Разработка способов повышения безопасности при работе систем противодымной вентиляции

А. В. Бусахин, доцент, канд. техн. наук, НИУ МГСУ

Г. А. Савенко, аспирант НИУ МГСУ

По данным ФГБУ ВНИИПО МЧС России, за 2021 год в зданиях жилого назначения, в т. ч. в жилых домах, произошло 114 378 зарегистрированных случаев пожара, в которых погибло 7624 человека. Этот показатель составляет 90 % от общего числа жертв за тот год. Анализируя статистические данные, можно наблюдать тенденцию стабилизации показателя пожаров и смертности за период с 2017 по 2021 год, поскольку за 2017 год произошел 93 001 пожар и 7211 человек погибли, что составило 92,26 % от общего числа жертв. За 2018-й было 93 383 случая и 7278 жертв, что составило 92,02 % от общего числа жертв за тот год. В 2019 году данные показали 115 370 случаев с 7704 летальными исходами при соотношении 90,01 % от общего числа погибших от пожаров. И в 2020 году произошло 114 315 возгораний, в которых погибло 7358 человек, и это составило 88,54 % от общего числа.

Темпы строительства и сдачи объектов жилого назначения растут с каждым годом. Поэтому при увеличении количества введенных в эксплуатацию объектов жилого назначения крайне высокий показатель погибших остается эквивалентен предыдущим годам, в которых количественно пожаров было меньше, но тем не менее он остается очень высоким и требует анализа причин гибели людей.

Двумя основными причинами, при которых наблюдается наибольшее количество жертв, являются воздействие высокой температуры и отравление продуктами горения (дымом). От высокой температуры за 2021 год погибло 1036 человек, от удушения – 5090 человек. Представленная статистика не разделена по категориям зданий, сооружений и объектов, но, исходя из процентного соотношения жертв, наибольшее число из них погибло в зданиях жилого назначения, в т. ч. в жилых домах.

Для обеспечения возможности безопасной эвакуации людей во время пожара, снижения температуры дыма и создания незадымляемой зоны во время эвакуации из здания, в соответствии с требованиями СП 60.13330, СП 253.1325800, СП 477.1325800, СП 7.13130, в проектах зданий разрабатываются системы противодымной вентиляции (далее ПДВ). Системы ПДВ обеспечивают выполнение ряда основных задач:

• создание безопасных условий для эвакуации людей во время пожара;

• обеспечение видимости и условий для работы пожарных подразделений;

• сохранение в целостности объектов культурного наследия от воздействия дымогазовоздушной смеси;

• создание возможности нахождения маломобильных групп населения (далее МГН) в пожаробезопасной зоне (далее ПБЗ) до приезда пожарных подразделений.

По принципу действия различают вытяжные и приточные системы противодымной вентиляции, которые зачастую обозначаются как системы дымоудаления (далее ДУ), а также системы подпора воздуха в защищаемые помещения и объемы (далее ПД) и системы компенсационной подачи воздуха (далее КДУ).

Анализ работы каждой из систем с опорой на статистику, опыт проектирования и эксплуатации зданий, проведение пусконаладочных испытаний с учетом требований представителей МЧС и Технадзора на объектах позволяет сформулировать следующую проблему: создаваемое системами ПД в защищаемых помещениях и объемах избыточное давление значительно превышает нормативные требования, что ведет к непроектной работе систем, нарушению воздушного баланса и, как следствие, образованию недопустимого перепада давлений на дверях, предназначенных для эвакуации людей. К этой же проблеме относится и диапазон требуемого избыточного давления, который значительно превышает величину, необходимую для препятствования попаданию дымогазовоздушной смеси в защищаемое помещение или объем.

Необходимо обратить внимание на количественное значение требуемого избыточного давления в защищаемых помещениях и объемах в соответствии с требованиями СП 7.13130.2013, поскольку эти значения являются предельными для перепада давлений на эвакуационных дверях следующих защищаемых помещений и объемов: 20–150 Па для ЛК типа Н2, Н3; 20–150 Па для тамбур-шлюзов; 20–150 Па для ПБЗ; 20–70 Па для лифтовых шахт (ЛШ).

