ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА ПОДПОРА ВОЗДУХА В ЛЕСТНИЧНОЙ КЛЕТКЕ?
Система подпора воздуха в лестничной клетке представляет собой механическую систему дымоконтроля, предназначенную для предотвращения проникновения дыма, образующегося во время пожара, на эвакуационные лестницы. Система контролируемо подает чистый воздух в лестничную клетку, создает положительное давление и препятствует проникновению дыма, распространяющегося из зоны пожара, в лестничное пространство. Для обеспечения безопасной эвакуации во время пожара жизненно важно поддерживать лестницы в бездымном состоянии. Поэтому системы подпора воздуха в лестничных клетках широко применяются в высотных зданиях, жилых комплексах, отелях, больницах, торговых центрах, бизнес-центрах, общественных зданиях и промышленных объектах.
Системы подпора воздуха в лестничных клетках, как правило, работают в интеграции с системой обнаружения пожара, системой пожарной сигнализации, системой автоматизации здания (BMS), системами дымоконтроля и пожарными сценариями. При обнаружении пожара система автоматически включается и формирует безопасный эвакуационный коридор на путях выхода через лестничные клетки. В настоящее время такие системы рассматриваются как одно из наиболее важных активных решений противопожарной защиты в инженерии пожарной безопасности.
НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМ ПОДПОРА ВОЗДУХА В ЛЕСТНИЧНЫХ КЛЕТКАХ
Основная цель систем подпора воздуха в лестничных клетках заключается в обеспечении безопасной эвакуации людей из здания во время пожара. Значительная часть смертельных случаев при пожарах возникает не из-за воздействия пламени, а вследствие дыма и токсичных газов. Угарный газ (CO), диоксид углерода (CO₂), цианистый водород (HCN) и другие токсичные газы могут за короткое время достигать смертельно опасных концентраций.
Системы подпора воздуха в лестничных клетках предотвращают проникновение дыма в лестничное пространство за счет создания положительного давления на путях эвакуации. Благодаря этому пользователи здания получают более длительный безопасный период для эвакуации. Одновременно система облегчает вход пожарных подразделений в здание и проведение работ по тушению пожара. Поэтому системы подпора воздуха в лестничных клетках, наряду со спринклерными системами, пожарными шкафами и системами дымоудаления, являются одним из основных компонентов современных проектов пожарной безопасности.
КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА ПОДПОРА ВОЗДУХА В ЛЕСТНИЧНОЙ КЛЕТКЕ?
При активации пожарной сигнализации вентиляторы подпора воздуха автоматически запускаются. Чистый воздух, забираемый из наружной среды, подается в лестничную клетку по огнестойким воздуховодам. В результате между лестничным пространством и коридором или зоной пожара создается положительный перепад давления.
За счет положительного давления движение воздуха постоянно направлено из лестничной клетки в сторону зоны пожара. Таким образом предотвращается проникновение дыма внутрь лестницы. Для корректной работы системы учитываются утечки воздуха, дверные проемы, конструкция шахты, высота здания, значения дифференциального давления и усилия открывания дверей. В современных системах значения давления постоянно контролируются с применением датчиков дифференциального давления и частотных преобразователей.
ВЕНТИЛЯТОР ПОДПОРА ВОЗДУХА
Вентилятор подпора воздуха является наиболее важным оборудованием системы подпора воздуха в лестничной клетке. Вентиляторы создают необходимое положительное давление, подавая чистый воздух, забираемый из наружной среды, в лестничное пространство. При выборе вентилятора учитываются расход воздуха (м³/ч), полное статическое давление (Pa), мощность двигателя (kW), энергоэффективность, уровень шума и критерии огнестойкости.
Вентиляторы, применяемые в пожарных сценариях, обычно выбираются из сертифицированных моделей с температурной стойкостью 300°C/2 часа или 400°C/2 часа. Надежная работа вентиляторов является непосредственным определяющим фактором эффективности всей системы.
КЛАПАН СБРОСА ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ
Клапаны сброса избыточного давления применяются для контроля чрезмерного давления, которое может возникнуть в лестничной клетке. Когда давление внутри лестничного пространства превышает заданные пределы, клапан автоматически открывается и обеспечивает удаление избыточного воздуха.
Таким образом сохраняется контроль дыма, а усилия открывания дверей удерживаются на допустимом уровне. Клапаны сброса давления обычно применяются в моторизованном исполнении или в исполнении с пружинным возвратом и выполняют важную функцию с точки зрения безопасности системы.
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ
Датчики давления непрерывно измеряют дифференциальное давление между лестничной клеткой и смежными помещениями. Данные, полученные от датчиков, передаются на панель автоматики, после чего частота вращения вентиляторов регулируется в режиме реального времени.
