Zastosowanie świetlików dachowych i okien fasadowych jako urządzeń oddymiających

Zainteresowany? Poproś o ofertę!


Zobacz również:

oknoad

LANKO - okna energooszczędne

Dobry Montaż

17% rabatu na bramy segmentowe


Rys.1.

ITB

Rys.1.

Rys.2.

ITB

Rys.2.

Rys.3.

ITB

Rys.3.

ITB

Rys.4.

ITB

Rys.4.

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. 

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 140° w czasie nie dłuższym niż 60 sekun, 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 90° 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 120°. 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 takiego okna 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. 

» 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 45°, 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 500°C i 91%, gdy temperatura dymu wynosi 100°C. Jeżeli powierzchnie czynne otworów dolotowych i urządzeń oddymiających są sobie równe, skuteczność systemu wynosi 85% dla temperatury usuwanego dymu 500°C i zaledwie 75% dla temperatury usuwanego dymu 100o°C. 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. 

Autor: mgr inż. Piotr Głąbski, Zakład Badań Ogniowych ITB

Zainteresowany? Poproś o ofertę!



Kontakt do redakcji oknonet.pl


Łucznik-Lockpol z nową siedzibą w zabytkowej fabryce z 1923 roku

Łucznik-Lockpol z nową siedzibą w zabytkowej fabryce z 1923 roku

Od sierpnia tego roku siedzibę firmy Łucznik-Lockpol,...

DOBRY MONTAŻ – rusza nowa odsłona kampanii

DOBRY MONTAŻ – rusza nowa odsłona kampanii

Wraz z początkiem sierpnia 2017 roku rozpoczęła się...

Małe elektrozaczepy Hartte XS-C z funkcją wyślizgu w ofercie BIRA

Małe elektrozaczepy Hartte XS-C z funkcją wyślizgu w ofercie BIRA

BIRA wprowadza małe elektrozaczepy Hartte XS-C z...

Push & Go – praktyczny i wygodny system zastępujący tradycyjny kantrygiel

Push & Go – praktyczny i wygodny system zastępujący tradycyjny kantrygiel

Korzystanie z tradycyjnego kantrygla w drzwiach...



» Więcej na subportalu dostawcy, akcesoria