Czytaj także -

Aktualne wydanie

SS-10-2018 okladka

20180813-BANNER-160X600-V1-PL-GLASSTECEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

 konferencja 2018 banner

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 RODO

 

konferencja 2018 banner

  

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

20180817doe12 baner-480-100

 

 

 

Atria i pasaże handlowe a ochrona przeciwpożarowa. Część 1
Data dodania: 02.10.08

Zgodnie z §247 ust. 2 przepisów techniczno-budowlanych [1] w krytym ciągu pieszym (pasażu), do którego przylegają lokale handlowe i usługowe, oraz w przekrytym dziedzińcu wewnętrznym, należy stosować rozwiązania techniczno-budowlane zabezpieczające przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych. Zastosowanie takich zabezpieczeń pozwala na wykonanie obudowy krytego ciągu pieszego (pasażu) bez konieczności spełnienia wymagania dotyczącego zapewnienia odpowiedniej klasy odporności ogniowej obudowy poziomej drogi ewakuacyjnej.

 Między przepisem a praktyką
    Stosownie do zapisów §2 ust. 1 pkt 8 przepisów przeciwpożarowych [2] pod pojęciem „zabezpieczenie przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych” należy rozumieć zabezpieczenie przed utrzymywaniem się na drogach ewakuacyjnych dymu w ilości, która ze względu na ograniczenie widoczności lub toksyczności uniemożliwiałaby bezpieczną ewakuację.
    Od strony projektowej nie nastręcza większego problemu spełnienie tego wymogu w odniesieniu do najczęściej budowanych obiektów z pasażami jednokondygnacyjnymi. Jednak od pewnego czasu coraz częściej budowane są w Polsce wielokondygnacyjne centra handlowo-usługowe, w których prawidłowe rozwiązanie zabezpieczenia przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych jest zadaniem znacznie bardziej złożonym.
    W niniejszym artykule omówiono podstawowe zagrożenia wynikające z braku zapewnienia ochrony przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych w wielokondygnacyjnych pasażach handlowych oraz rozwiązania techniczne zapewniające ich prawidłowe zabezpieczenie.
    Odrębnie opisane zostały elementy procedur projektowych na podstawie amerykańskiego standardu NFPA 92B [3], które mają zastosowanie przy projektowaniu systemów ochrony przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych w pasażach, atriach oraz przestrzeniach wielkokubaturowych.

 Podstawowe zagrożenia wynikające z niewłaściwego zabezpieczenia przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych w pasażach handlowych
    Przy projektowaniu systemów zabezpieczenia przed zadymieniem w wielokondygnacyjnych pasażach handlowych najczęściej popełnianym błędem jest stosowanie systemów naturalnego bądź mechanicznego wyciągu dymu, otworami znajdującymi się w dachu świetlików, ponad otworami łączącymi kolejne kondygnacje, bez uwzględnienia wpływu wysokości budynku.
    Konsekwencją takiego założenia może być, w przypadku pożaru, zadymienie kondygnacji znajdujących się powyżej kondygnacji objętej pożarem. Przyczyną wystąpienia takiego zjawiska jest zbyt duża ilość dymu i zbyt niska jego temperatura, wynikająca z procesów zachodzących podczas przepływu strumienia dymu, opisanych poniżej.
    Mechanizm napływu powietrza zewnętrznego do kolumny konwekcyjnej dymu powstającej w czasie pożaru, decydujący o ilości tworzącego się dymu, został opisany w formie matematycznej między innymi przez Zukoskiego, Heskestada, Mc Caffrey’a, Thomasa [4]. Na rys. 1 przedstawiono model słupa dymu wg Heskestada, który został przyjęty w standardzie NFPA 92B. Widoczne jest, że do słupa dymu ponad źródłem ognia zasysane jest powietrze zewnętrzne, co powoduje wzrost objętości i obniżenie temperatury dymu.
     W przypadku wielokondygnacyjnych pasaży handlowych najczęstszym przypadkiem jest pożar w pomieszczeniu sąsiadującym z otworem łączącym poszczególne kondygnacje. Dym wydostający się z pomieszczenia objętego pożarem wpływa do otworu międzykondygnacyjnego i dalej unosi się ku górze, analogicznie jak w przypadku kolumny konwekcyjnej omówionej powyżej.
    Dla zobrazowania, jak wielkie ilości dymu mogą powstawać w przestrzeniach pasaży w wyniku wypłynięcia dymu z przyległego pomieszczenia handlowego objętego pożarem, na rys. 2 i 3 przedstawiono wykresy pokazujące strumień masowy dymu na różnej wysokości słupa dymu, przepływającego przez otwór o różnej szerokości (W), łączący pomieszczenie objęte pożarem z pasażem. Wykres na rys. 2 odpowiada przypadkowi pożaru o mocy projektowej 5000 kW (w pomieszczeniu handlowym chronionym tryskaczami standardowymi), natomiast wykres na rys. 3 – przypadkowi pożaru o mocy projektowej 2500 kW (w pomieszczeniu handlowym chronionym tryskaczami szybkiego reagowania).


