Газовый обмен при пожаре и противодымная защита здания

Управление газообменными процессами при пожаре позволяет снизить его интенсивность, уменьшить ущерб, нанесенный огнем. Дымозащита - один из способов управления газовым обменом. Зачем она нужна, какой принцип действия, нормы для разных помещений. Ответы на эти и другие вопросы в статье.

Распределение газовых потоков во время пожара – важный параметр. Управление ими – часть оперативных действий спасательных служб. Освобождение помещения от задымленности ускоряет процесс тушения возгорания и упрощает проведение эвакуационных мероприятий.

Газовый обмен на пожаре

Этот вид теплообмена возникает при возгорании. Физика процесса заключается в том, что воздух, нагретый в зоне воспламенения и насыщенный образующимися в результате горения газами, становится легче и всплывает, а верхние слои имеют более низкую температуру (на начальном этапе пожара) либо остывают, соприкасаясь с атмосферой или перекрытием, и опускаются.

Этот процесс продолжается циклически до изменения условий.

Различают два вида обмена – при наружных и внутренних пожарах. Более детально об этом можно узнать из следующего документа:

Газовый обмен на пожаре

Противодымная защита здания
Газообмен при пожаре.

При внешнем возгорании, как правило, образуется дымовой столб или колонна. Их высота зависит от разницы давлений в газовом облаке и атмосферным.

Показатели газообмена обусловлены внешними факторами:

  • скорость ветра увеличивает интенсивность потоков, так как быстрее происходит выгорание и перемещение дыма;
  • перепад температур в газовом облаке и атмосфере тоже влияет на реактивность процесса: чем больше разница, тем активнее происходит газообмен;
  • повышение атмосферного давления замедляет конверсию потока;
  • осадки снижают интенсивность теплообмена.

Газовый обмен при пожаре внутри здания зависит от объема и конфигу-рации строения, вентиляции, складированных материалов. Такое возгорание характеризуется значительным повышением температур, что увеличивает интенсивность процесса.

Зоны давления внутри помещения

Нагретый газ, имеющий меньшую плотность и массу, чем воздух, поднимается в верхнюю часть пространства. На нижнем участке создается разряженная атмосфера из-за выгорания кислорода, участвующего в процессе окисления. В результате возникает перепад давлений.

Уровень, на котором внутреннее и внешнее давления одинаковы (в соседних помещениях, не пораженных огнем или за пределами здания), называется плоскостью равных давлений.

Она характеризуется тем, что над этой зоной находится область сильного задымления, а под ней концентрация продуктов сгорания не является критической и позволяет дышать без использования защитных приспособлений.

Плоскость равных давлений

При внутренних пожарах помещение делится на три области, по значению показателя давление:

  1. Высокое. Верхняя зона.
  2. На уровне атмосферного. Нейтральная зона.
  3. Низкое. Нижняя зона.

Плоскость равных давлений находится на поверхности нейтральной зоны. От места ее расположения зависит скорость распространения дыма и огня в смежные помещения.

Высота нейтральной зоны

Уровень расположения этой области определяется количеством и местонахожде-нием проемов – окон, дверей, вентиляционных приточных, вытяжных или совмещенного действия каналов.

Газовый обмен при пожаре внутри здания
Высота нейтральной зоны.

Считается высота нейтральной зоны по формуле: Hn=0,5*Hp+h,

где Hp – это высота приточного проема, h – расстояние от верхней границы зоны до оси отверстия.

Параметр h для помещения с приточными и вытяжными проемами определяется выражением:

h=HS1S22×ρ3ρ4+1,

где H – это расстояние между осями приточного и вытяжного проемов.

Площади обозначаются S1 – приточного, S2 – вытяжного отверстия.

ρ3 – плотность воздуха, ρ4 – плотность газа (продуктов горения).

Приведенные выражения показывают, что:

  • чем выше разница между массами атмосферы и загазованного воздуха при одинаковых площадях отверстий, тем нейтральная зона ближе к проему;
  • плоскость равных давлений находится тем выше, чем дальше удалены друг от друга приточный и вытяжной канал;
  • нейтральная зона сдвигается в сторону проемов большей площади.

Способы управления газовыми потоками

С помощью математической модели и выводов, которые она позволила сформу-лировать, определяются мероприятия для дымоудаления.

Увеличивая площади проемов для повышения уровня воздухообмена, можно управлять аэрацией помещения. Это делается при помощи открывания окон, дверей, включения вентиляции, проделывания дополнительных отверстий в перегородках. Таким образом, увеличивается объем нейтральной зоны.

Второй способ управления газовыми потоками – это принудительная вентиляция с помощью специальных пожарных дымососов, которые могут работать как в режиме подачи воздуха, так и на удаление дыма из помещения.

И еще одна возможность уменьшения интенсивности потока газообмена – это использование огнетушащих составов, которые снижают температуру в зоне возгорания, уменьшают доступ кислорода в область пламени.

Противодымная защита здания

Такое оборудование устанавливается для закрытых помещений с больши́м скоплением людей, а также на путях эвакуации. Эти установки удаляют продукты горения и обеспечивают приток свежего воздуха.

Нормы, которые предъявляются к противодымным установкам, определены СНиП 41-01-2003.

Виды систем

Как распределяются газовые потоки во время пожара внутри зданияОборудование делится на две группы. Первая – вытяжная, подразумевает организацию вывода воздушных масс, загрязненных продуктами горения из помещения.

Вторая – приточная, обеспечивает доставку достаточного количества кислорода в зону пожара.

Удаление дыма

Газообразные вредные вещества выводятся из области возгорания при помощи вытяжной системы.

Ее работа организована следующим образом:

  • вентилятор нагнетает воздух из помещения в воздуховод;
  • по проложенному трубопроводу дым выпускается на улицу.

Во время работы оборудования в помещении падает давление. Для выравнивания значения необходимо создать доступ воздуха.

Существуют системы обеспечения естественной тяги. Они выполняются путем установки вертикальных воздуховодов длиной не менее пяти метров и работают по принципу печной трубы.

Детальная информация видна на видео:

Подача свежего воздуха

Производится при помощи лопастных или радиальных вентиляторов путем захвата воздуха вне здания и доставки его внутрь.

Для ускорения этого процесса могут использоваться окна, двери и другие имеющиеся проемы.

Специальное оборудование

Для устранения дыма во время пожара предусматривается установка дымоприемных устройств.

Они размещаются так: не менее одной системы на площади до 900 квадратных метров.

Для строений разной этажности предусмотрены определенные требования по оборудованию.

Количество этажей в здании Нормативы
1–2: производственные помещения меньше 15 кв. м. Окна, фрамуги, находящиеся не менее чем в 2,2 метрах от пола, вертикальные воздуховоды.
2–5: любые помещения, исключая первый пункт Естественные системы дымоудаления (дымовые шахты, открываемые зенитные или незадуваемые фонари).
Свыше 5 Оборудование для принудительного дымоудаления. Вертикальные воздуховоды, длиной не менее пяти метров. Приточная вентиляция.

Направления противодымной защиты

Для многоэтажных помещений выделяются особые области, охраняемые от доступа продуктов горения. К ним относятся линии эвакуации сотрудников или населения из зданий.

Закрытые лестницы

Удаление дыма через вентиляцию во время пожараПротиводымная защита путей спасения людей при пожаре в этом случае обеспечивается:

  • изоляцией подвалов, чердаков для девяти- и менее этажных построек, для высотных зданий обязателен обособленный доступ в подвал;
  • отделением квартирных или офисных площадок от лестниц дверями;
  • оборудованием входов на чердак дополнительными маршами или металлическими стремянками, для изоляции возгорания проходы в чердачное помещение оборудуются негорючими перекрытиями;
  • установкой тамбур-шлюза с подпором воздуха для зданий с классами пожароопасности А, Б, В;
  • размещением на лестницах естественных вентиляционных проемов и монтажа дымоприемных устройств, которые позволяют увеличить время эвакуации на 4–6 минут в пределах 4–5 этажей;
  • выходом на пожарную лестницу для зданий выше пяти этажей.

Незадымляемые лестницы

Такие конструкции создаются двумя способами. Первый – это сооружение воздушной зоны перед выходом на лестницу. Во втором случае обустраиваются переходы с подпором воздуха.

В первом варианте межэтажные пролеты отделяются от остальных помещений стеной. В местах прохода на лестничную площадку имеется лоджия или балкон, через проемы которого будут удаляться продукты горения в случае пожара.

При применении второго способа воздушная стена не дает дыму проникнуть в защищаемую зону.

Лестницы с подпором воздуха

В таких местах устанавливается оборудование для подачи воздуха в пролеты. При этом важен верный расчет необходимого давления и безотказность работы вентилятора в критической ситуации.

Противодымная защита здания – один из способов управления газообменом во время пожара. Регламент проведения ее испытаний излагается в ГОСТ Р 53300-2009.

В случае штатной работы оборудования, управляющего газовыми потоками, увеличивается время на безопасную эвакуацию, снижается срок локализации возгорания, и уменьшаются общие убытки от пожара.

Детальная информация видна на видео:

Оцените статью
Пожар и средства тушения
Добавить комментарий