Особенно в высотных зданиях датчики давления имеют критическое значение для контроля изменений давления, которые могут возникать вследствие эффекта дымовой трубы (Stack Effect). Данное оборудование обеспечивает постоянное поддержание системы в оптимальных рабочих условиях.
ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (VFD)
Частотный преобразователь (VFD) представляет собой электронный привод, обеспечивающий управление скоростью вращения двигателей вентиляторов. В соответствии с данными, поступающими от датчиков дифференциального давления, он автоматически увеличивает или уменьшает обороты вентилятора.
Благодаря этому обеспечивается энергосбережение и постоянно поддерживается требуемый уровень давления в лестничной клетке. В системах с применением VFD вентиляторы не работают постоянно на полной мощности, что существенно снижает эксплуатационные расходы.
РАСЧЕТЫ СИСТЕМ ПОДПОРА ВОЗДУХА В ЛЕСТНИЧНЫХ КЛЕТКАХ
Проектирование систем подпора воздуха в лестничных клетках выполняется в соответствии с требованиями TS EN 12101-6, EN 12101, NFPA 92 и Положения о защите зданий от пожара. Основная цель проектирования заключается в предотвращении распространения дыма за счет создания достаточного дифференциального давления между лестничной клеткой и зоной пожара во время пожара.
В сценариях с закрытыми дверями обычно предусматривается создание дифференциального давления на уровне около 50 Pa. В сценариях с открытыми дверями проникновение дыма в лестничную клетку предотвращается путем создания достаточной скорости воздуха в дверном проеме.
Основная формула, используемая для расчета дифференциального давления:
ΔP = P₁ − P₂
Где:
• ΔP = перепад давления (Pa)
• P₁ = давление внутри лестничной клетки (Pa)
• P₂ = давление в коридоре или зоне пожара (Pa)
Расчет необходимого расхода воздуха в сценарии с открытой дверью:
Q = A × V
Где:
• Q = расход воздуха (м³/с)
• A = площадь дверного проема (м²)
• V = скорость воздуха (м/с)
В дверных проемах, как правило, задаются скорости воздуха в диапазоне от 0,75 м/с до 2,0 м/с.
Формула, используемая для расчета усилия открывания двери:
F = ΔP × A
Где:
• F = сила, действующая на дверь (N)
• ΔP = перепад давления (Pa)
• A = площадь двери (м²)
При расчетах также учитываются утечки воздуха, зазоры под дверями, утечки через шахты, классы герметичности противопожарных дверей, потери давления в воздуховодах, потери на клапанах, сопротивление фильтров, ветровые нагрузки и эффект дымовой трубы. Особенно в высотных зданиях эффективность системы подтверждается с использованием CFD-анализа (Computational Fluid Dynamics).
ПРЕИМУЩЕСТВА СИСТЕМ ПОДПОРА ВОЗДУХА В ЛЕСТНИЧНЫХ КЛЕТКАХ
Системы подпора воздуха в лестничных клетках являются одними из наиболее эффективных активных систем защиты в инженерии пожарной безопасности. Эти системы предотвращают попадание плотного дыма, образующегося во время пожара, на эвакуационные лестницы и обеспечивают безопасную эвакуацию пользователей здания. Благодаря контролю дыма сохраняется видимость, снижается воздействие токсичных газов и минимизируется паническая обстановка.
Системы подпора воздуха в лестничных клетках также позволяют пожарным подразделениям безопасно входить в здание и выполнять тушение пожара. Они обеспечивают соответствие требованиям пожарных норм, создают преимущества при страховой оценке рисков и повышают общий уровень безопасности здания. Благодаря возможности работы в интеграции с датчиками дифференциального давления, вентиляторами с VFD-управлением и системами автоматизации здания, они обеспечивают энергоэффективные, надежные и долговечные решения. Особенно в высотных зданиях такие системы относятся к числу незаменимых систем пожарной безопасности.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ПОДПОРА ВОЗДУХА В ЛЕСТНИЧНЫХ КЛЕТКАХ
Системы подпора воздуха в лестничных клетках широко применяются в жилых комплексах, небоскребах, высотных офисных зданиях, торговых центрах, больницах, отелях, аэропортах, университетах, общественных зданиях, промышленных объектах, центрах обработки данных, лабораториях и логистических центрах.
Особенно в зданиях с увеличенной высотой контроль дыма в лестничных клетках во время пожара становится значительно более критичным из-за возникающего эффекта дымовой трубы. В рамках Положения о защите зданий от пожара системы подпора воздуха в лестничных клетках являются обязательными для зданий выше определенных высот. Эти системы работают совместно с системами обнаружения пожара, спринклерными установками, системами дымоудаления и системами управления зданием, формируя важную часть интегрированной стратегии пожарной безопасности сооружения.