    Powyższe wykresy zostały sporządzone z wykorzystaniem procedur obliczeniowych opisanych w literaturze [4]. Wynika z nich, że wraz ze wznoszeniem się słupa dymu gwałtownie wzrasta jego masa i objętość. Równocześnie szybko spada jego temperatura, co powoduje stopniowe wyrównanie gęstości warstwy dymu i powietrza, a w konsekwencji wyhamowanie procesu konwekcyjnego wznoszenia się dymu. Na wykresach widoczna jest także różnica pomiędzy ilością dymu tworzącego się w przypadku zastosowania tryskaczy szybkiego reagowania i standardowych. Przykładowo, w przypadku wypływu dymu przez otwór o szerokości 5 m, przy zastosowaniu tryskaczy standardowych, na wysokości 18 m od podłogi występuje przepływ dymu w ilości ok. 280 kg/s, natomiast w przypadku zastosowania tryskaczy szybkiego reagowania ilość dymu wynosi ok. 125 kg/s. Wykresy te doskonale uzasadniają więc celowość stosowania tryskaczy szybkiego reagowania (to jest o współczynniku reakcji zadziałania RTI<50), zamiast stosowanych powszechnie tryskaczy standardowych.
    Na rys. 4 przedstawiony został przykładowy rozkład temperatury dymu w przekroju poprzecznym pasażu handlowego. Widoczne jest, iż temperatura dymu wpływającego do otworu łączącego poszczególne kondygnacje, w przypadku zastosowania w pomieszczeniu objętym pożarem tryskaczy szybkiego reagowania, wynosi około 40ºC. Widoczne jest również, że już na wysokości stropu 2 kondygnacji powyżej kondygnacji objętej pożarem temperatura warstwy dymu jest w przybliżeniu równa temperaturze początkowej otoczenia, co oznacza, proces konwekcyjnego wznoszenia się dymu jest na tej wysokości bardzo wolny.

 

    W konsekwencji omówionych zjawisk, dym wpływający do przestrzeni pasażu zamiast unosić się ku górze, w kierunku otworów wyciągowych, rozprzestrzenia się na boki, powodując zadymienie kondygnacji znajdujących się powyżej kondygnacji objętej pożarem, co przedstawia rysunek 5. Szczególnie duże zagrożenie występuje w przypadku pożarów występujących na najniższych kondygnacjach pasaży wielokondygnacyjnych.

