W poprzednich dwóch artykułach omawiane były zagadnienia związane z systemami oddymiania, które są stosowane w obiektach budowlanych celem spełnienia wymagań rozporządzenia Ministra Infrastruktury zawartych w §227 pkt 4, §229, §237 pkt 6, §256 pkt 4 i §215, a dotyczących warunków, jakie powinny być spełnione, aby dopuścić dłuższe przejścia ewakuacyjne i dojścia ewakuacyjne, większą powierzchnię strefy pożarowej lub obniżenie klasy odporności pożarowej dla jednokondygnacyjnych budynków kategorii PM. W artykule drugim przedstawiono wymagania dotyczące części składowych systemu oddymiania i odprowadzania ciepła, a także instalacji przeznaczonej do wczesnej detekcji dymu. Dla przypomnienia podaję, że w poprzednim artykule wyodrębniono następujące urządzenia i instalacje, z których zbudowane są systemy oddymiania i których działanie powinno być niezawodne:
- źródła zasilania, zarówno podstawowe jak i rezerwowe, dla instalacji elektrycznych i pneumatycznych,
- zespoły kablowe do zasilania i przesyłania sygnałów sterujących oraz orurowanie napędów pneumatycznych,
- instalacje przeznaczone do wczesnej detekcji dymu (autonomiczne lub wykorzystujące odrębny system sygnalizacji pożarowej),
- urządzenia wykonawcze, takie jak wentylatory, klapy oddymiające zawierające napędy elektromechaniczne i pneumatyczne, urządzenia z napędami elektromechanicznymi i pneumatycznymi, które otwierają otwory dolotowe powietrza,
- urządzenia wydzielające strefę pożarową, takie jak klapy odcinające, drzwi i bramy przeciwpożarowe,
- urządzenia wydzielające strefy dymowe stanowiące część strefy pożarowej (kurtyny dymowe aktywowane w czasie alarmu),
- centrale i sterowniki sterujące poszczególnymi składowymi systemu oddymiania, w tym centrale zgodne z wymaganiami prEn12101-9.
Urządzenia wykonawcze w systemach oddymiania i odprowadzania ciepła
Do urządzeń wykonawczych w systemie oddymiania i odprowadzania ciepła zaliczamy wentylatory oddymiające, klapy oddymiające i dymowe wraz z napędami oraz urządzenia otwierające otwory dolotowe powietrza wraz z napędami.
Wentylatory oddymiające (wyciągowe) powinny być odpowiedniej klasy, co powinno być potwierdzone certyfikatem zgodności z wymaganiami normy PN-EN 12101-3. Powinno zostać zapewnione zasilanie gwarantowane, którego przełączenie za pomocą układu SZR powinno odbywać się jak najbliżej wentylatora – na tablicy sterowniczej lub bezpośrednio na obudowie silnika napędowego wentylatora. Pożądane jest zainstalowanie w pobliżu wentylatora tablicy sterowniczej zawierającej układy kontrolujące pracę wentylatora (np. układy rozruchowe wykorzystujące układy falownikowe lub gwiazda – trójkąt). Do układów kontrolnych zalicza się system kontroli impedancji uzwojeń silników elektrycznych służących do napędzania wentylatorów oraz czujników wzrostu ciśnienia powietrza zainstalowanych przy wylocie wentylatora. Czujnik ciśnienia potwierdza rzeczywistą pracę wentylatora i może być użyty także jako element układu kontroli pracy zespołu wentylator – silnik napędowy. Układ taki byłby uruchamiany na czas od dwóch do pięciu sekund przez urządzenie testujące zainstalowane w tablicy sterowniczej, a taki czas uruchomienia nie powodowałby konieczności otwarcia klap oddymiających i otworów dolotowych w systemie oddymiania. Oprócz układów kontrolnych tablica sterownicza powinna mieć odpowiednie wyjścia sygnałowe do systemów wizualizacyjnych lub integracyjnych. Klapy oddymiające w systemach oddymiania pracują odwrotnie niż