Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 07 okladka

 

       7-8/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG 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

 

 

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

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

  

VITRUM Swiat Szkla Web

 

ift 480x105px RFT19 engl 

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

Zastosowanie świetlików dachowych i okien fasadowych
Data dodania: 19.08.11

 

Zastosowanie świetlików dachowych i okien fasadowych
jako urządzeń oddymiających

 

Grawitacyjne instalacje oddymiające służą do odprowadzania dymu i ciepła z pomieszczeń objętych pożarem. Usuwanie dymu, a wraz z nim wyzwalanego ciepła, odbywa się w sposób naturalny, tj. przy wykorzystaniu siły unoszenia, wynikającej z różnicy gęstości między gorącymi gazami pożarowymi a powietrzem zewnętrznym.



Elementy i funkcjonalność systemów oddymiających
     W skład grawitacyjnych systemów oddymiających wchodzą:
- klapy dymowe montowane na dachu budynku, bezpośrednio nad obszarami gromadzenia się dymu i gazów pożarowych;
- kurtyny dymowe montowane bezpośrednio pod stropem oddymianych pomieszczeń, dzielące przestrzeń podstropową na strefy dymowe;
- otwory dolotowe powietrza zewnętrznego umieszczone w dolnych partiach oddymianego obiektu, którymi dostarczane jest czyste powietrze zewnętrzne.


     Funkcjonowaniem powyższych urządzeń zarządzają systemy sterujące przy wykorzystaniu wewnętrznych i zewnętrznych źródeł zasilania (elektrycznych i pneumatycznych).


     W wielu wybudowanych w ostatnim czasie obiektach budowlanych do grawitacyjnego odprowadzania dymu użyto świetlików dachowych (pojedynczych i łączonych w pasma) oraz okien fasadowych. Stosowanie powyższych urządzeń w celach oddymiających jest dopuszczalne ale pod warunkiem spełnienia konkretnych wymagań.

 

Praktyka niestety wykazuje dosyć powszechną beztroskę i brak wymaganej wiedzy w zakresie funkcjonowania  systemów oddymiających wśród osób zajmujących się tym zagadnieniem. W wielu przypadkach bowiem dobrane urządzenia nie tylko, że nie pełnią funkcji oddymiającej ale wręcz przeciwnie – przyczyniają się do rozprzestrzeniania się dymu po całym obiekcie, nawet na obszary położone z dala od źródła pożaru. Aby tego uniknąć należy stosować się do przedstawionych poniżej zasad, dotyczących zarówno typu dobranych urządzeń jak i sposobu ich montażu.


     Przy dokonywaniu doboru urządzeń oddymiających należy bezwzględnie przestrzegać zasad podanych w normie PN-EN 12101-2:2005 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 2: Wymagania techniczne dotyczące klap dymowych.

Przedstawione w ww. normie wymagania dotyczą wszelkiego rodzaju urządzeń służących do grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła, łącznie z oknami fasadowymi, mimo, że nie są tam wymienione z nazwy. Prowadzone obecnie działania mające na celu wprowadzenie zmian do treści ww. normy (opracowywane w ramach prac CEN – Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego) uwzględniają wyraźne rozgraniczenie między klapami dymowymi montowanymi na dachu budynku a oknami oddymiającymi montowanymi w ścianach zewnętrznych/ fasadach budynku.

W każdym przypadku zaprojektowane urządzenie oddymiające powinno wykazywać pewność działania bez względu na oddziaływania zewnętrzne (śnieg, wiatr, mróz) i oddziaływania wewnętrzne (wysoka temperatura gazów pożarowych). I tak, jak w przypadku tradycyjnych klap dymowych, każde urządzenie służące do grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła powinno przejść z wynikiem pozytywnym wszystkie badania, określone w załącznikach do normy PN-EN 12101-2:2005.

 

 


Powierzchnia czynna
     W przypadku zastosowania świetlików dachowych i okien fasadowych jako urządzeń oddymiających, najwięcej problemów występuje przy określaniu ich współczynnika wypływu. Jeżeli świetlik dachowy można wyposażyć w układ napędowy, zdolny do uchylenia kopuły o kąt nie mniejszy niż 140o w czasie nie dłuższym niż 60 s, wówczas sytuacja jest mało skomplikowana, ponieważ w sposób bezpośredni są do zastosowania zasady podane w normie PN-EN 12101-2:2005. Podobna sytuacja występuje przy świetlikach dwuskrzydłowych o kącie otwarcia nie mniejszym niż 90o oraz uchylanych od góry świetlikach/ oknach, umieszczonych w dachach o dużym nachyleniu, w przypadku których współczynniki wypływu przyjmują wartości dodatnie. Typy takich urządzeń zostały przedstawione na rys. 1.