     Kolejnym zjawiskiem towarzyszącym przepływowi pionowemu dymu przez otwory łączące poszczególne kondygnacje jest zawirowanie wznoszącego się dymu w kierunku balkonów, a tym samym ich zadymienia (ang. curl back). Zjawisko to obrazuje rys. 6.
    Wystąpienie zjawiska zawirowania zależy od szerokości balkonów ewakuacyjnych. Jak wykazały badania, zawirowanie występuje szczególnie wyraźnie przy balkonach o szerokości poniżej 2 m. Jednak ze względów psychologicznych zaleca się, aby w celu uniknięcia nadmiernego stresu u ewakuujących się ludzi, balkony ewakuacyjne miały szerokość powyżej 4,5 m [2]. W przypadku trudności ze spełnieniem tego wymogu zaleca się stosowanie kurtyn dymowych (stałych lub automatycznie opuszczanych – uruchamianych czujkami dymu) wzdłuż krawędzi balkonów oraz potraktowanie przestrzeni poniżej każdego balkonu jak zbiornika dymu.
    Opisane tu zjawiska zachodzące w czasie przepływu dymu dają odpowiedź na pytanie dlaczego ochrona otwartych na pasaż dróg ewakuacyjnych poprzez usuwanie dymu przez otwory w zadaszeniu pasażu jest możliwa tylko w pasażach jedno- i dwukondygnacyjnych. W tych pasażach różnica poziomów pomiędzy projektową podstawą warstwy dymu oraz górną krawędzią otworu ze sklepu prowadzącego na pasaż jest stosunkowo niewielka, a co za tym idzie ilość dymu wpływającego do zbiornika dymu jest jeszcze na tyle mała, a temperatura na tyle wysoka, że możliwe  jest jego odprowadzenie przez klapy dymowe lub przy pomocy wentylatorów oddymiających, zabudowanych w górnej części pasażu.
    W celu wyeliminowania zagrożenia zadymienia kondygnacji znajdujących się powyżej kondygnacji objętej pożarem należy stosować odpowiednie systemy zabezpieczające. W przypadku pasaży dwukondygnacyjnych istnieje możliwość usuwania dymu poprzez system wyciągowy zlokalizowany w stropie świetlików, jednak wydajność instalacji oddymiającej musi być każdorazowo wyznaczona na podstawie dokładnych obliczeń ilości i temperatury dymu powstającego w trakcie pożaru. W przypadku pasaży o większej liczbie kondygnacji konieczne jest zastosowanie systemów zapewniających usuwanie dymu bezpośrednio z kondygnacji objętej pożarem i zabezpieczenie przed jego przedostaniem się do otworów łączących sąsiednie kondygnacje. Cel ten może być realizowany poprzez usuwanie dymu bezpośrednio z pomieszczenia objętego pożarem lub z przestrzeni pasażu. W drugim przypadku, w pasażu muszą być zaprojektowane specjalne zbiorniki dymu, ograniczające jego rozprzestrzenianie.

 Podstawowe wymagania dla systemów ochrony przed zadymieniem – zakres uregulowań w normie NFPA 92B
    Norma NFPA 92B ustala metodykę określania lokalizacji w wielkokubaturowej przestrzeni dymu wydzielającego się w wyniku pożaru w tej przestrzeni lub w przestrzeni przyległej, niewydzielonej. Metodyka ta obejmuje techniczne podstawy wspomagające projektowanie, budowę, wykonywanie prób, eksploatację i konserwację nowych oraz przebudowanych systemów sterowania przepływem dymu w przestrzeni, w której pożar może powstać lub w przylegającej przestrzeni nieoddzielonej przegrodami zapobiegającymi przepływowi dymu.
    Norma ta obejmuje systemy sterowania przepływem dymu w budynkach z atriami, przekrytymi pasażami i innymi podobnymi przestrzeniami wielkokubatorowymi. Nie odnosi się ona do magazynów, obiektów produkcyjnych itp. obiektów budowlanych. Nie zawiera również metodologii szacowania oddziaływania dymu na ludzi i na mienie.
    Równania matematyczne zawarte w tej normie mają zastosowanie przy założeniu, że dym będzie usuwany z budynku przez system wentylacji mechanicznej lub będzie wypełniał przestrzeń wielkokubaturową.
    W omawianej normie stosowane są następujące pojęcia:
● system sterowania przepływem dymu (smoke management system) – rozwiązania inżynierskie obejmujące wszystkie metody, które mogą być zastosowane pojedynczo lub w połączeniu, w celu ukierunkowania przepływu dymu w budynku,
● atrium (atrium) – przestrzeń wielkokubaturowa obejmująca kilka kondygnacji budynku lub ich części w związku z występowaniem otworu w stropach międzykondygnacyjnych, przekryta w najwyższej części stropodachem, wykorzystywana do innych celów niż obudowana klatka schodowa, szyb windy, schody ruchome lub szyb instalacyjny,
● przekryty pasaż (covered mall) – obiekt budowlany zajmowany przez wielu niezależnych dzierżawców, z których co najmniej dwóch posiada lokale z głównym wejściem do pasażu,
● przestrzeń wielkokubaturowa (large volume space) – niepodzielona przestrzeń, zwykle łącząca dwie lub więcej kondygnacji, wewnątrz której dym wydzielający się w czasie pożaru powstałego w tej przestrzeni lub przestrzeni przyległej może przemieszczać się i gromadzić bez żadnych ograniczeń.

