В. М. Есин, доктор техн. наук, профессор;
С. П. Калмыков, инженер, Академия государственной противопожарной службы МЧС РФ
Автостоянки закрытого типа в настоящее время становятся неотъемлемой составной частью инфраструктуры крупных городов. При нормальной эксплуатации в результате работы двигателей на холостом ходу и в движении выделяются токсичные выхлопные газы. Для автостоянок проектируются системы общеобменной приточно-вытяжной вентиляции.
Нормативными документами требуется устройство систем дымоудаления при пожаре из объема автостоянки.
Система дымоудаления из автостоянки закрытого типа при пожаре должна обеспечивать в нижней ее части незадымленную зону, достаточную для безопасной эвакуации людей и работы пожарных.
Расход дыма, который необходимо удалять из автостоянки, составляет 40 000–50 000 м3/ч.
Зона действия воздухоприемных и дымоприемных отверстий в воздуховодах ограничена – согласно СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», зона действия для дымоприемного отверстия не должна превышать 1 000 м2. Это ограничение заставляет предусматривать в проектах систем вентиляции и дымоудаления развитую в пределах этажа автостоянки сеть воздуховодов большого сечения. Наличие воздуховодов заставляет увеличивать высоту помещений автостоянки, что приводит к удорожанию строительства.
Факторами, вызывающими удорожание строительства, являются мероприятия, обеспечивающие нераспространение пожара и продуктов горения из помещения автостоянки в другие помещения по системам воздуховодов общеобменной и противодымной вентиляции, требования по установке огнезадерживающих клапанов и обеспечение нормативных пределов огнестойкости.
Одним из возможных выходов из сложившейся ситуации является использование струйных вентиляторов.
Система дымоудаления с использованием струйных вентиляторов обеспечивает достаточно равномерное удаление вредностей по сравнению с системой воздуховодов.
Размещение струйных вентиляторов
В основу устройства струйного вентилятора заложен осевой вентилятор, оборудованный входным и выбросным патрубками (рис. 1).
Струйные вентиляторы устанавливаются под потолком помещения автостоянки таким образом, чтобы перемещаемый воздух направлялся к воздухоприемным отверстиям вытяжных шахт.
В каждом конкретном случае размещение вентиляторов в подпотолочном пространстве определяется следующими факторами:
- количеством воздухоприемных отверстий;
- расположением воздухоприемных отверстий;
- размерами помещения автостоянки;
- формой помещения автостоянки.
Для оптимизации размещения вентиляторов используются программы расчета тепломассопереноса в помещении при пожаре с учетом потоков, создаваемых струйными вентиляторами. Данные программы расчета реализуют методы математического моделирования процессов тепломассопереноса на основе решения системы уравнений баланса массы, энергии и движения в форме Навье-Стокса.
В качестве примера приведем аксонометрическую схему автостоянки (рис. 3) и результаты расчетов полей скорости газов и концентраций газов при пожаре в помещении автостоянки до включения струйных вентиляторов и после их включения (рис. 4).
На рис. 5 приведены результаты расчетов полей скорости газов вблизи струйного вентилятора.
В ходе исследований эффективности использования струйных вентиляторов в системах дымоудаления автостоянок были проведены натурные испытания с горением автомобилей.
В этих испытаниях задымленная зона в плане имеет форму треугольника с углом приблизительно 20–30 °C.
Перед сдачей автостоянки проводятся испытания с задымлением автостоянки. Результаты этих испытаний служат основанием для корректировки размещения струйных вентиляторов.
Использование струйных вентиляторов в практике
Сегодня применение струйных вентиляторов сдерживается рядом причин методологического и нормативного характера.
К причинам нормативного характера следует отнести принятые в нашей стране методы обеспечения незадымляемости помещений: обеспечение незадымленной зоны в нижней части помещения или обеспечение незадымляемости путей эвакуации и помещений, смежных с помещением, в котором возник очаг пожара.
Для противодымной защиты автостоянок принят первый метод, т. е. система дымоудаления при пожаре из автостоянки должна обеспечить незадымленную зону заданной высоты в нижней части помещения.
Система вентиляции и дымоудаления с использованием струйных вентиляторов обеспечивает незадымленную зону вне треугольника, на вершине острого угла которого расположен горящий автомобиль.
Вторая причина связана с сертификацией оборудования, применяемого в системах противодымной защиты.
В соответствии с принятыми методами сертификационных испытаний вентиляторов, используемых в системах дымоудаления, критерием пригодности вентилятора является его способность сохранять работоспособность в условиях воздействия высоких температур (400 или 600 °С) в течение заданного промежутка времени.
Для струйных вентиляторов этот критерий не является актуальным, поскольку выход из строя в результате огневого воздействия одного или нескольких вентиляторов не приводит к невозможности исполнения системой своих функций.
В качестве расчетного сценария пожара в автостоянке принимается горение одного автомобиля, вероятность того, что струйный вентилятор окажется непосредственно над горящим автомобилем, не очень высока.
Для широкого внедрения струйных вентиляторов в нашей стране целесообразным представляется строительство экспериментальной автостоянки, оснащенной струйными вентиляторами, и проведение на ней полного цикла испытаний. Если эти испытания покажут эффективность использования струйных вентиляторов для противодымной защиты автостоянок, можно будет рассмотреть вопросы нормативного обеспечения использования струйных вентиляторов.
Литература
- СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
- СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
- НПБ 253-98. Оборудование противопожарное зданий и сооружений. Вентиляторы. Методы испытания на огнестойкость.