Как рассчитать вентилятор дымоудаления

Обновлено: 26.01.2025

Привет всем Читателям нашего Блога и коллегам по цеху! По многочисленным запросам, сегодня, мы предлагаем Вам скачать и протестировать программу, которая поможет Вам понять стоимость и трудоемкость организации системы дымоудаления на Вашем объекте. Само собой разумеется, что предлагаемая программа расчета системы дымоудаления самостоятельно не выдаст Вам в результате позиции стоимости материалов и оборудования и монтажно-наладочных работ. Нет конечно. Однако, предлагаемая программа расчета системы дымоудаления поможет Вас выполнить следующие операции:

1. самостоятельно посчитать, введя исходные данные габаритов и назначения помещения или габаритов проема пути эвакуации, такие решающие позиции, как расходы дыма или расхода воздуха в кг/час или м3/час.

2. определить расчетную площадь створок фрамуг естественного дымоудаления при естественном способе удаления дыма.

3. определить расход воздуха для подачи в тамбур шлюз, лифтовую шахту или незадымляемую лестничную клетку, при организации на объекте системы подпора воздухом

Далее все просто. Имея на руках перечисленные результаты расчетов, Вы сможете, обратившись к прайсу и каталогу торгующей вентиляционным оборудованием организации, без особых проблем, узнать стоимость необходимого Вам технологического оборудования для организации необходимой Вам противопожарной системы. Особую ценность данная программа расчета системы дымоудаления будет представлять для инженеров-монтажников и для инженеров-проектировщиков, которые буквально “на коленке”, при наличии прайсов и каталогов предприятий производителей, в течении 10-15 минут смогут посчитать и сообщить собственнику объекта цену вопроса покупки и возможно, монтажа системы дымоудаления или подпора воздухом.

Пару слов о самой проге ….. программа расчета системы дымоудаления представлена в формате Эксель. Открывающееся окошко разбито на вкладки-страницы, наполненные самостоятельными программами расчета.

Состав вкладок следующий:

1. Дымовая зона. В данной вкладке производится расчет суммарной площади створок фрамуг дымоудаления, при организации дымоудаления естественным способом;

2. Зона. В данной вкладке производится расчет расходов дыма для разных температур по очагу пожара или дымовой зоне до 1600 м2 по СНиП 2.04.05-91.

3. Пер. В данной вкладке производится расчет расходов дыма по пособию

4. Кор. В данной вкладке производится расчет расходов дыма и воздуха из коридора по габаритным параметрам эвакуационной двери.

5. Там-шлю. Расчет воздуха для подачи в тамбур-шлюз в м3/час, при организации системы подпора воздуха в тамбур-шлюз.

6. ЛК “А”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “А” для 2-х лифтов.

7. ЛК “Б”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “Б” для 2-х лифтов.

8. ЛК “В”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “В” для 2-х лифтов.

9. ЛК “Г”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “Г”

10. “В” с рас. Расчет расхода наружного воздуха по узлу “В”, для 2-х лифтов с рассечкой

11. Защита дверей. Расход дыма из условий защиты дверей эвакуационных выходов (при Р больше чем 12м)

12. Заполнение дымом. Расчет времени заполнения помещения дымом и расчет времени эвакуации из защищаемого помещения

Одним из важнейших этапов проектирования систем противодымной вентиляции является расчёт систем. Для вытяжной противодымной системы — это определение количества продуктов горения, которые необходимо удалить из рассматриваемого помещения.

Расход продуктов горения, удаляемый вытяжной противодымной вентиляцией, следует рассчитывать в зависимости от мощности тепловыделения очага пожара. Не допускается принимать без расчёта фиксированные значения температуры удаляемых продуктов горения из коридора и помещений

Рассмотрим особенности расчёта систем вытяжной противодымной вентиляции на примере одной из программ, разработанной на основании этой методики [8].

Соответственно, теми же функциями обладает и программа, разработанная на основе этих рекомендаций.

Программа позволяет определить параметры систем противодымной вентиляции из: вестибюлей, холлов, коридоров, смежных с горящим посещением; из зальных помещений различного назначения и атриумов; из залов атриумов при пожаре непосредственно под галереей на уровне основания атриума; из закрытых надземных и подземных автостоянок.

Рассмотрим расчёт системы удаления продуктов горения из вестибюлей, коридоров, холлов и т.п., смежных с горящим помещением.

Интерфейс программы содержит ряд страниц для ввода данных. На первой определяются характеристики объекта: здание жилое или общественное. Расположение: в городе, за городом. Наличие системы автоматического пожаротушения.

Независимо от того, удаляем мы продукты горения непосредственно из помещения, где возможен пожар, или из смежного с ним, например, из коридора, расчёт всегда начинается с рассмотрения помещения, где происходит пожар. Какое помещение принять за расчётное? Если в коридор выходят несколько помещений, то к расчёту принимается помещение с наихудшими с точки зрения пожарной нагрузки характеристиками. Если помещения однотипны (офисы) и визуально определить расчётное не представляется возможным, необходимо просчитать несколько помещений (программа позволяет оперативно сделать это).

При описании помещения вводятся его характеристики: размеры помещения, размеры всех проёмов (окон, дверей и т.п.). Размеры проёмов необходимы для вычисления проёмности помещения — величины П. Величина П используется далее при расчёте критической пожарной нагрузке в помещении.

Эти соотношения определяют зависимости, используемые при расчёте максимальной среднеобъёмной температуры в горящем помещении, а именно — зависимости (13) и (14) [3] в соответствии с характером пожара, то есть регулируемый вентиляцией или нагрузкой.

Для определения усреднённой температуры дымового слоя в коридоре используется зависимость (16) [3], полученная интегрированием эмпирического уравнения, характеризующая изменение температуры в дымовом слое по длине коридора:

где T_sm — средняя температура дымового слоя в коридоре, К; Т_r — температура воздуха в коридоре, К; h_sm — предельная толщина дымового слоя, м; А_с — площадь коридора, м 2 ; L_c — длина коридора, м.

Определение параметров производится в зависимости от вида объёмного пожара в рассматриваемом помещении. Определение вида объёмного пожара в помещении происходит по соотношению величины приведенной пожарной нагрузки помещения g_k и критического значения g_k кр

При использовании данной зависимости предельная толщина дымового слоя должна удовлетворять условию:

где h_sm — толщина дымового слоя, м; Н — высота коридора, м.

Таким образом, в зависимости от высоты коридора задаётся высота незадымляемой зоны, которая представляет из себя разницу между высотой коридора и толщиной дымового слоя и составляет соответственно 0,4-0,5 Н. Таким образом, при высоте коридора, равной 3 м, высота незадымляемой зоны составит 1,2-1,5 м. Согласуется ли это с пунктом 4.2.5 [5], требующим обеспечить высоту эвакуационных выходов в свету не менее 1,9 м? Естественно, согласуется, так как требование [5] относится к физическим размерам пути эвакуации.

На следующей странице задаются климатические параметры наружного воздуха для расчёта систем вытяжной противодымной вентиляции в соответствии с пунктом 7.4 [1]: температуру наружного воздуха следует принимать для тёплого периода года, скорость ветра по наибольшим значениям независимо от периода года согласно [2, 7].

Требуется также рассчитать температуру дыма перед вентилятором, которая изменится по сравнению со средней температурой дымового слоя в коридоре T_sm за счёт подсосов воздуха через закрытые клапаны остальных этажей. Для подбора оборудования необходимо также определить напор вентилятора в соответствии с аэродинамической характеристикой сети. Программа обладает всеми этими возможностями, которые будут подробно рассмотрены в следующих статьях.

Площадь очага пожара (м 2 ) Расположение очага пожара Высота расположения балкона над полом помещения (м) Ширина проема (м) Высота проема (м) Горючая нагрузка Удельная скорость выгорания (кг/(м 2 •мин)) Теплота сгорания (кДж/кг)

Незадымленная зона

Требуемая высота незадымленной зоны от пола помещения (м) Ширина слоя продуктов горения (струи) при стекании с балкона (м) Расстояние от балкона до нижней границы слоя продуктов горения (м) Расстояние от верхнего среза проема до нижней границы слоя продуктов горения (м)

Компенсирующая подача воздуха.

Нормируемый диапазон допускаемого дисбаланса от -0,3 до 0.

8.8. Для возмещения объемов удаляемых продуктов горения из помещений, защищаемых вытяжной противодымной вентиляцией, должны быть предусмотрены системы приточной противодымной вентиляции с естественным или механическим побуждением.

Для естественного притока воздуха в защищаемые помещения могут быть выполнены проемы в наружных ограждениях или шахты с клапанами, оснащенными автоматически и дистанционно управляемыми приводами. Проемы должны быть в нижней части защищаемых помещений. Притворы клапанов должны быть снабжены средствами предотвращения примерзания в холодное время года. Для компенсирующего притока наружного воздуха в нижнюю часть атриумов или пассажей могут быть использованы дверные проемы наружных эвакуационных выходов. Двери таких выходов должны быть снабжены автоматически и дистанционно управляемыми приводами принудительного открывания. Суммарная площадь проходного сечения открываемых дверей должна определяться согласно требованиям пункта 7.4 (дисбаланс в защищаемом помещении допускается не более 30%. При этом перепад давления на закрытых дверях эвакуационных выходов не должен превышать 150 Па.) и по условию непревышения скорости воздушного потока в дверных проемах более 6 м/с.

Компенсирующая подача наружного воздуха приточной противодымной вентиляцией с механическим побуждением может быть предусмотрена автономными системами или с использованием систем подачи воздуха в тамбур-шлюзы или лифтовые шахты. При этом в ограждениях тамбур-шлюзов или лифтовых шахт, к которым непосредственно примыкают защищаемые помещения, должны предусматриваться специально выполненные проемы с установленными в них противопожарными нормально-закрытыми клапанами и регулируемыми жалюзийными решетками. Двери тамбур-шлюзов должны быть сблокированы с приводами клапанов в цикле противохода. Допускается применение клапанов избыточного давления в противопожарном исполнении с требуемыми пределами огнестойкости. Компенсирующий переток воздуха из шахт лифтов допускается только для лифтовых установок с режимом управления "пожарная опасность". Шахты лифтов с режимом "перевозка пожарных подразделений" и незадымляемые лестничные клетки типа Н2 использовать для подобного устройства не допускается.

Климатические параметры

Помещение

Очаг пожара

Проемы

Принимают для проемов прямоугольного или квадратного сечения – 0,64, для щелей и проемов круглого сечения – 0,8.

В случае если фасад имеет сложную форму, его разбивают на простые участки.
Фасады нумеруют в соответствии с их последовательным обходом (соседние номера соответствуют смежным фасадам).

Номер фасада	Участок N	Суммарная площадь проемов, работающих параллельно F (м 2 )

Коэффициент расхода проема дымоудаления

Компенсирующая подача воздуха.

Нормируемый диапазон допускаемого дисбаланса от -0,3 до 0.

Тип расчёта

Климатические параметры

Температура наружного воздуха наиболее тёплой пятидневки (°C) Скорость ветра берётся наибольшей независимо от времени года (м/с) Температура внутреннего воздуха до начала пожара (°C)

Здание

Количество этажей Высота этажа (м) Нижний типовой этаж откуда происходит дымоудаление Высота пола первого этажа над уровнем планировочной отметки земли (м)

Коридор

Тип коридора Длина коридора (м) Ширина двери из коридора в лестничную клетку (м) Высота двери из коридора в лестничную клетку

Очаг пожара

Система дымоудаления

Ширина проходного сечения шахты дымоудаления (м) Высота проходного сечения шахты дымоудаления (м) Высота до выбросного отверстия системы дымоудаления (м)

ΔP сети определяется как сумма потерь давления на обвязке вентилятора с учетом типа выбросного/приточного устройства, которые могут быть определены на основе справочных данных, указанных в Справочнике по гидравлическим сопротивлениям Идельчик И.Е., 1975, или по данным завода-изготовителя оборудования.

Компенсирующая подача воздуха.

Количество клапанов Больший из размеров клапана компенсации (м) Меньший из размеров клапана компенсации (м)

Нормируемый диапазон допускаемого дисбаланса от -0,3 до 0.

Климатические параметры

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (°С) Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь (м/с) Температура внутреннего воздуха до начала пожара (°С)

Здание

Учесть наличие тамбур шлюза при выходе из коридора в лестничную клетку Н2 Количество этажей Высота этажа (м) Высота пола первого этажа над уровнем планировочной отметки земли (м)

Лестничная клетка

Система подпора воздуха

Задают расстояние от планировочной отметки земли до воздухозаборного отверстия системы подпора воздуха.

Климатические параметры

Здание

Количество этажей Высота этажа (м) Высота пола первого этажа над уровнем планировочной отметки земли (м) Наличие лифтового холла на первом этаже Массовый расход воздуха, фильтрующегося через щели закрытых дверей лифтового холла (кг/с)

--> Ширина двери лифтового холла на первом этаже (м) Высота двери лифтового холла на первом этаже (м) Удельная характеристика сопротивления газопроницанию двери лифтового холла на первом этаже (м3/кг)

Шахта лифта

Ширина дверей шахты лифта (м) Высота дверей шахты лифта (м) Периметр дверей шахты лифта (м) --> Тип лифта

Клапан

Система подпора воздуха

Задают расстояние от планировочной отметки земли до воздухозаборного отверстия системы подпора воздуха.

Вариант расчета

Климатические параметры

Здание

Количество этажей Высота этажа (м) Высота пола первого этажа над уровнем планировочной отметки земли (м)

Тамбур-шлюз

Ширина двери из коридора в тамбур-шлюз (м) Высота двери из коридора в тамбур-шлюз (м) Ширина двери на выходе из здания через одинарный тамбур-шлюз (м) Высота двери на выходе из здания через одинарный тамбур-шлюз (м) -->

Принимают по данным завода изготовителя или вычисляют по формуле F_кл = (a_кл - 0,03)(b_кл - 0,05).
Где a_кл - Больший из установочных размеров клапана, м;
b_кл - Меньший из установочных размеров клапана, м;

Система подпора воздуха

Задают расстояние от планировочной отметки земли до воздухозаборного отверстия системы подпора воздуха.

Канал подпора воздуха

Больший из размеров проходного сечения шахты (м) Меньший из размеров проходного сечения шахты (м) Материал шахты Площадь проходного сечения канала (м 2 ) --> Удельная характеристика сопротивления газопроницанию, м 3 /кг -->

Климатические параметры

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (°C) скорость ветра по наибольшим значениям независимо от периода года (м/с) --> Температура внутреннего воздуха до начала пожара (°C)

Очаг пожара

Система дымоудаления

Ширина ворот (м) Высота ворот (м) Угол между вертикалью и осью струи (град) Площадь проходного сечения соплового аппарата воздушной завесы (м 2 )

Количество этажей Высота этажа (м) Высота пола первого этажа над уровнем планировочной отметки земли (м)

Коридор

Система дымоудаления

Больший из размеров проходного сечения шахты дымоудаления или установочных размеров клапана дымоудаления (м) Меньший из размеров проходного сечения шахты дымоудаления или установочных размеров клапана дымоудаления (м) Высота до выбросного отверстия системы дымоудаления (м)

Дополнительная информация

Надо учесть, то, что если зона безопасности предназначена для маломобильных групп населения, то удельная характеристика сопротивления газопроницанию закрытых дверей тамбур-шлюза (м3/кг) должна быть не менее 180000. Второй момент это то, что температура воздуха подпора должна быть не менее 5 градусов и при больших отрицательных температурах наружного воздуха необходимо учитывать подогрев воздуха подпора.

Климатические параметры

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (°С) Температура внутреннего воздуха до начала пожара (°С)

Зона безопасности

Система подпора воздуха

Климатические параметры

Температура наружного воздуха для холодного периода года, °C Температура внутренного воздуха до начала пожара, °C Скорость ветра, м/с

Здание

Клапан

Высота клапана, м Ширина клапана, м Высота клапана компенсации 1-го этажа от планировочной отметки земли, м

Канал

Массовый расход из канала, подаваемый в защищаемый объем, кг/с Большая сторона канала, м Меньшая сторона канала, м Высота до воздухозаборного отверстия системы подпора воздуха в шахту от планировочной отметки земли, м Материал канала

Расчёт температуры горения

Климатические параметры

Помещение

Форма помещения Длина помещения (м) Ширина помещения (м) Площадь пола помещения (м 2 ) Периметр ограждающих конструкций (м) Высота помещения от пола до места выброса продуктов горения (м)

Очаг пожара

Данные о тепловой мощности очага пожара Тепловая мощность очага пожара (кВт) Коэффициент полноты сгорания

Площадь очага пожара (м 2 ) Расположение очага пожара Высота расположения балкона над полом помещения (м) Ширина проема (м) Высота проема (м) Горючая нагрузка

Незадымленная зона

Расчёт температуры горения продуктов удаляемых из коридора

Под пожарами, регулируемыми воздухообменом, понимают пожары, которые протекают при ограниченном содержании кислорода в газовой среде помещения и избытке горючих веществ и материалов. Содержание кислорода в помещении определяется условиями его вентиляции, т.е. площадью приточных отверстий или расходом воздуха, поступающего в помещение пожара с помощью механических систем вентиляции.
Под пожарами, регулируемыми пожарной нагрузкой, понимают пожары, которые протекают при избытке кислорода воздуха в помещении и развитие пожара зависит от пожарной нагрузки. Эти пожары по своим параметрам приближаются к пожарам на открытом пространстве.

Удельная приведённая пожарная нарузка, отнесённая к площади тепловоспринимающей поверхности ограждающих строительных конструкций помещения, кг/м 2

Вентиляторы дымоудаления используются для эффективного отвода за пределы здания газообразных продуктов горения, образующихся при локальных возгораниях или обширных пожарах в зданиях промышленных предприятий, жилых домах, объектах административного, социального и другого назначения.

Поражающие факторы дымообразования при пожаре в помещении

повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;
пониженная концентрация кислорода;
снижение видимости в дыму.

Дым, возникающий при возгорании в помещении, представляет собой сложную смесь газообразных и мелкодисперсных продуктов горения. Основным отравляющим веществом при пожаре является угарный газ, способный скапливаться в непроветриваемых местах. Всего лишь двухминутное пребывание в закрытом загазованном угарным газом помещении приводит к летальному исходу. К опасности отравления угарным газом добавляется удушье от вдыхания продуктов горения полимерных синтетических материалов, которыми отделаны большинство помещений. Практически все они токсичны, нередко достаточно лишь нескольких вдохов, чтобы потерять сознание. Густые клубы дыма затрудняют ориентацию в пространстве, заставляя пострадавших двигаться наобум и удаляться в сторону от пути эвакуации.

Это важно! Дым распространяется намного быстрее пламени, из-за чего в сильно задымленном помещении потеря сознания или остановка сердца могут произойти еще до того, как человек успеет из него выбраться.

Типы систем дымоудаления

Для сохранения безопасности людей, находящихся в здании, подверженному риску возникновения пожара с предпосылками обильного дымообразования, обустраиваются системы дымоудаления двух типов:

Статическая система дымоудаления, принцип работы которой заключается в отключении всех каналов вентиляции и кондиционирования воздуха в целях препятствия перемещению дыма по этажам, шахтам и коридорам постройки. Дым концентрируется лишь в пределах локального помещения и не проникает в соседние. Недостатком статической системы является отсутствие возможности вентилирования того этажа, где происходило возгорание.
Принудительная (называемая также динамической) система удаления дыма, в которой при срабатывании датчиков пожарной безопасности запускаются в действие вентиляторы дымоудаления, высасывающие дым из коридоров, холлов и лифтовых шахт.

Обратите внимание! Принудительная система удаления дыма более эффективна, поскольку в процессе очищения здания от дыма видимость в коридорах и на лестницах улучшается, эвакуирующиеся люди видят путь к выходу и не поддаются панике.

В соответствии с ужесточающимися требованиями по пожарной безопасности принудительные системы дымоудаления постепенно вытесняют морально устаревшие статические аналоги, поскольку их оборудование способно работать в автоматическом режиме, не требующем участия человека.

Функции вентиляторов дымоудаления

Вентиляторы дымоудаления относятся к важнейшим элементам принудительных систем дымоудаления и выполняют в их составе следующие функции:

быстрый отвод из помещений за пределы здания избытка тепла и продуктов горения – угарного газа, газообразных фракций химических соединений, образующихся при воспламенении отделочных пластиков, пепла, сажи, гари ;
удаление дыма для обеспечения беспрепятственной эвакуации людей;
снижение задымленности на путях эвакуации людей;
предотвращение распространения пламени от места возгорания;
снижение температуры воздуха в помещении, что существенно уменьшает вероятность обрушения несущих элементов строения. Например, в отдельных случаях в закрытых помещениях температура воздуха может подниматься до 1000 град. Ц, тогда как при правильно подобранных параметрах вентиляторов дымоудаления ее удается снизить до 400 град. Ц;
обеспечение нормального микроклимата вне пределов очага пожара, способствуя эффективному выполнению работы персоналом пожаротушения.

Особенности эксплуатации вентиляторов дымоудаления

Дополнительная информация. Огнестойкостью вентилятора дымоудаления называют способность вентилятора сохранять функциональное назначение при перемещении нагретой газовоздушной среды при пожаре. Для характеристики огнестойкости вентилятора используют временной интервал, отсчитываемый от начала нагрева перемещаемой газовоздушной массы (начало возгорания) до наступления предельного состояния конструкции вентилятора – разрушения или потери функциональных способностей по удалению дыма. Соответственно, после применения во время пожара дальнейшая эксплуатация вентилятора исключается!

Требования к вентиляторам дымоудаления

Вентиляторы дымоудаления применяются для создания условий беспрепятственной эвакуации людей из охваченных пожаром помещений, локализации возгораний и создания условий для ликвидации пожаров в зданиях любого статуса. В соответствии с этим к конструкциям вентиляторов, устанавливаемых в системах противодымной защиты, предъявляются повышенные технические требования. Отметим следующие моменты:

Должна обеспечиваться устойчивость всех деталей и узлов агрегата к воздействию высоких температур.
Производительность и напорные характеристики вентиляторов дымоудаления должны обеспечивать быстрый отвод дымообразных продуктов горения за пределы помещения и здания.
Материалы конструктивных элементов вентиляторов должны быть устойчивы к воздействию химической агрессии веществ, образующихся в процессе пожара.
Вентиляторы должны надежно выполнять свои функции в течение времени, соответствующего пределу огнестойкости по СП 7.13130.2013.
Должен быть реализован свободный выход потока дыма.
При установке вентиляторов дымоудаления следует создавать возможность вертикального, горизонтального или двухстороннего выброса дыма и других продуктов горения.

Классификация вентиляторов дымоудаления

Вопросы обеспечения пожарной безопасности строительных конструкций и противодымной защиты настолько актуальны, что оборудование для систем дымоудаления производится многими предприятиями в широком ассортименте модельного ряда. Для классификации вентиляторов дымоудаления специалисты выделяют следующие основные признаки:

конструкцию и принцип работы агрегата;
назначение и условия функционирования вентилятора;
место размещения и способ монтажа;
технические характеристики механизма – создаваемое давление, производительность дымоудаления, потребляемая мощность, КПД и др.

Различные модификации одного и того же типа конструкции вентилятора дополнительно могут различаться в следующих показателях:

аэродинамическими характеристиками;
уровнем звукового давления, измеряемым как со стороны всасывания, так и при выходе дыма в окружающую среду;
диапазоном рабочих температур;
материалом изготовления лопастей и корпуса;
весогабаритными параметрами;
методом соединения с электродвигателем;
способом запуска на откачку дыма и т.п.

Основополагающими признаками, влияющими на выбор вентилятора для системы дымоудаления, являются:

- центробежный (радиальный)
- осевой (аксиальный).
- в вентиляционной шахте;
- на крыше;
- пристенный вариант в помещении;
- в любом месте здания или снаружи, рядом со зданием.

Рассмотрим подробнее наиболее распространенные типы конструкций вентиляторов дымоудаления и варианты их размещения в составе систем противодымной защиты.

Типы конструкций вентиляторов дымоудаления

В процессе своей работы вентиляторы дымоудаления любой конструкции призваны выполнять одну единственную техническую задачу – создавать зону разреженной атмосферы, в которую будут втягиваться дымообразные продукты горения из зоны возгорания. Технически эта задача реализуется использованием следующих базовых конструктивных элементов:

термостойкого корпуса;
электродвигателя с приводом;
рабочего колеса с лопастями.

Основными различиями, определяющими принцип работы осевого (аксиального) или центробежного (радиального) вентилятора, его эффективность и возможность использования в определенных условиях являются следующие признаки:

Область применения осевых и центробежных вентиляторов ДУ

Различие в принципе работы осевого и центробежного вентиляторов ДУ отражается на показателях основных рабочих параметров этих устройств, что предопределило разные области их применения:

Осевые вентиляторы отличаются высокой производительностью, но не способны развивать достаточно большое давление на выходе. Их применяют в одноэтажных зданиях, павильонах, строительных комплексах различного назначения, где отсутствует необходимость преодоления значительных аэродинамических сопротивлений, но требуется аварийное удаление дыма с высокой производительностью выброса.
Вентиляторы ДУ центробежного исполнения способны развивать сравнительно большое давление, поэтому их традиционно используют в системах противодымной защиты многоэтажных зданий. Подобные системы насыщены множеством составляющих компонентов и обладают высоким аэродинамическим сопротивлением, которое осевым вентиляторам ДУ преодолеть не под силу.

Способы размещения вентиляторов дымоудаления в составе систем противодымной защиты

В соответствии с местом установки и способом монтажа определены следующие виды вентиляторов ДУ:

Канальные вентиляторы ДУ, монтируемые в составе воздуховодов внутри здания. Наиболее распространены вентиляторы круглой формы. К преимуществам канальных вентиляторов дымоудаления относится возможность монтажа практически в любой точке вентиляционной сети. Присоединение к воздуховодам осуществляется посредством фланцевых соединений.
Пристенные вентиляторы ДУ отлично подходят для зданий, у которых кровля отличается сложной конструкцией. Возросшая высотность современных построек также способствует вытеснению крышных модификаций пристенными моделями. Пристенная методика установки вентиляторов дымоудаления считается наиболее эффективной, поскольку позволяет одновременное обслуживание сразу нескольких воздуховодов. Сокращение длины воздухоотводящих коммуникаций обеспечивает отвод дымовых масс по кратчайшему пути.

Заключение

При выборе подходящей модели вентилятора дымоудаления необходимо учитывать многочисленные факторы, начиная от планировки здания и заканчивая оптимизацией рабочих параметров изделия. Чтобы не допустить ошибок при обустройстве системы дымоудаления рекомендуется обращаться к квалифицированным специалистам.

Пожар в здании любого типа – не такое уж редкое явление, а последствия его непредсказуемы. Существует масса примеров, когда в результате возгорания не только было уничтожено оборудование или имущество, но и погибли люди. Чаще всего причиной этого становится задымленность помещений и путей эвакуации.

Пример конструктивного решения противопожарной стены.

Чтобы исключить ситуации с нанесением вреда здоровью и жизни людей в результате пожара, в здании необходимо организовать полноценную систему дымоудаления, предварительно выполнив тщательный ее расчет.

