Строительные науки/ 5.Теплогазоснабжение и вентиляция

К.э.н. Королёва Т.И., к.т.н. Аржаева Н.В., Чапаева С.И.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

Организация удаления дыма при пожаре в подземных автостоянках

В связи с тем, что количество автомобилей возрастает, требуется все больше места для их хранения, и под территории парковок и стоянок выделяются значительные территории, что ведет за собой проектирование более разветвленных систем приточной, вытяжной вентиляции и систем дымоудаления автостоянок.  Поэтому при проектировании систем вентиляции и дымоудаления используют новые решения для подземных автостоянок.

Одним из таких решений является принцип совмещения вытяжных систем общеобменной и противодымной вентиляции.

Для реализации схемы этого типа необходимо предусмотреть установку нормально-открытых противопожарных клапанов (по одному в каждом поэтажном ответвлении вытяжных воздуховодов верхнего и нижнего уровней). Посредством таких клапанов может производиться подключение заборных отверстий канала верхнего уровня на горящем этаже (ярусе) и отключение всех остальных каналов.

Вентиляторы системы дымоудаления устанавливают с регулируемыми параметрами (например, двухскоростных), на двигатели ставятся частотные преобразователи (ЧРП).

Расходы воздуха в ДУ-системах обычно значительно превышают расходы в вентиляционных системах (В) и требуют, более мощных вентиляторов, что может реализоваться применением многоскоростных установок. Например, в нормальном режиме В-система, работает на стандартной скорости 100%, но при пожаре переходит в ДУ-режим с повышенным расходом (до 150%) скорости по настройке на ЧРП. Программирование ЧРП позволяет выбрать любое значение повышенной скорости в пределах разрешенного изготовителем значения.

Расчетное определение требуемых параметров систем противодымной вентиляции или совмещенных с ними систем общеобменной вентиляции следует производить в соответствии с [3].

Однако применение такой системы в реальном проектировании встречается крайне редко и связано это с отсутствием более подробной информации о совмещении данных систем и опыта их эксплуатации.

Типовая схема системы для помещений хранения автомобилей приведена на рис.1.

1 – ярусы (этажи), помещения для хранения автомобилей; 2 – венткамера; 3 – шахта, вертикальный коллектор; 4 – вентилятор совмещенной системы/двухскоростной; 5 – противопожарные нормально-открытые клапаны.

Рисунок 1 – Схема совмещенной вытяжной противодымной

и общеобменной вентиляции в помещении хранения автомобилей

 

Наиболее современным и распространенным решением организации принудительной вентиляции и дымоудаления в крытых автостоянок и гаражей является система струйной вентиляции.

Принцип совмещения системы общеобменной и противодымной вентиляции допускается современными нормативными документами. При реализации  такой схемы будут высвобождаться площади, занимаемые вентиляционным оборудованием, уменьшится количество вентиляционных каналов, число отводов, что в конечном итоге приведет к снижению напорных характеристик вентиляторов и уменьшению электрической мощности двигателей.

Другим  современным и распространенным решением организации принудительной вентиляции и дымоудаления в крытых автостоянках и гаражах является использование системы струйной вентиляции.

Струйная вентиляция предназначена для работы в двух режимах:

−                  разбавление и удаление вредных примесей выхлопных газов при эксплуатации в штатном режиме (рис. 2а);

−                  удаление продуктов горения при пожаре (рис. 2б).

 

Рисунок 2 – Работа струйной вентиляции в штатном (а) и аварийном (б) режимах

В штатном режиме работы автостоянки струйная вентиляция должна обеспечить требуемый воздухообмен, учитывая, что вредные примеси относительно равномерно распределены по объему парковки, по сигналу датчиков загазованности по СО происходит одновременное включение всех струйных вентиляторов. В этом случае вентиляторы работают на 50% от номинального расхода воздуха. При этом обеспечивается перемешивание всего объема воздуха в помещении автопарковки за счет эжекционного эффекта, когда струйный вентилятор вовлекает в движение объем воздуха в 10…15 раз больший номинального расхода воздуха собственно вентилятора [1]. Также включена вытяжная и приточная система вентиляции.

Наиболее ответственным является режим дымоудаления парковки. Проектные решения по выбору вентиляционного оборудования и размещению струйных вентиляторов должны в полной мере защищать при пожаре, а расчетный воздухообмен принимают максимальным в режиме дымоудаления. На полную мощность включаются только вентиляторы, создающие «жидкий коллектор», обеспечивающий отвод продуктов сгорания от источника пожара. Остальные вентиляторы, а также вытяжная и приточная общеобменные системы выключены [1]. при таком режиме работают вентилятор дымоудаления и подпора воздуха.