przeciwpożarowe klapy odcinające, tzn. w przypadku pożaru otwierają się. Czas otwarcia nie powinien przekraczać 60 sekund. Należy pamiętać o tym, że wentylatory oddymiające powinny zacząć działać po udrożnieniu przepływu przez klapę oddymiania i klapę otworu dolotowego powietrza w następującej sekwencji: otwarcie otworu dolotowego, otwarcie klapy oddymiającej, uruchomienie się wentylatora. Oczywiście zatrzymanie oddymiania powinno przebiegać w kolejności odwrotnej. Najlepszym rozwiązaniem w przypadku napędu klap jest zastosowanie siłowników elektromechanicznych sterowanych cyfrowo i przekazujących do tablicy sterowniczej informację o kącie otwarcia klapy. W przypadku siłowników konwencjonalnych otwarcie klapy powinno być kontrolowane za pomocą dwóch wyłączników krańcowych połączonych w układzie OR (LUB). Ważne jest zasygnalizowanie startowego ruchu klapy, a pożądane jest osiągnięcie położenia bezpiecznego. Nie zaleca się uruchamiania wentylatora przy całkowicie zamkniętych klapach ciągu oddymiania, gdyż nie wiadomo, która klapa zostanie uszkodzona przez podciśnienie wytworzone przez wentylator. Uchylenie klapy, a w przypadku jej uszkodzenia nieosiągnięcie pełnego kąta otwarcia, nie spowoduje uszkodzenia pozostałych klap. Klapy oddymiania mechanicznego są pozbawione wyzwalaczy termicznych i uszczelek puchnących. Składowe mechanicznego systemu oddymiania są wymienione na rys. 1. Są one zgodne z wymaganiami normy PN-EN1201-8: Systemy kontroli ciepła i dymu – Część 8: klapy kontroli dymu (dymowe).
Warunkiem poprawnego przebiegu procesu oddymiania mechanicznego jest zapewnienie odpowiedniej ilości powietrza dolotowego dostarczanej między innymi za pomocą klap dolotowych. Kontrola otwarcia klap dolotowych powietrza powinna być realizowana tak samo jak w przypadku klap oddymiania.
Rys. 1. Przykład mechanicznego oddymiania i odprowadzania ciepła
Kontrola otwarcia klap oddymiających i otworów dolotowych powietrza w systemie oddymiania grawitacyjnego jest realizowana przez centralę sterowania oddymianiem wykonaną zgodnie z wymaganiami, np. prEN 12101–9 dotyczącej central sterowania oddymianiem.
Urządzenia wydzielające strefę pożarową, klapy odcinające, drzwi i bramy przeciwpożarowe
Warunkiem poprawnego przebiegu oddymiania i odprowadzania ciepła jest wydzielenie strefy pożarowej objętej pożarem. Oddymianie będzie realizowane tylko za pomocą elementów składowych systemu oddymiania. Otwarte lub niecałkowicie otwarte zamknięcia przeciwpożarowe lub klapy odcinające na kanałach wentylacji HVAC mogą uniemożliwić skuteczne oddymianie strefy pożarowej. Dlatego w sekwencji sterowań oddymianiem mechanicznym lub grawitacyjnym najpierw powinno odbyć się skuteczne wydzielenie strefy pożarowej. Oczywiście wiąże się to z opóźnieniem uruchomienia samego systemu oddymiania, które ma związek z działaniem sterowania zamknięciami przeciwpożarowymi, a także z czasem działania samych oddzieleń (np. bram pożarowych). System oddymiania i odprowadzania ciepła zacznie skutecznie funkcjonować po kilku lub kilkunastu minutach od momentu wykrycia dymu przez system wczesnej detekcji. Oznacza to, że wysterowanie systemu wydzielającego daną strefę pożarową, a następnie systemu oddymiania powinno następować jak najszybciej.
W niniejszym artykule opisano działanie głównych elementów systemów oddymiania i odprowadzania ciepła. Następny będzie dotyczył sterowania ruchomymi kurtynami dymowymi oraz central i sterowników oddymiania.
Janusz Sawicki
IBP NODEX