    Norma definiuje następujące rodzaje pożarów:
● pożar, którego moc jest ograniczana przez ilość palnych materiałów (fuel limited fire)
● pożar, którego moc jest ograniczana przez wentylację (ventilation limited fire) – pożar, który ogarnął wszystkie materiały palne w pomieszczeniu objętym pożarem i którego moc jest zależna od ilości powietrza wpływającego przez otwory do tego pomieszczenia;
● pożar ograniczany przez instalację tryskaczową (sprinkler controlled fire) – pożar, którego moc po zadziałaniu instalacji tryskaczowej przyjmuje wartość stałą lub zmniejsza się;
● pożar o stałej mocy (steady fire) – pożar, którego moc jest stała;
● pożar „kwadratowy” (t-squered fire) – pożar, którego moc rośnie proporcjonalnie do kwadratu czasu, licząc od momentu zapalenia (wykres na rysunku 7);
● pożar o zmiennej mocy (unsteady fire) – pożar, którego moc zmienia się w czasie.

    Norma wyróżnia następujące rodzaje słupa dymu wznoszącego się nad pożarem:
● słup dymu o symetrii osiowej (axisymetric pluse) – słup dymu, który wznosi się nad pożarem bez kontaktu ze ścianami lub innymi przeszkodami i nie jest rozrywany lub odchylany na skutek przepływu powietrza (tak jak pokazano na rys. 1)
● balkonowy słup dymu (balkony spill plume) – słup dymu wypływający z pomieszczenia objętego pożarem przez otwór drzwiowy, następnie przepływający pod balkonem i po pokonaniu krawędzi balkonu wypływający w górę (rys. 8);
● okienny słup dymu (window plume) – słup dymu, który wypływa przez otwór z pokoju lub innego pomieszczenia, w którym pożar jest kontrolowany przez wentylację (rys. 9);

    Spośród innych ważnych pojęć stosowanych w tej normie należy wymienić zasysanie czystego powietrza spod warstwy dymu (plugholing) – sytuacja, kiedy z uwagi na zbyt dużą wydajność punktów wyciągu dymu czyste powietrze spod warstwy dymu jest zasysane przez tę warstwę (rys. 10).

Paweł Królikowski
SITP Oddział Katowice

Literatura
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75 poz. 690 z pózn. zm.).
[2] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 21 kwietnia 2006 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. Nr 80, poz. 563).
[3] NFPA 92B Standard for Smoke Managment Systems in Malls, Atria and Large Spaces, 2005 Edition.
[4] Morgan et. al. Design methodologies for smoke and heat exhaust ventilation. BRE Report BR 368. London: CRC, 1999.
[5] H. Klote, James A. Milke, Principles of smoke managment, ASHRAE, SFPE 2002.
[6] Design Fires Database. Building Reasearch Establishment. 2002.
[7] Karlson B., Quintiere J.G., Enclosure Fire Dynamics. 2000 by CRC Press LLC.
[8] Brzezińska D., Skaźnik M. Zabezpieczenie przed zadymieniem wielokondygnacyjnych pasaży handlowych. Ochrona Przeciwpożarowa Nr 1/2005 (11).
[9] Skaźnik M. Ochrona przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych w pasażach, atriach oraz przestrzeniach wielkokubaturowych. Ochrona Przeciwpożarowa Nr 3/2006 (17).
[10] Skaźnik M. Projektowanie systemów usuwania ciepła i dymu oraz ochrony przed zadymieniem. Mercor Gdańsk, Eko-Poż Katowice, 2001.

inne artykuły tego autora:  

- Atria i pasaże handlowe a ochrona przeciwpożarowa. Część 2, Paweł Królikowski, Świat Szkła 10/2008

- Atria i pasaże handlowe a ochrona przeciwpożarowa. Część 1, Paweł Królikowski, Świat Szkła 9/2008

- Drzwi automatyczne a wyjścia ewakuacyjne - wymagania dla bezpieczeństwa pożarowego , Paweł Królikowski, Świat Szkła 5/2006

- Wymagania stawiane urządzeniom do usuwania dymu oraz zapobiegającym zadymieniu, Paweł Królikowski, Świat Szkła 12/2005 


- Wpływ instalacji gaśniczych tryskaczowych na ochronę przegród przeszklonych. Część 2  , Paweł Królikowski, Świat Szkła 6/2005

- Wpływ instalacji gaśniczych tryskaczowych na ochronę przegród przeszklonych. Część 1  , Paweł Królikowski, Świat Szkła 5/2005

 

więcej informacji: Świat Szkła 9/2008 
 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik