Подземные автостоянки

Вентиляция и противодымная защита при пожаре

Т. И. Садовская, главный специалист ФГУП «СантехНИИпроект»

Разработка проектов автостоянок выполняется в соответствии c требованиями действующих нормативных документов, основными из которых являются [1], [2] и [3]. При проектировании автостоянок в Москве учитываются также требования московских городских строительных норм [4]. Безопасная эксплуатация автомобилей, их техническое обслуживание и хранение требует строгого соблюдения требований пожарной и экологической безопасности.

Проектирование автостоянок многофункциональных зданий следует начинать с разработки технического задания на проектирование, которое должно быть согласовано с местными органами надзора и заказчиком. В техническое задание необходимо включать: перечень нормативных и других документов, на основании которых будет выполняться проектная документация; основные решения, а также решения, не отвечающие полностью требованиям СНиП; специальные требования заказчика, исходные данные для проектирования (параметры наружного и внутреннего воздуха, тепловые нагрузки и количество выделяющихся вредностей по помещениям, требования к системам и оборудованию, категории помещений по взрывопожарной опасности или по классу функциональной опасности). Категорию помещений автостоянки по взрывопожарной и пожарной опасности следует определять в соответствии с требованиями [5]. Помещения хранения автомобилей в автостоянках многофункциональных зданий обычно по пожарной опасности относятся к категории В1 и классу взрывопожарных зон П1 по ПУЭ, венткамеры с оборудованием систем вытяжной вентиляции из помещений хранения – к категории В2.

Необходимо четко определить группы вспомогательных помещений, размещаемых на площади автостоянок: входящие в состав автостоянки (помещения мойки автомобилей, посты технического осмотра и мелкого технического ремонта, помещения обслуживания и дежурного персонала, контрольные и кассовые пункты, диспетчерские и охрана автостоянок, помещения для инженерного оборудования, кладовые, санузлы и др.) или не входящие в состав автостоянки (например, насосные, венткамеры с оборудованием для здания, трансформаторные, дизельные и др.).

Все помещения, не относящиеся к автостоянкам, отделяются от помещений автостоянки противопожарными стенами и перекрытиями 1 типа. Для них предусматриваются тамбур-шлюзы с подачей наружного воздуха после пожара и проектируются отдельные системы вентиляции.

В техническом задании на проектирование следует определить высоту размещаемых в автостоянке автомобилей, т. к. высота помещений для хранения автомобилей (в местах проезда, хранения автомобилей и на путях эвакуации людей) и ворот от пола до низа выступающих строительных конструкций, инженерных коммуникаций и подвесного оборудования должна превышать не менее чем на 0,2 м наибольшую высоту автомобиля и должна быть не менее 2,0 м.

Строительными нормами [2] регламентируется: системы вентиляции и оборудования для автостоянок следует проектировать согласно требованиям СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Причем, что очень важно, требования к системам вентиляции необходимо принимать как для складских зданий, относящихся по пожарной опасности к категории В. Из этого следует: в автостоянках допускается объединять в одну систему общеобменной вентиляции помещения категории В1, расположенные не более чем на трех этажах, при условии установки противопожарных нормально открытых клапанов на воздуховодах, обслуживающих помещения каждого этажа; в одну систему можно объединять помещения хранения автомобилей и группу вспомогательных помещений общей площадью до 200 м² при условии установки противопожарного клапана на воздуховоде, обслуживающем вспомогательные помещения; не допускается устанавливать вентиляционное оборудование в помещении хранения автомобилей и др.

В то же время, согласно московским строительным нормам [4] общие системы вентиляции помещений, размещенных на разных этажах, допускаются только для наземных автостоянок; системы вентиляции помещений моек, ТО, ТР и рамп следует проектировать отдельно от помещений хранения автомобилей; оборудование приточных установок допускается устанавливать в помещении хранения автомобилей. Имеются и другие неточности, несоответствия требований одного из документов другому. Безусловно, требуется корректировка упомянутых документов. Учитывая сложившееся положение в системе нормирования, очевидно, в ближайшее время внести изменения в существующие нормативные документы невозможно. Поэтому на примере одного из реальных проектов попытаемся уточнить, обсудить некоторые положения.

Рассмотрим пятиуровневую автостоянку подземного многофункционального торгового комплекса на Павелецкой площади, общая площадь – 120 000 м². Пятиуровневая подземная автостоянка строится под проезжей частью Павелецкой площади. В пяти подземных этажах расположены автостоянки на 613 машиномест и вспомогательные помещения (помещения охраны, хранения уборочного инвентаря, дренажные насосные, венткамеры и трансформаторные). Общая площадь подземной автостоянки – 27 400 м². Строительные конструкции здания: стены автостоянки «стена в грунте», монолитные железобетонные (наружные – толщиной 600 мм, внутренние – 200 мм); плиты перекрытий выполняются из монолитного железобетона толщиной 220 мм. Подземная автостоянка запроектирована 1-й степени огнестойкости, класса конструктивной пожарной опасности СО и отделена от остальной части комплекса противопожарными стенами 1-го типа. Сообщение помещений автостоянки с помещениями другого назначения (не входящими в комплекс автостоянки) осуществляется через тамбур-шлюзы 1-го типа с подпором воздуха при пожаре и дренчерными завесами над дверным проемом со стороны автостоянки. Въезд/выезд в пятиуровневую автостоянку запроектирован по двум изолированным рампам, однопутной и двухпутной. На каждом этаже рампы изолированы от помещений для хранения автомобилей противопожарными преградами, воротами и дверями с тамбур-шлюзами и подпором в них наружного воздуха при пожаре.

По функциональному назначению автостоянки всегда выделяются в отдельный пожарный отсек. При этом площадь пожарного отсека не должна превышать 3 000 м² [2]. Допускается некоторое увеличение площади пожарного отсека при условии компенсации этого увеличения дополнительными противопожарными мероприятиями, согласованными с органами пожарного надзора. Рассматриваемая автостоянка имеет площадь этажа значительно больше 3 000 м², поэтому в плане автостоянка разделена на четыре пожарных отсека. Высота пятиэтажной автостоянки соответствует наибольшей допустимой этажности пожарного отсека (5 этажей) по [2]. Поэтому по высоте сохраняется то же деление на четыре пожарных отсека (рис. 1). Площадь этажа в пределах одного пожарного отсека не превышает 3 000 м² в соответствии с [2] и [3] (следует отметить, что согласно [4] площадь пожарного отсека не должна превышать 1 600 м²). Пожарные отсеки автостоянки отделяются от других пожарных отсеков противопожарными преградами.

Рисунок 1 (подробнее)   План этажа и разрез автостоянки с делением на пожарные отсеки

Отопление

Системы отопления помещений хранения автомобилей следует проектировать с расходом тепла, рассчитанным на возмещение теплопотерь, на нагрев въезжающих машин, а также на нагрев наружного воздуха (или воздуха из рампы), врывающегося через открываемые ворота за счет отрицательного дисбаланса в помещениях для хранения автомобилей.

Тепловую нагрузку на нагрев воздуха, поступающего из рампы за счет отрицательного дисбаланса в ворота помещений хранения автомобилей, рекомендуется рассчитывать с учетом неодновременности потоков въезжающих и выезжающих машин на разных этажах. Часть здания, в которой размещается подземная автостоянка, можно рассматривать как герметичное здание с отверстием (воротами) с одной стороны здания. Ворота при въезде на рампу оборудуются тепловоздушными завесами. В этом случае ветровое воздействие на здание практически равно нулю и при работе воздушно-тепловой завесы через ворота в рампу будет проникать наружный воздух в количестве, определяемом величиной отрицательного баланса в каждой рампе [7]. В помещениях хранения автомобилей каждого этажа предусматривается отрицательный дисбаланс (объем вытяжного воздуха превышает на 20 % объем приточного). Учитывая неодновременность потоков въезжающих и выезжающих машин по однопутной и двухпутной рампам приняты следующие коэффициенты неодновременности:

• К = 0,3 для помещений с воротами для въезда/выезда с двух сторон на однопутную и двухпутную рампы;

• К = 0,6 для помещений с воротами для въезда/выезда только c одной стороны на двухпутную рампу.

Рисунок 2 (подробнее)   Схема расчета дисбаланса в автостоянке

На рис. 2 приведена схема, на которой условно показаны ворота для въезда/выезда из помещений хранения автомобилей на рампы, а также расчетные величины дисбаланса по помещениям хранения машин на каждом этаже и на рампах. С учетом принятых коэффициентов неодновременности потоков машин, общий дисбаланс в каждой рампе составил: в однопутной – 8 700 м³/ч, в двухпутной – 11 050 м³/ч. Результат расчета общего дисбаланса по однопутной рампе приведен в таблице.