     Problemy pojawiają się w momencie, gdy kąt uchylenia kopuły jest mniejszy, a w szczególności, gdy jego wartość spada poniżej wartości 120o. W tej sytuacji współczynnik wypływu, określony przy uwzględnieniu wpływu bocznego wiatru, może przyjmować wartości ujemne, a to oznacza, że w skrajnych sytuacjach przez dany świetlik wdmuchiwane jest do środka powietrze zewnętrzne powodując przy tym zaburzenia w stabilnej warstwie dymu, wytworzonej pod stropem pomieszczenia. Typy świetlików/klap dachowych, w przypadku których może dochodzić do opisanego powyżej zjawiska, zostały przedstawione na rys. 2.

 

 

     Powyższy problem jest spotęgowany w przypadku okien fasadowych, umieszczonych w zewnętrznych ścianach budynku. Typy takich okien przedstawiono na rys. 3, gdzie poszczególne symbole od a) do d) oznaczają odpowiednio: okna otwierane od góry, okna otwierane od dołu, okna żaluzjowe, okna obrotowe. Prawdopodobieństwo funkcjonowania jednego z tych okien jako urządzenia „zadymiającego” jest tak duże, że praktycznie tylko w sytuacji, gdy okno znajdzie się po stronie zawietrznej, może spełniać właściwie powierzoną funkcję oddymiania.


     Czy zatem urządzenie o ujemnym współczynniku wypływu, określonym w warunkach oddziaływania bocznego wiatru, może być stosowane w grawitacyjnych systemach oddymiających? Jedynym przypadkiem, który pozwala na udzielenie twierdzącej odpowiedzi na to pytanie, jest rozwiązanie polegające na zamontowaniu podwójnej liczby wymaganych okien/świetlików, umieszczonych w dwóch różnych ścianach (w przypadku okien) lub skierowanych w dwóch różnych kierunkach (w przypadku świetlików montowanych w dachach o dużym kącie nachylenia).

W tym przypadku do celów oddymiania otwierane by były wyłącznie te urządzenia, które w chwili aktywacji systemu znajdować się będą po stronie zawietrznej. Rodzi to konieczność zastosowania w tej sytuacji dodatkowego systemu nadzorowania kierunku wiatru i sprzężenia go w scenariusz pożarowy, opracowany dla danego obiektu. W powyższym przypadku przy doborze liczby okien/świetlików można posługiwać się wielkością powierzchni czynnej, określoną przy pominięciu wpływu bocznego wiatru.

 

 

 

     Oczywiście powyższe wymaganie nie dotyczy urządzeń, w przypadku których przeprowadzone badania powierzchni czynnej wykazały brak wpływu bocznego wiatru (np. świetlików wyposażonych w specjalne osłony wiatrowe) ani też urządzeń zainstalowanych w miejscach osłoniętych od wiatru (np. okien umieszczonych od strony patio).


     W przypadku podjęcia decyzji o podwojeniu liczby okien fasadowych lub świetlików o małym kącie otwarcia należy jednocześnie pamiętać, że współczynniki wypływu tych urządzeń, określone przy pominięciu wpływu bocznego wiatru, są relatywnie niskie, co dodatkowo zwiększa ich wymaganą liczbę. Wartości współczynników wypływu dla okien o różnym kącie otwarcia, które należy przyjmować do obliczeń w przypadku, gdy brak jest szczegółowych danych doświadczalnych, zostały przedstawione w tablicy 1.

 

 



Niezawodność działania
     Podobnie jak tradycyjne klapy dymowe, świetliki dachowe oraz okna fasadowe stosowane jako urządzenia oddymiające powinny wykazywać pewność działania i w wyniku badań uzyskać klasę nie niższą niż Re 50 (w przypadku świetlików/okien dwufunkcyjnych, tzn. wykorzystywanych na co dzień do wietrzenia pomieszczeń, badanie niezawodności powinno uwzględniać dodatkowo przeprowadzenie 10 000 cykli otwarć urządzenia do pozycji wentylacyjnej).



Pewność działania pod obciążeniem śniegiem

     W przypadku świetlików i okien, których kopuły/skrzydła są nachylone względem poziomu pod kątem nie większym niż 45o, mają zastosowanie wymagania dotyczące pewności działania pod obciążeniem śniegiem, analogiczne jak dla tradycyjnych klap dymowych (przy większym nachyleniu urządzenia są automatycznie klasyfikowane w klasie SL 0). Urządzenie oddymiające może być wówczas stosowane tylko wtedy, gdy będzie w stanie przejść do pozycji otwartej pomimo obciążenia jego górnej powierzchni obciążeniem odpowiadającym poszczególnym strefom obciążenia śniegiem i gdy w wyniku badań uzyska klasę nie niższą niż SL 550.



