Analiza wpływu wydajności nawiewu w systemach oddymiania klatek schodowych na podniesienie efektywności instalacji

• Autorzy: Burdzy Tomasz , Kubicki Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2019.1.4

Warianty tytułu

EN

Performance Analysis of the Mechanically Provided Air Supply in Smoke Extraction Systems for Staircases on Increasing the Efficiency of the Installation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań oraz wnioski autorów na temat możliwości zwiększenia efektywności systemu oddymiania klatki schodowej przy zastosowaniu nawiewu mechanicznego o zmiennej wydajności (analiza możliwych zdarzeń i kryteriów projektowych). Przedstawiono efekty zastosowania, obliczonego zgodnie z wytycznymi [1] nawiewu mechanicznego o zmiennej wydajności w instalacjach oddymiania klatek schodowych. Wydane przez Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. J. Tuliszkowskiego Państwowy Instytut Badawczy: Wytyczne W-0003:2016: Systemy oddymiania klatek schodowych, jako pierwsze w kraju opracowanie opisuje podstawę projektową dla tego typu systemów. Problem z dostarczeniem powietrza kompensacyjnego pojawiał się zazwyczaj w przypadku klatek bez bezpośredniego dostępu do przestrzeni atmosfery zewnętrznej na poziomie wyjścia z budynku. Poszukiwano więc skutecznego rozwiązania tego problemu w przypadku klatek schodowych, co do których nie można było wprost zastosować zaleceń normy PN-B-02877-4:2001 [6]. Rozwiązanie to miało polegać na oddymianiu takich klatek schodowych przy wykorzystaniu nawiewu mechanicznego jako doprowadzenia powietrza kompensacyjnego. Temat był istotny, ponieważ opisany problem dotyczył najczęściej budynków wznoszonych w Polsce, czyli takich które stanowią kategorię zagrożenia ludzi ZL4. Kontrowersje dotyczą głównie wyznaczenia wystarczającej wydajności nawiewu mechanicznego na klatkę schodową oraz sposobu jej regulacji (nawiew o wydajności stałej lub regulowanej). W artykule przedstawiono przykładową analizę skutków działania różnych wariantów nawiewu kompensacyjnego w typowej klatce schodowej na skuteczność oddymiania i poprawę warunków ewakuacji. Ponadto przedstawiono wyniki badań oraz wnioski autorów dotyczące systemów oddymiania klatek schodowych, sformułowane na podstawie przeprowadzonych analiz CFD oraz prób działania instalacji z wykorzystaniem gorącego dymu. Przeprowadzone analizy i testy wskazują, że nawiew zlokalizowany na dole klatki schodowej jest skutecznym sposobem zabezpieczenia klatek schodowych, które nie mają dostępu do grawitacyjnie doprowadzanego powietrza kompensacyjnego. Różne podejścia do kwestii wartości wydajności nawiewu mechanicznego oraz zmienności tej wydajności względem warunków panujących w przestrzeni klatki schodowej, wpływają na zwiększenie lub zmniejszenie poziomu bezpieczeństwa samego systemu w różnych możliwych zdarzeniach mogących wystąpić podczas ewakuacji i/lub akcji ratowniczo-gaśniczej.

EN

The purpose of this paper is to describe the results of studies performed by the authors about the possibility of increasing effectiveness of smoke extraction from staircases by using mechanical supply with variable volume. Analyzes of possible consequences. The article ilustrate the effects of using mechanical air supply with variable volume calculated according to guidelines [1] issued by Scientific and Research Centre for Fire Protection. National Research Institute: Guidelines W-0003:2016: Smoke extraction systems for staircases – this is the first one which describes design method for this kind of systems. The Problem with supplyng fresh air to staircases happens mainly for staircases without any connection to external atmosphere on the level of entering the building. There was a need to implement a new solution for staircases where recommendations of PN-B-02877-4:2001[6] cannot be used. The idea was to use mechanical supply as compensation. The problem was very important because it concerned most of buildings built in Poland which was the ZL4 category of danger for dwellers. The Controversies are mainly about how the volume of the mechanical supply should be calculated and how it should be controlled (the volume of mechanical supply can be constant or variable). The Article introduces an example of possible consequences and effectiveness of using different volumes of air supply for typical staircase and for the effectiveness smoke extraction and improvement of conditions for evacuation. In this paper are introduced the results of tests and the other conclusions about smoke extraction systems which are described the conducted CFD analyses and hot smoke tests. Conducted analyzes and tests shows that supply located in the bottom of any staircase is a good alternative for security of staircases that are not connected to external atmosphere and doesn’t have gravity compensation. Different approaches to the volume of air supplyand the controlling this volume depending on the conditions in staircases influence the safety of the system in many happens that may occur during evacuation and/or fire brigade action.

Słowa kluczowe

PL

oddymianie; wentylacja pożarowa; oddymianie klatek schodowych; klatka schodowa; doprowadzenie powietrza kompensacyjnego; nawiew kompensacyjny; napowietrzanie

EN

fire ventilation; smoke extraction of staircases; staircase; compensation of fresh air; supply air

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 50, nr 1
• Strony: 22--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Burdzy Tomasz

• CNBOP-PIB Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego Państwowy Instytut Badawczy
• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Kubicki Grzegorz

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii środowiska politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Wytyczne CNBOP-PIB W-0003:2016: Systemy oddymiania klatek schodowych.
• [2] Kubicki G., T. Kiełbasa, J. Wiche. 2017. "Systemy oddymiania klatek schodowych - zalety i ograniczenia stosowanych rozwiązań technicznych". BiTP Vol. 45 Issue 1, pp. 142-153, doi: 10.12845/ bitp.45.1.2017.11.
• 3] Smardz P. Wentylacja pożarowa klatek schodowych w Europie. Ochrona Przeciwpożarowa: czerwiec 2017.
• [4] Brzezińska D. Badania wentylacji pożarowej klatek schodowych. Ochrona Przeciwpożarowa: wrzesień 2017.
• [5] Wnęk W., P. Kubica, S. Boroń S. 2012. "Analiza możliwości zastosowania mechanicznego nawiewu kompensacyjnego w systemach grawitacyjnego usuwania dymu z klatek schodowych". Zeszyty Naukowe SGSP Nr 44 s. 5-23.
• [6] PN-B-02877-4:2001 (+Az1:2006) Ochrona przeciwpożarowa budynków. Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła. Zasady projektowania.
• [7] PN-EN 12101-6: 2007 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła - Część 6: Wymagania techniczne dotyczące systemów różnicowania ciśnienia - Zestawy urządzeń.
• [8] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, wraz z późniejszymi zmianami (Dz.U. z 2015 r. poz. 1422); (Dz.U. z 2017 r. poz. 2285).
• [9] SFPE Handbook of Fire Protection Engineering fourth edition 2008.
• [10] Orzechowski Z., J. Prywer, R. Zarzycki. 2018. "Mechanika płynów w inżynierii środowiska". Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [11] Mizieliński B., G. Kubicki. 2017. Wentylacja Pożarowa Oddymianie. Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [12] NIST Special Publication 1018-1 Sixth Edition. Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide, Volume 1: Mathematical Model.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).