На нагрев расчетного расхода воздуха, поступающего за счет отрицательного дисбаланса в рампах и в помещениях, подбираются тепловоздушные завесы для ворот на въезде/выезде в автостоянку.

Для отопления помещений хранения автомобилей подземных автостоянок могут рассматриваться два варианта. Первый вариант – проектируются две системы: система водяного отопления, рассчитанная на возмещение теплопотерь, и система воздушного отопления, рассчитанная на нагрев въезжающих машин и врывающегося холодного воздуха. Второй вариант – проектируются системы воздушного отопления, совмещенные или не совмещенные с приточной вентиляцией, обеспечивающие общий расход тепла.

Учитывая, что расход тепла на возмещение теплопотерь составляет от 3 до 10 % от общего расхода тепла на отопление, а также неравномерность подачи тепла на нагрев машин и врывающегося через ворота воздуха, запроектирована система воздушного отопления, совмещенная с приточной вентиляцией с резервными электродвигателями для вентиляторов.

В помещениях хранения автомобилей согласно [2] следует поддерживать температуру воздуха 5 °С, в технологических заданиях обычно указывается, что температура воздуха должна быть не ниже 5 °С. Однако по желанию заказчика при соответствующей записи в задании на проектирование допускается принимать более высокую температуру (10–12 °С) для обеспечения более комфортных условий в помещении. Кроме того, при этом сокращается время разогрева двигателей (примерно в 3,5 раза) снижается расход топлива при прогреве двигателей и, соответственно, снижается валовый выброс различных вредных веществ в течение года [6], сокращается время работы приточных и вытяжных систем, включающихся по сигналу на СО. Удельная тепловая характеристика помещений для хранения автомобилей составляет 0,12–0,148 Вт/(м³ • °С).

Для вспомогательных помещений, размещаемых на площади автостоянки, запроектирована двухтрубная система водяного отопления. Въездные ворота на рампы оборудуются тепловоздушными завесами с водяными воздухонагревателями.

Системы водяного отопления и теплоснабжения воздухонагревателей приточных установок, а также тепловоздушных завес предусматриваются отдельными от систем отопления и теплоснабжения комплекса, параметры теплоносителя 120–60 °С.

Вентиляция

В помещениях для хранения автомобилей приточно-вытяжная вентиляция рассчитывается на разбавление и удаление вредных газовыделений, обеспечивая санитарно-гигиенические условия по [8]. По технологическому заданию принимается количество выделяющихся вредностей, по заданию на проектирование – время пребывания людей (длительность работы) в помещении, в соответствии с которым определяется предельно-допустимая концентрация окиси углерода в помещениях для хранения автомобилей и рампах:

• 20 мг/м³ – в автостоянках индивидуального личного пользования;

• 50 мг/м³ (при длительности работы не более 1 ч) – в автостоянках кратковременного хранения при офисах и зданиях общего назначения;

• 100 мг/м³ (при длительности работы не более 30 мин) – в рампах.

При этом согласно [4] «расход вытяжного воздуха общеобменной вентиляции принимается по расчету, но не менее 150 м³/ч на одно машиноместо при условии обеспечения кратности воздухообмена в час не менее двух». Следует отметить, что регламентируемая МГСН норма воздухообмена (расход вытяжного воздуха не менее двух обменов в час и, соответственно, расход приточного воздуха в объеме 80 % от вытяжного) приводит к увеличению расхода воздуха от 60 % и более, соответственно к увеличению расходов тепла, электроэнергии, увеличению типоразмеров оборудования, площади под оборудование и т. д. Очевидно, следует согласиться с авторами [9], такая норма может приниматься для помещений хранения автомобилей с небольшой (до 2,4 м) высотой помещений или для ориентировочных расчетов при отсутствии технологического задания по количеству выделяющихся вредностей. Как правило, воздухообмен, рассчитанный на разбавление вредностей до ПДК, меньше регламентируемого по МГСН двухкратного обмена.

Также вызывает сомнение определение расхода вытяжного воздуха общеобменной вентиляции из расчета 150 м³/ч на одно машиноместо, что увеличивает до двух раз расход приточного воздуха по сравнению с требуемым на разбавление вредностей.