Говоря об избыточном давлении, стоит также обратить внимание на ГОСТ Р 56638, в котором прописаны требования к перепаду давления для ограничения попадания различных газовых смесей в «чистый» объем в зависимости от назначения помещений и приведена формула для расчета объемно-часовой характеристики проходящего воздуха через неплотности дверей помещений при заданном перепаде. Эти требования к «чистым» помещениям имеют следующую величину: 15 Па для материальных шлюзов; 30 Па для технологических коридоров; 45 Па для участков приготовления и комнат переодевания; 60 Па для участков наполнения и т. д.

Наблюдаются значительные различия в значении избыточного давления для помещений, выполняющих одинаковую функцию при различных режимах работы.

В перечнях выше указаны диапазоны давлений для режима работы ПДВ в период развития пожара, а для помещений, указанных в ГОСТ Р 56638, регламентирован перепад давления в «чистых» помещениях при наличии опасных, ядовитых, токсичных и других смесей в воздухе, которые требуется отсечь от защищаемых помещений. Также следует обратить внимание на формулировку требований к движению воздуха и создаваемому избыточному давлению в ГОСТ Р ИСО 14644, где содержатся следующие положения:

• для предотвращения возникновения обратного потока воздуха перепад давления должен быть стабильным и достаточным по значению. Принцип перепада давления можно комбинировать с другими методами контроля загрязнений;

• для беспрепятственного открывания дверей и исключения непредусмотренного встречного потока воздуха из-за турбулентности, как правило, перепад давления между чистыми помещениями или чистыми зонами с разными классами чистоты должен быть от 5 до 20 Па.

Разногласия в принципах защиты пространств и помещений, диапазонах значений избыточного давления и, аналогично, перепадов на дверях между пространствами, а также описанная проблематика в сфере обеспечения безопасной эвакуации людей приводят к вопросу о резонности предъявляемых нормативных требований для тех или иных категорий защищаемых объемов, а также о способах обес­печения установленных требований.

Если проследить основную цепочку нормативных требований за период с 1962 по 2023 год, выясняется, что при защите пространств и помещений в зависимости от разрабатываемых объектов предъявляются разные требования к значению избыточного давления. Привычный диапазон минимального и максимального значения избыточного давления варьировался на протяжении последних 55 лет – и даже более. Величины минимального и предельного значения до сих пор вызывают огромное количество разногласий в профессио­нальном сообществе. До появления редакции СП 60.13330.2020 поддерживать требуемое давление не выше указанного диапазона было более затруднительно, поскольку нормативно не было разрешено применение клапанов избыточного давления (КИД), о которых упоминалось в документах по проектированию начиная с 1967 года. На данный момент времени ни один КИД (по нашим сведениям) не прошел сертификацию по пожарной безопасности, и использование данных клапанов все еще вызывает ряд трудностей при прохождении экспертизы и подписания актов у представителей МЧС.

История развития требований к перепадам давления на протяжении указанного периода сведена в таблицу.

Анализ приведенных данных приводит к вопросу о правильности определения минимально допустимого значения избыточного перепада давления и его максимального предела.

Также не видна прямая зависимость, определяющая параметр, который должен быть обеспечен вентилятором подпора воздуха, – расход или избыточное давление.

Исходя из выбранного параметра выстраивается целый ряд вопросов относительно возможности обеспечить это значение и алгоритма действий в случае, когда заданные параметры выходят за допустимые пределы.

Литература

1. СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности» с изм. № 1 и № 2.
2. СП 60.13330.2020 «СНиП 41­01­2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» с изм. № 1.
3. СП 88.13330.2014 «СНиП II-11-77* Защитные сооружения гражданской обороны».
4. СП 253.1325800.2016 «Инженерные системы высотных зданий».
5. СП 477.1325800.2020 «Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности».
6. ГОСТ Р 56638-2015 «Чистые помещения. вентиляция и кондиционирование воздуха. Общие требования».
7. ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 4. Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию».