Опубликовано: 03.09.2018
Summary:
Описание:Наряду с классической системой дымоудаления из автостоянок с использованием воздуховодов существует импульсная, или струйная, система дымоудаления. Ее основное отличие от классической системы дымоудаления заключается в отсутствии воздуховодов, то есть продукты горения от очага пожара перемещаются к дымоприемным отверстиям вытяжных шахт за счет сообщения дополнительного импульса подпотолочному слою дымовых газов. Подпотолочный слой дымовых газов перемещается посредством струйных вентиляторов. Применяются как осевые, так и радиальные вентиляторы.
В. М. Есин , доктор техн. наук, профессор кафедры пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МЧС России
С. П. Калмыков , научный сотрудник учебно-научного комплекса пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МЧС России
Наряду с классической системой дымоудаления из автостоянок с использованием воздуховодов существует импульсная, или струйная, система дымоудаления . Ее основное отличие от классической системы дымоудаления заключается в отсутствии воздуховодов, то есть продукты горения от очага пожара перемещаются к дымоприемным отверстиям вытяжных шахт за счет сообщения дополнительного импульса подпотолочному слою дымовых газов. Подпотолочный слой дымовых газов перемещается посредством струйных вентиляторов. Применяются как осевые, так и радиальные вентиляторы.
Импульсные системы дымоудаления применяются в Великобритании, Германии, Португалии, Корее, Китае и других странах на таких объектах, как тоннели, автостоянки, метрополитен.
В нашей стране подобные системы распространения пока не получили по ряду причин методологического и нормативного характера – отсутствие сертификатов на оборудование импульсной противодымной вентиляции (ИПДВ) и отличие принципа работы ИПДВ от методов обеспечения незадымляемости помещений, принятых в нашей стране.
В вышеуказанных странах существует нормативная база в отношении применения ИПДВ. Так, например, в британском стандарте ВS 7346-7:2006, части 7 «Своде правил по функциональным рекомендациям и методам расчета систем дымоудаления из закрытых автостоянок» приведены следующие требования:
- воздухообмен в автостоянке должен быть не меньше 10-кратного в час;
- производительность вытяжных вентиляторов должна быть рассчитана из условия возникновения пожара с мощностью тепловыделения 4 МВт при оснащении помещения спринклерной системой пожаротушения или 8 МВт – без спринклерной системы пожаротушения;
- расположение струйных вентиляторов должно быть таким, чтобы обеспечить ограничение растекания подпотолочной струи в пределах 10 м от очага возгорания (всех возможных очагов возгорания) в направлении, противоположном возникшему воздушному потоку;
- расположение должно учитывать наличие балок и их влияние на перемещаемый подпотолочный слой дымовых газов;
- основные функции проектируемой системы должны выполняться даже после выхода из строя импульсного вентилятора в результате огневого воздействия;
- площадь приточных отверстий должна быть таковой, чтобы предо-твратить циркуляцию дыма внутри помещения автостоянки вследствие высокой скорости приточного воздуха; максимальная скорость воздуха должна быть не более 2 м/с.
Однако научно-обоснованные требования, предъявляемые к эксплуатационным параметрам струйных вентиляторов и целесообразности их размещения в помещениях автостоянок, как в нормативной литературе, так и в доступных литературных источниках, отсутствуют.
Кроме этого, на работу ИПДВ может повлиять значительное количество факторов: диаметр и скорость струи на выбросном патрубке струйного вентилятора, количество, тяга и производительность вентиляторов, геометрические параметры помещения, мощность тепловыделения при пожаре, дымообразующая способность пожарной нагрузки, размеры вытяжных отверстий и производительность вытяжных вентиляторов и др.
При помощи программного комплекса FDS было проведено несколько серий численных экспериментов по исследованию влияния различных факторов на эффективность работы системы ИПДВ.
Условия проведения численных экспериментов заключались в следующем:
- площадь помещения автостоянки принималась равной 3 000 м2;
- высота помещения автостоянки – 3 м;
- мощность тепловыделения очага пожара – 4 МВт;
- количество струйных вентиляторов – 12 шт.
Диаметр выбросных патрубков струйных вентиляторов и скорость потока воздуха на них, высота их установки, геометрические параметры, расход и количество приточных и вытяжных отверстий изменялись в зависимости от условий проведения конкретного численного эксперимента.
Внутри моделируемого помещения равномерно располагались 125 контрольных точек, в которых фиксировали опасные факторы пожара (ОФП): потеря видимости, повышенная температура, пониженное содержание кислорода, предельно допустимое содержание моноксида и диоксида углерода – по 25 контрольных точек на каждый из ОФП. Контрольные точки располагались на уровне 1,7 м от пола помещения.
Эффективность работы ИПДВ оценивалась количеством контрольных точек, в которых ОФП достигли предельно допустимых значений. Чем меньше количество контрольных точек, тем лучше эффективность работы.
В первой серии экспериментов было проведено 7 расчетов. Скорость на выбросных патрубках варьировалась от 2,5 до 25 м/с. Импульсные вентиляторы принимались с размерами патрубков 0,5 x 0,5 м. Удаление продуктов горения предусматривалось через 2 дымоприемных отверстия с расходом по 40 000 м3/ч каждое. Приток наружного воздуха пре-дусматривался через 2 приточных отверстия с расходом по 30 000 м3/ч каждое. Большие расходы, изначально принимаемые как для вытяжки, так и для притока, объясняются высокой степенью перемешивания подпотолочного слоя дыма с достаточно неподвижным нижележащим слоем воздуха, вследствие чего увеличивается объем удаляемой газовоздушной среды.
Лучшие результаты были получены при скорости воздушного потока на выбросных патрубках импульсных вентиляторов, равной 10 м/с, что соответствует производительности вентилятора 9 000 м3/ч.
Рисунок 1. Осевой струйный вентилятор |
Наступление ОФП по пониженному содержанию кислорода, предельно допустимым содержаниям моноксида и диоксида углерода в течение моделируемого промежутка времени, равного 300 секундам, не наблюдалось.
Отмечалось наступление ОФП в 12 контрольных точках по потери видимости и в 3 – по повышенной температуре. При скорости на выбросных патрубках струйных вентиляторов меньше 10 м/с происходит задымление помещения, что является следствием недостаточной производительности струйных вентиляторов. При скорости в выбросных патрубках струйных вентиляторов больше 10 м/с происходит как задымление, так и повышение температуры, что является следствием раздувания очага пожара и циркуляции дыма внутри помещения. Подобная картина наблюдается и в последующих расчетах.
Во второй серии экспериментов импульсные вентиляторы принимались с размерами патрубков 0,4 х 0,4 м. Скорость на выбросных патрубках варьировалась от 5 до 25 м/с. Расходы приточного и удаляемого воздуха принимались такими же, как и в предыдущих сериях расчетов.
Лучшие результаты в этой серии экспериментов были получены также при скорости воздушного потока на выбросных патрубках импульсных вентиляторов, равной 10 м/с. При этом отмечалось наступление ОФП в 12 заданных точках по потери видимости и в одной – по повышенной температуре.
В третьей серии экспериментов импульсные вентиляторы принимались с размером патрубков 0,3 х 0,3 м. Скорость на выбросных патрубках варьировалась от 10 до 25 м/с. Расходы приточного и удаляемого воздуха принимались такими же, как в предыдущих сериях расчетов.
Лучшие результаты в этой серии экспериментов были получены при скорости воздушных струй на выбросных патрубках импульсных вентиляторов, равной 15 м/с. При этом отмечается наступление ОФП в девяти заданных точках по потери видимости, в 3 – по повышенной температуре.
По трем сериям расчетов можно сделать вывод о том, что наиболее эффективная работа импульсной вентиляции обеспечивается при ее оснащении импульсными вентиляторами с размерами патрубков 0,3 х 0,3 м.
В следующей серии экспериментов варьировалось количество вытяжных отверстий от 1 до 8. При этом общий расход удаляемого дыма оставался одинаковым. Условия проведения численного моделирования принимались такими же, как в предыдущих сериях расчетов.
При условии размещения 6 дымоприемных отверстий отмечается наступление ОФП в 8 заданных точках по потере видимости и в одной – по повышенной температуре. В остальных случаях наступление ОФП наблюдалось в большем количестве точек.
Помимо перечисленных расчетов произведено исследование влияния высоты установки импульсных вентиляторов на эффективность работы системы ИПДВ.
Рисунок 2. Радиальный струйный вентилятор |
При небольшом расстоянии между потолком помещения и импульсным вентилятором появляется эффект «прилипания» верхнего слоя перемещаемого потока, а в нижней части потока усиливается перемешивание перемещаемого потока (дыма) с нижележащей менее подвижной зоной, что в свою очередь приводит к большему задымлению помещения.
При увеличении расстояния между потолком помещения и импульсным вентилятором зона перемещаемого потока опускается, и в условиях ограниченной высоты она может опускаться ниже высоты рабочей зоны для эвакуирующихся людей.
Наибольшая эффективность работы системы ИПДВ достигается при установке струйных вентиляторов в среднем положении между рабочей зоной и потолком помещения.
В заключительной серии расчетов производилось сравнение эффективности систем дымоудаления с воздуховодами и импульсных систем противодымной вентиляции.
Для оценки эффективности классических систем дымоудаления моделировалось помещение, подобное вышеуказанным расчетам. В помещении площадью 3 000 м предполагалось наличие 3 вытяжных отверстий в перекрытии. Расход газовоздушной смеси в каждом отверстии принимался равным 15 000 м3/ч. Приток наружного воздуха осуществлялся через 2 отверстия с расходом 18 000 м/ч каждое.
В течение 300 секунд от начала моделирования отмечалось наступление ОФП в 15 точках по потере видимости в наиболее удаленных от вытяжных отверстий.
При проведении аналогичного численного эксперимента, но с шестью дымоприемными отверстиями (общий расход во всех отверстиях 50 000 м/ч), наступление ОФП по потере видимости наблюдалось в 9 заданных точках.
Проведено теоретическое исследование влияния скорости струи на выбросном патрубке, размеров патрубков, высоты установки струйных вентиляторов и количества дымоприемных отверстий на эффективность работы системы ИПДВ.
Система импульсной противодымной вентиляции показала более высокую эффективность по сравнению с классической системой дымоудаления. Однако для обеспечения этой эффективности следует обеспечивать достаточно высокие расходы удаляемых продуктов горения (80 000 м/ч при импульсной системе против 50 000 м/ч при классической системе дымоудаления).
Несмотря на некоторые недостатки, системы струйной вентиляции позволяют получить ряд преимуществ по сравнению с системой дымоудаления и вентиляции, оснащенной воздуховодами. Например, уменьшение высоты помещения автостоянки вследствие отсутствия воздуховодов большого сечения, отсутствие необходимости в мероприятиях, обеспечивающих нераспространение пожара и продуктов горения из помещения автостоянки в другие помещения по системам воздуховодов общеобменной и противодымной вентиляции (установка противопожарных клапанов и обеспечение нормативных пределов огнестойкости воздуховодов).
Экономическая оценка струйной вентиляции закрытых автостоянок показывает [1], что ИПДВ по стоимости соизмерима с классической системой дымоудаления, а в ряде случаев дешевле на 25–75 %.
1. Инженерное оборудование высотных зданий / Под общ. ред. М. М. Бродач. – М. : АВОК-ПРЕСС, 2007.
Онлайн-расчет дымоудаления |
Программа предназначена для определения параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий. Программа Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий содержит методики расчетов различных видов систем дымоудаления и подпора воздуха: системы дымоудаления из помещений и/или коридоров при пожаре, системы удаления дыма и газов после пожара, системы обеспечения незадымляемости лестничных клеток, системы подпора воздуха в шахты лифтов, лестнично-лифтовые, лестничные и лифтовые холлы, тамбур-шлюзы и зоны безопасности |
Разделы
» Ваз
» Обзор
» Новости
Календарь
Архив
О сайте
ПОПУЛЯРНОЕ
РЕКЛАМА
www.school4mama.ru © 2016. Запчасти для автомобилей Шкода