При возникновении пожара источник возгорания считается точечным, поэтому необходимо правильно расположить приток и вытяжку так, чтобы обеспечить перенос требуемого объема свежего воздуха, захватываемый струйными вентиляторами, для проветривания парковки или удаления продуктов горения при авариях. В этом случае необходимо стремиться к тому, чтобы свести к минимуму площадь задымления автостоянки и расстояние от очага возгорания до вытяжного вентилятора. Особенностью продольной струйной вентиляционной системы автостоянки является возможность реверса воздушного потока и изменение его скорости в зависимости от сценария пожара, что достигается за счет использования соответствующего вентиляционного оборудования, а именно:

−                  реверсивных струйных вентиляторов;

−                  реверсивных вентиляторов дымоудаления, способных работать с максимальной производительностью при 400 °С в течении 2 часов, а в реверсном режиме вентиляторы должны работать без потери КПД [6].

Основные преимущества струйных вентиляционных систем крытых автостоянок:

- отсутствие воздуховодов;

- повышение безопасности эксплуатации автопарковки за счет создания бездымных эвакуационных зон по высоте парковки (высота потолка парковки не является фактором риска);

- уменьшение высоты потолков и повышение эффективности использования подземного пространства (за счет более плотной компоновки);

- снижение первоначальных затрат;

- равномерное распределение воздуха (без мёртвых зон);

- уменьшение разогрева потолков и других элементов гаража при пожаре.

- улучшение видимости при пожаре.

Методика расчета и подбора струйных вентиляторов приведена в [1], [8], [9]. Важным критерием работы струйной вентиляции является условие, при котором поток холодного воздуха от вентиляторов системы подпора со средней скоростью v1 должна быть больше или равна минимально допустимому значению скорости воздуха Vкр: v1 ≥ Vкр.

 

                       (1)

 

где L, M, D – коэффициенты, искомые по формуле (6.9) [9].

Типоразмер струйного вентилятора подбирают исходя из значения реактивной тяги:

                                                  (2)

 

где Fн – величина номинальной реактивной тяги вентилятора, полученная при заводских стендовых испытаниях, Н.

k1 – коэффициент, учитывающий снижение реактивной тяги вентилятора от номинального значения, возникающее при передаче импульса от струи вследствие отличия средней скорости воздуха в парковке от нулевого значения, имевшего место при заводских испытаниях (формула (6.13) [9]);

k2 – коэффициент, учитывающий снижение реактивной тяги вентилятора от номинального значения, вследствие эффекта трения от настилающейся на потолочное перекрытие вентиляционной струи (формула (6.14), рис. 6.6 [9]);

k3 – коэффициент, учитывающий изменения реактивной тяги вентилятора от номинального значения, вследствие снижения потерь на трение при отклонении вентиляционной струи от ограждений (рис. 6.7 [9]).

Расположение струйных вентиляторов определяется смыканием воздушных струй параллельных вентиляторов на расстоянии Lп, для создания равномерного (без разрывов) подпотолочного потока воздуха за счет подбора расстояния b между параллельно установленными вентиляторами. Эти параметры определяются графически по рис. 6.9, 6.10 [9]. А количество вентиляторов равно

                                                          (3)

 

где SB1 – площадь, проветриваемая одним вентилятором  м2.

Рисунок 3 – Сравнительная характеристика канальной и струйной вентиляции

 

Литература:

1. Волков А.П. Методика расчета вентиляционной системы парковки закрытого типа / А.П. Волков, А.М. Гримитлин, С.В. Рыков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование» - 2014. - №2.

2. Вентиляторы ДУВ для двойного применения [Электронный ресурс], –http://veza.by/wp-content/uploads/2017/05/ventilyatory-dvojnogo-primineniya.pdf.

3. Рекомендации ФГУ ВНИИПО МЧС России. Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий: Метод, рекомендации. М., ВНИИПО. – 2013.

4. Противодымная защита в вопросах и ответах [Электронный ресурс], – https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5940 – статья в интернете.

5. Струйные осевые вентиляторы Systemair AJR, AJ8 для подземных автостоянок [Электронный ресурс], – http://www.systemair-ukraine.com/jet-fan-aj8-ajr.html.

6. Продольная реверсивная вентиляция крытых и подземных автостоянок [Электронный ресурс], – http://www.flaktwoods.ru/about-us/media/news/prodolnaya-reversivnaya-ventilyaciya-krytyh-i-podzemnyh-avtostoyanok/.

7. Решения для систем вентиляции. Вентиляция автостоянок. [Электронный ресурс], – http://flaktwoodsgroup.ru/sites/default/files/catalog/11 _ventilyatory-i-ventilyacionnye-sistemy/axial_fans/Car_Parks_-_Sales%20 Brochure_201410_(RUS).pdf.

8. Проект СП «Системы струйной вентиляции и дымоудаления подземных и крытых автостоянок. Правила проектирования» / Минстрой – М.: 2016. Редакция первая.

9. СТО НОСТРОЙ 169. Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. «Системы струйной вентиляции и дымоудаления подземных и крытых автостоянок. Правила проектирования и монтажа, контроль выполнения, требования к результатам работ» / НП «СЗ Центр АВОК».