Расчет параметров вентиляционного оборудования систем противодымной защиты зданий повышенной этажности

Основной задачей расчета системы противодымной защиты здания повышенной этахности является определение технических параметров вентиляторов дымоудаления из коридоров, подачи воздуха на незадымленные лестничные клетки и в шахты лифтов, при которых обеспечивается незадымляемость вертикальных путей эвакуации из здания.

Первая в нашей стране методика расчета требуемых параметров вентиляторов систем противодымной защиты жилых зданий повышенной этажности была разработана Н.Н. Разумовым; И.С. Шаповаловым и И.Т.   Светашовым в 1973 г. В результате проведенных ВНИПО натурных огневых испытаний, опытов на полномасштабной экспериментальной установке "фрагмент этажа высотного здания" и теоретических исследований были уточнены исходные параметры этой методики и разработаны рекомендации по расчету параметров системы противодымной защиты жилых и общественных зданий повышенной этажности. Расчеты системы производятся при следующих исходных; данных:

• пожар происходит в холодное время года на нижнем типовом этаже здания;
• окна помещения, где возник пожар, и выбросные отверстия систем дымоудаления выходят на наветренный фасад здания, входная дверь здания и воздухозаборные отверстия систем подпора воздуха выходят на заветренный (подветренный) фасад здания,
• кабины лифтов располагаются на первом этаже, двери кабин и лифтовых шахт открыты;
• двери на пути эвакуации от горящего помещения до улицы открыты, остальные окна, и двери в здании закрыты.

Схема противодымной защиты здания повышенной этаж­ности приведена на рис. 10. В верхние части незадымляемых лестничных клеток 2-го типа и шахт лифтов приточными вен­тиляторами  подается  наружный воздух для  создания  в  них избыточного давления. Из коридора этажа пожара по специальной шахте че­рез открытый клапан уда­ляется дым. Шахта дымо­удаления оборудована вы­тяжным вентилятором.

Рис. 10. Схема противодымной защиты здания повышенной этажности.

Подаваемый в лестничную клетку воздух через неплотно­сти и щели в окнах фильтруется в окружающую атмосферу, через щели притворов дверей - в другие части здания (рис. 11). Часть воздуха из лестничной клетки уходит в ко­ридор этажа пожара, а оставшаяся часть - через открытую входную дверь здания. На верхних этажах лестничной клетки избыточное давление выше давления в шахте лифтов. За счет этого в верхнюю часть шахты лифта происходит фильтрация воздуха из объема здания. В шахте дымоудаления создается разрежение по отношению к окружающим помещениям и из них в шахту дымоудаления фильтруется воздух

Рис.  11.  Движение   воздуха  на этаже здания при работе системы противодымной  защиты

В расчете взаимодействие систем дымоудаления, подпора воздуха в лестничную клетку и шахты лифтов не учитывает-ся, т. е. считается, что взаимных перетеканий воздуха и газов между этими системами нет.

Рассмотрим физическую картину газообмена коридора эта­жа пожара при работе вентиляционной системы противодым­ной защиты   (рис. 12). 

Рис.  12.   Газообмен  коридора   этажа пожара при работе вентиляцион­ной системы противодымной защиты.

В  коридор  из  защищаемого объема подается воздух в количестве G_n. За счет расслоения холод­ного приточного воздуха и нагретых продуктов горения эпюра давлений на приточном проеме имеет вид трапеции. В верх­ней части коридора находятся продукты горения с температу­рой 300 °С, а в нижней - воздух с температурой, равной тем­пературе в лестничной клетке. Часть приточного воздуха G1 проходит в помещение очага пожара, другая часть G_n - G1 смешивается с продуктами горения. Из помещения очага по­жара в коридор выходят продукты горения в количестве G₂. Экспериментальные и теоретические исследования ВНИИПО и МНИИТЭП показали, что выход дыма из коридора этажа пожара в лестничную клетку исключается путем создания при­тока по всей площади дверного проема со скоростью не ме­нее  1,3 м/с для жилых зданий и  1,5 м/с для общественных.

Давление в коридоре этажа пожара выше давлений на на­ветренном и заветренном фасадах здания. Часть воздуха и продуктов горения, через щели дверей негорящих квартир и другие неплотности в ограждающих конструкциях уходит из коридора. Поэтому расход удаляемого дымаРасход удаляемого дыма для жилых зданий вычисляется по формуле: меньше расхода воздуха, поступающего из защищаемого объема в коридор.

а для общественных - по формуле:

 В_п Н_п- ширина и высота проема из защищаемого объе­ма в коридор, м.

   Методика расчета требуемых параметров вентиляторов си­стемы противодымной защиты зданий повышенной этажности очень близка к методике конструкторского расчета обычной вентиляционной сети. Некоторые отличия обусловлены специ­фикой системы противодымной защиты. В расчетах необходимо учитывать не только изменение давления по тракту вентиля­ционных систем противодымной защиты, но и изменения дав­лений по высоте здания. Следует учитывать также снижение температуры в тракте дымоудаления за счет фильтрации хо­лодного воздуха и  подмешивания его к продуктам горения.