В помещениях хранения автомобиля и вспомогательных помещениях подземной автостоянки предусматривается приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. В современных многофункциональных зданиях в автостоянках предусматривается контроль содержания окиси углерода и температуры воздуха, обеспечивая включение или отключение соответствующих систем вентиляции и экономию тепловой и электрической энергии. В рассматриваемой автостоянке запроектированы отдельные приточные и вытяжные системы для помещений хранения автомобилей каждого этажа, а также для каждой рампы (рис. 3, 4). Такое решение целесообразно для многоэтажных автостоянок, имеющих разный (по времени) режим заполняемости (количество въездов и выездов машин), в помещениях для хранения автомобилей, где приточные и вытяжные установки могут включаться или выключаться не-одновременно в зависимости от содержания СО или температуры воздуха в одном из помещений.

Рисунок 3 (подробнее)   Общеобменная вентиляция. План

Рисунок 4 (подробнее)   Структурная схема систем вентиляции

При ограниченной площади для размещения вентиляционного оборудования допускается проектировать в соответствии с требованиями [3] общие приточные и вытяжные системы, обслуживающие помещения, размещенные не более чем на трех этажах.

Для систем общеобменной вентиляции, совмещенных с воздушным отоплением помещений хранения автомобилей и рамп, предусматривается установка резервных электродвигателей как для приточных, так для и вытяжных установок, хотя [4] предписывается установка резерва только на приточной или вытяжной системе. Очевидно, принятое решение более целесообразно и может обеспечить надежную эксплуатацию систем. Прежде всего, резерв на приточной установке необходимо предусматривать, т. к. система выполняет функции воздушного отопления [3]. Кроме того, при отсутствии резерва на вытяжной установке (в случае выхода ее из строя) из помещения хранения автомобилей будет поступать загрязненный воздух в соседние помещения и наружу. Принятое решение записывается в техническое задание на проектирование и согласовывается с заказчиком.

Размещение оборудования должно предусматриваться, как правило, в отдельных венткамерах в пределах обслуживаемого пожарного отсека.

Допускается в одной венткамере размещать оборудование, обслуживающее помещения на разных этажах одного пожарного отсека, при условии установки огнезадерживающих пожарных нормально-открытых клапанов на всех воздуховодах, выходящих из венткамеры.

Допускается устанавливать оборудование, обслуживающее помещения смежных пожарных отсеков автостоянки (например, помещения для хранения автомобилей и рампы) в одной венткамере, при условии установки пожарных нормально открытых клапанов на всех воздуховодах, выходящих из венткамеры.

Проблема загрязнения воздушного бассейна городов в настоящее время особенно актуальна. Вредные (загрязняющие) вещества образуются также и в районах автостоянок, из которых загрязняющие вещества с воздухом общеобменной вытяжной вентиляции выбрасываются наружу и рассеиваются в атмосферу. Подземная автостоянка на Павелецкой площади предназначена для хранения легковых автомобилей, принадлежащих персоналу и посетителям подземного торгового комплекса, и рассчитана для автомобилей, работающих на жидком топливе. Выбросы от вытяжных вентиляционных систем автостоянки выводятся наружу через шахты со скоростью более 15 м/с на уровне 3–4 м от земли, что улучшает рассеивание вредных веществ в приземном пространстве. При этом концентрация вредных веществ с учетом фоновых концентраций от других объектов не превысит предельно допустимые нормы для близлежащей жилой застройки.

Литература

1. СНиП 21–01–97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений».

2. СНиП 21–02–99 «Стоянки автомобилей».

3. СНиП 41–01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

4. МГСН 5.01–01 «Стоянки легковых автомобилей».

5. НПБ 105–03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».

6. Специальное и подземное строительство: Сборник научных трудов. – М. : ЦНИИПромзданий, 1993.

7. Шилькрот Е. О. Воздушный режим зданий с проемами в наружных ограждениях, оборудованных воздушными завесами // АВОК. – 2005. – № 8.

8. ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

9. Колубков А. Н., Никитин С. Г., Шилкин Н. В. Опыт проектирования и эксплуатации инженерных систем новых высотных жилых комплексов Москвы // АВОК. – 2005. – № 2.

Окончание статьи читайте в следующем номере журнала «АВОК».