Odporność na działanie wiatru porywistego
     Analogicznie do klap dymowych, świetliki dachowe i okna fasadowe stosowane jako urządzenia oddymiające powinny wykazywać odporność na działanie wiatru porywistego. Podczas badania polegającego na obciążeniu wiatrem elementu próbnego, nie powinno dojść do samoistnego otwarcia świetlika/okna ani nie powinny wystąpić żadne trwałe uszkodzenia jego konstrukcji. Uzyskana klasa nie powinna być niższa niż WL 1500.



Odporność na działanie niskiej temperatury
     Świetliki dachowe i okna fasadowe stosowane jako urządzenia oddymiające powinny również wykazywać odporność na działanie niskiej temperatury. Dobór temperatury badawczej jest dokonywany na podstawie przewidywanego miejsca stosowania. W przypadku zastosowania urządzenia w najłagodniejszej strefie klimatycznej (strefa I) powinno być ono sklasyfikowane w klasie T(-16).



Odporność na działanie wysokiej temperatury
     Ze względu na odprowadzanie dymu i gazów pożarowych o wysokiej temperaturze, świetliki dachowe i okna fasadowe powinny wykazywać skuteczność działania odpowiadającą co najmniej klasie B 300. W przypadku zastosowania urządzenia sterowanego wyłącznie w sposób ręczny, klasa jego skuteczności działania w warunkach pożarowych powinna wynosić co najmniej B 600.

 

 


Zastosowanie odpowiedniej liczby otworów dolotowych
     Niezależnie od przedstawionych powyżej wymagań, aby zastosowane świetliki dachowe/ okna fasadowe mogły spełniać funkcję oddymiającą należy przewidzieć odpowiednią powierzchnię otworów dolotowych powietrza zewnętrznego. Wielu projektantów całkowicie zapomina o tym aspekcie funkcjonowania grawitacyjnego systemu oddymiającego. A przecież bez wystarczającej liczby otworów dolotowych nie jest możliwe prawidłowe działania systemu. Jak ważny jest ten czynnik obrazuje wykres przedstawiony na rys. 4.

 

Na podstawie tego wykresu można stwierdzić, że w sytuacji, gdy powierzchnia czynna otworów dolotowych jest dwa razy większa od powierzchni czynnej zastosowanych urządzeń oddymiających, skuteczność całego systemu, oceniana poprzez stopień wykorzystania powierzchni czynnej tych urządzeń, wynosi 95% w przypadku, gdy temperatura podstropowej warstwy dymu wynosi 500oC i 91% gdy temperatura dymu wynosi 100oC. Jeżeli powierzchnie czynne otworów dolotowych i urządzeń oddymiających są sobie równe, skuteczność systemu wynosi 85% dla temperatury usuwanego dymu 500oC i zaledwie 75% dla temperatury usuwanego dymu 100oC. Dalsze obniżanie powierzchni czynnej otworów dolotowych w stosunku do powierzchni czynnej urządzeń oddymiających prowadzi do drastycznego zmniejszenia skuteczności działania całego systemu oddymiającego.


     Wymaganie zastosowania odpowiedniej liczby otworów dolotowych często jest spełniane w niewystarczającym stopniu, nawet przy stosowaniu tradycyjnych klap dymowych. W przypadku, gdy funkcję oddymiającą będą pełniły okna fasadowe o współczynniku wypływu podanym w tablicy 1, wymagana liczba otworów dolotowych ulegnie dodatkowemu zwiększeniu, co dla wielu obiektów może okazać się warunkiem nierealnym do spełnienia.


     Świadomość problemów wynikających z zastosowania świetlików dachowych i okien fasadowych jako urządzeń oddymiających jest w chwili obecnej stosunkowo niewielka. Żądanie od producenta tego typu urządzeń znakowania CE, zawierającego wymienione powyżej klasy, nie jest przecież powszechne, skoro do tej pory wielu producentów tradycyjnych klap dymowych nie uzyskało prawa do oznaczania tym znakiem swoich wyrobów i posługuje się aprobatami technicznymi, mimo zakończenia okresu przejściowego dla normy PN-EN 12101-2:2005. Należy mieć jednak nadzieję, że opracowywane obecnie zmiany do ww. normy w sposób wystarczający określą warunki, przy spełnieniu których będzie możliwe wykorzystanie tego typu urządzeń w grawitacyjnych systemach oddymiających.

 

mgr inż. Piotr Głąbski
Zakład Badań Ogniowych
ITB
 
 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik