Использование струйных вентиляторов в системах дымоудаления автостоянок

В. М. Есин, доктор техн. наук, профессор;

С. П. Калмыков, инженер, Академия государственной противопожарной службы МЧС РФ

Система дымоудаления из автостоянки закрытого типа при пожаре должна обеспечивать в нижней ее части незадымленную зону, достаточную для безопасной эвакуации людей и работы пожарных.

Расход дыма, который необходимо удалять из автостоянки, составляет 40 000–50 000 м³/ч.

Зона действия воздухоприемных и дымоприемных отверстий в воздуховодах ограничена – согласно СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», зона действия для дымоприемного отверстия не должна превышать 1 000 м². Это ограничение заставляет предусматривать в проектах систем вентиляции и дымоудаления развитую в пределах этажа автостоянки сеть воздуховодов большого сечения. Наличие воздуховодов заставляет увеличивать высоту помещений автостоянки, что приводит к удорожанию строительства.

Факторами, вызывающими удорожание строительства, являются мероприятия, обеспечивающие нераспространение пожара и продуктов горения из помещения автостоянки в другие помещения по системам воздуховодов общеобменной и противодымной вентиляции, требования по установке огнезадерживающих клапанов и обеспечение нормативных пределов огнестойкости.

Одним из возможных выходов из сложившейся ситуации является использование струйных вентиляторов.

Система дымоудаления с использованием струйных вентиляторов обеспечивает достаточно равномерное удаление вредностей по сравнению с системой воздуховодов.

Рисунок 1. Конструкция струйного вентилятора. В его основе – осевой вентилятор, оборудованный входным и выбросным патрубками

Размещение струйных вентиляторов

В основу устройства струйного вентилятора заложен осевой вентилятор, оборудованный входным и выбросным патрубками (рис. 1).

Струйные вентиляторы устанавливаются под потолком помещения автостоянки таким образом, чтобы перемещаемый воздух направлялся к воздухоприемным отверстиям вытяжных шахт (рис. 2).

Рисунок 2а. Схема системы дымоудаления с воздуховодами

Рисунок 2б. Схема системы дымоудаления с использованием струйных вентиляторов

В каждом конкретном случае размещение вентиляторов в подпотолочном пространстве определяется следующими факторами:

– количеством воздухоприемных отверстий;

– расположением воздухоприемных отверстий;

– размерами помещения автостоянки;

– формой помещения автостоянки.

Для оптимизации размещения вентиляторов используются программы расчета тепломассопереноса в помещении при пожаре с учетом потоков, создаваемых струйными вентиляторами. Данные программы расчета реализуют методы математического моделирования процессов тепломассопереноса на основе решения системы уравнений баланса массы, энергии и движения в форме Навье-Стокса.

В качестве примера приведем аксонометрическую схему автостоянки (рис. 3) и результаты расчетов полей скорости газов и концентраций газов при пожаре в помещении автостоянки до включения струйных вентиляторов и после их включения (рис. 4).

Рисунок 3. Аксонометрическая схема автостоянки

На рис. 5 приведены результаты расчетов полей скорости газов вблизи струйного вентилятора.

В ходе исследований эффективности использования струйных вентиляторов в системах дымоудаления автостоянок были проведены натурные испытания с горением автомобилей.

В этих испытаниях задымленная зона в плане имеет форму треугольника с углом приблизительно 20–30 °C.

Перед сдачей автостоянки проводятся испытания с задымлением автостоянки. Результаты этих испытаний служат основанием для корректировки размещения струйных вентиляторов.

Рисунок 4 (подробнее)   Поля скорости газа: а) до включения струйного вентилятора; б) после включения струйного вентилятора

Рисунок 5 (подробнее)   Результаты расчета полей скорости газа вблизи струйного вентилятора

Использование струйных вентиляторов в российской практике

Сегодня в России применение струйных вентиляторов сдерживается рядом причин методологического и нормативного характера.

К причинам нормативного характера следует отнести принятые в нашей стране методы обеспечения незадымляемости помещений: обеспечение незадымленной зоны в нижней части помещения или обеспечение незадымляемости путей эвакуации и помещений, смежных с помещением, в котором возник очаг пожара.

Для противодымной защиты автостоянок принят первый метод, т. е. система дымоудаления при пожаре из автостоянки должна обеспечить незадымленную зону заданной высоты в нижней части помещения.

Система вентиляции и дымоудаления с использованием струйных вентиляторов обеспечивает незадымленную зону вне треугольника, на вершине острого угла которого расположен горящий автомобиль.

Вторая причина связана с сертификацией оборудования, применяемого в системах противодымной защиты.

В соответствии с принятыми в Российской Федерации методами сертификационных испытаний вентиляторов, используемых в системах дымоудаления, критерием пригодности вентилятора является его способность сохранять работоспособность в условиях воздействия высоких температур (400 или 600 °С) в течение заданного промежутка времени.

Для струйных вентиляторов этот критерий не является актуальным, поскольку выход из строя в результате огневого воздействия одного или нескольких вентиляторов не приводит к невозможности исполнения системой своих функций.

В Российской Федерации в качестве расчетного сценария пожара в автостоянке принимается горение одного автомобиля, вероятность того, что струйный вентилятор окажется непосредственно над горящим автомобилем, не очень высока.

Для широкого внедрения струйных вентиляторов в нашей стране целесообразным представляется строительство экспериментальной автостоянки, оснащенной струйными вентиляторами, и проведение на ней полного цикла испытаний. Если эти испытания покажут эффективность использования струйных вентиляторов для противодымной защиты автостоянок, можно будет рассмотреть вопросы нормативного обеспечения использования струйных вентиляторов.

Литература

1. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

2. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

3. НПБ 253-98. Оборудование противопожарное зданий и сооружений. Вентиляторы. Методы испытания на огнестойкость.

В статье использованы иллюстративные материалы компании «FlaktWoods» и сайта www.psbook.com.

Тел. (495) 617-26-25