większe niż 10 mm x 10 mm, a grubość sufitu nie jest większa niż trzykrotność wymiaru najmniejszego otworu, to czujki umieszczone nad podwieszonym stropem mogą być wykorzystane do wykrycia pożaru powstałego poniżej tego stropu. Pod podwieszonym stropem nie trzeba umieszczać czujek.

Takie przypadki wymagają indywidualnych analiz w zależności od rodzaju, liczby otworów, powierzchni perforacji, rodzaju i ilości materiału palnego oraz wydajności wentylacji, która może wyciągać dym przez podwieszony strop.

Wymagania zawarte w punkcie 6.5.1.h w CEN/TS 54-14:2018

Czujki zainstalowane nad perforowanym stropem podwieszonym mogą być wykorzystane do zabezpieczenia obszaru poniżej stropu podwieszonego, jeżeli perforacje są zasadniczo jednolite, obejmują cały strop, stanowią ponad 40% powierzchni całego stropu, minimalny wymiar każdego otworu perforacji mierzony w dowolnym kierunku to 10 mm, grubość stropu nie jest większa niż trzykrotny minimalny wymiar każdego otworu perforacji lub można wykazać w sposób satysfakcjonujący zainteresowane strony, że perforowany strop podwieszony ma nieznaczny wpływ na przepływ dymu i ciepła do przestrzeni międzystropowej.

We wszystkich innych przypadkach czujki powinny być montowane poniżej podwieszonego stropu, a jeśli ochrona pustki powyżej tego stropu (przestrzeni międzystropowej) jest konieczna (patrz A.6.5.1.g), to kolejne czujki powinny być zainstalowane na właściwym, strukturalnym stropie.

Należy zwrócić uwagę na wpływ przepływu powietrza w przestrzeni międzystropowej i pod stropem podwieszonym. Ocena skuteczności systemów wykrywania wymaga indywidualnej analizy uwzględniającej typ, liczbę otworów i powierzchnię perforacji, rodzaj i ilość palnego materiału oraz intensywność wentylacji, która może popychać lub wciągać dym przez sufit podwieszany.

Wymagania zawarte w BS 5839-1:2013

Czujki zainstalowane powyżej perforowanego stropu podwieszanego mogą być użyte do ochrony obszaru poniżej tego stropu, jeśli perforacje są zasadniczo jednolite, obejmują cały strop, stanowią ponad 40% powierzchni całego stropu, minimalny wymiar każdego otworu perforacji mierzony w dowolnym kierunku to 10 mm, a grubość stropu nie jest większa niż trzykrotność minimalnego wymiaru każdego otworu perforacji.

We wszystkich innych przypadkach czujki powinny być zamontowane na stropie podwieszonym. Jeśli ochrona przestrzeni międzystropowej jest konieczna, wówczas czujki powinny być zainstalowane na stropie właściwym.

Rys. 2. Proponowane, skuteczne zasady nadzorowania przestrzeni podstropowych za pomocą czujek zainstalowanych w przestrzeni międzystropowej

Jakie wnioski wypływają z przedstawionych propozycji?

1. Na pierwszy rzut oka przedstawione wymagania zawarte w poszczególnych metodykach są podobne.
2. Nadzorowanie pomieszczenia poprzez perforowany strop jest możliwe jedynie za pomocą punktowych i liniowych czujek dymu. Zastosowanie czujek multidetektorowych z czujnikiem temperatury i funkcją AND może być całkowicie nieskuteczne.
3. Wszelkie szczegółowe zalecenia wyraźnie dotyczą sytuacji, w której w przestrzeni międzystropowej nie występuje wymuszona wentylacja, a zatem przepływ powietrza wraz z dymem z przestrzeni podstropowej do czujek zainstalowanych w przestrzeni międzystropowej wynika ze zjawiska wyporu. Jednocześnie zalecenia, dotyczące m.in. całkowitej wielkości powierzchni otwartej i minimalnej wielkości otworów perforacji w stosunku do grubości stropu perforowanego, określają warunki, w których strop perforowany nie stanowi bariery dla przepływającego dymu. W takim przypadku sposób rozmieszczania czujek jest analogiczny jak dla stropu płaskiego. Oczywiście wysokość pomieszczenia jest równa sumie odległości od podłogi do stropu podwieszonego oraz odległości od stropu podwieszonego do stropu właściwego. Ponieważ nie ma wymuszonej wentylacji, powinniśmy uwzględnić możliwość powstania poduszki powietrznej w przestrzeni międzystropowej z powodu zwiększenia odległości między stropem właściwym a miejscem zainstalowania czujki. W granicznym przypadku, przy dostatecznie wysokim pomieszczeniu i jednocześnie małej odległości pomiędzy stropem właściwym a stropem podwieszonym, może się okazać, że czujki powinny być zainstalowane jednak na stropie podwieszonym.
4. Istnienie wymuszonej wentylacji wyciągowej (mechanicznej) może w istotny sposób poprawić transfer dymu do przestrzeni międzystropowej. W takim przypadku projektanci nie powinni mieć jakichkolwiek wątpliwości, że praktycznie każde z przywołanych wyżej zaleceń, zawartych w metodykach projektowania, umożliwi skuteczną detekcję pożaru. Projektant powinien jednak uwzględnić możliwość wystąpienia pożaru także w przypadku niedziałającej wentylacji.
5. Jeżeli w pomieszczeniu jest nawiewna wentylacja poprzez strop perforowany, praktycznie nie ma możliwości skutecznego nadzoru przestrzeni pod stropem podwieszonym przez czujki zainstalowane w przestrzeni międzystropowej.
6. Mając możliwość wyboru metodyki projektowania, powinniśmy brać pod uwagę także spodziewany rodzaj i rozwój pożaru. Jeżeli scenariusz pożarowy przewiduje wystąpienie w pomieszczeniu wolno rozwijającego się pożaru bezpłomieniowego, należy zaprojektować znacznie większe otwory perforacji, aby zwiększyć szanse na przemieszczanie się dymu przez perforację.

mgr inż. Jerzy Ciszewski
IBP NODEX

Literatura

1. J. Ciszewski, Wstęp do projektowania instalacji sygnalizacji pożarowej, CNBOP, Warszawa 1996.
2. Wytyczne SITP WP-02:2010 Instalacje sygnalizacji pożarowej. Projektowanie.
3. PKN-CEN/TS 54-14:2006 Systemy sygnalizacji pożarowej. Część 14: Wytyczne planowania, projektowania, instalowania, odbioru, eksploatacji i konserwacji.
4. CEN/TS54-14:2018 Fire detection and fire alarm systems. Part 14: Guidelines for planning, design, installation, commissioning, use and maintenance.
5. VdS 2095:2010-05(07) VdS-Richtlinien für automatische Brandmeldeanlagen. Planung und Einbau.
6. BS 5839-1:2013 Fire Detection and fire alarm systems for building. Part 1: Code of practice for system design, installation, commissioning and maintenance of systems in non-domestic premises.
7. NFPA 72:2013 National Fire Alarm and Signalling Code.