Характеристика систем удаления продуктов сгорания

Одной из главных задач системы дымоудаления является обеспечение свободного прохода по путям эвакуации, коридорам и лестничным клеткам наружу. То есть при возникновении пожара в одном или нескольких помещениях здания продукты горения должны удаляться из коридоров и лестничных клеток.

Схема удаления продуктов сгорания.

Если одноэтажное здание имеет относительно небольшие размеры в плане, а все его коридоры сообщаются непосредственно с улицей, то в нем можно организовать систему удаления продуктов сгорания с естественным побуждением. Это достигается за счет разницы наружного и внутреннего давления с учетом ветрового подпора. Такая система не требует затрат энергоносителей либо специального оборудования, достаточно обеспечить необходимые площади проемов для вытяжки, которые принимаются по расчету.

Система дымоудаления из коридоров должна быть с искусственным (механическим) побуждением в больших многоэтажных зданиях сложной конфигурации, в которых коридоры сообщаются с улицей не напрямую, а через лестничные клетки. Тогда предусматривается устройство вертикальных вытяжных шахт, к ним из коридоров на каждом этаже присоединены каналы со специальными дымовыми клапанами, которые открываются в случае пожара, в результате продукты горения попадают в шахту. Разрежение в таком вертикальном канале создается с помощью специального вентилятора – дымососа, он включается автоматически по команде пожарной сигнализации.

Определение площади проема для естественного удаления дыма

Организация естественной системы дымоудаления из коридоров не требует больших капитальных затрат или специального оборудования, но расчет такого способа достаточно сложен и требует особого внимания. Начать следует с определения ориентации здания на местности и направления, с которого в течение года чаще всего ветровая нагрузка воздействует на стены здания с наибольшей периодичностью.

При проекте системы дымоудаления следует начать с определения ориентации дома на местности и направления, с которого чаще всего ветровая нагрузка воздействует на стены помещения с частой периодичностью.

Такие данные имеются в строительной нормативной документации по климатологии для каждого региона Российской Федерации. Фасад, на который ветер воздействует чаще всего в течение года, принимается как наветренный, противоположный ему – подветренный. Схему взаимодействия ветровых нагрузок со всеми фасадами строения можно увидеть на рис. 1. На рисунке: 1 – наветренная сторона здания, 2 – подветренная сторона, 3 – боковые фасады, ϑ_в – скорость воздушных масс, м/с.

Во время столкновения ветрового потока с фасадом №1 его динамическое давление переходит в статическое со знаком плюс. На боковых сторонах под №3 оно переходит в статическое со знаком минус либо нулевое давление, на фасаде №2 результатом преобразования становится статическое давление со знаком минус. Это происходит из-за резкого перепада на краях здания и возникающих разрежения и вихревых потоков. Величины таких переходов отражают коэффициенты аэродинамики фасадов:

К_н – коэффициент аэродинамики фасада №1 (наветренного);
К_п – то же, фасада №2 (подветренного);
К_б – то же, фасадов боковых под №3.

Рисунок 1. Схема взаимодействия ветровых нагрузок со всеми фасадами строения: 1 – наветренная сторона здания, 2 – подветренная сторона, 3 – боковые фасады, ϑв – скорость воздушных масс, м/с.

Далее требуется вычислить давление на уровне пола в помещении, в котором возник пожар:

Р_во – значение давления на уровне пола, Па;
Р_н – значение наружного давления на подветренной или наветренной стороне, Па;
Н_пр – размер проема по высоте, м;
g – величина ускорения свободного падения, равная 9.8 м/с 2 ;
∆ρ – разница между плотностью наружного воздуха и дымовых газов внутри помещения, кг/м 3 ;
F₁ – величина эквивалентной площади проемов фасада, которые сообщают возгоревшееся помещение с соседними, м 2 ;
F₂ – величина эквивалентной площади всех дверных просветов, ведущих из возгоревшегося помещения наружу.

Плотности уличного воздуха и дымовых газов находят в справочных таблицах в зависимости от их температуры. Ее значение для продуктов горения следует принимать:

При горении тканевых изделий – 300⁰С.
При сгорании твердых изделий и материалов – 450⁰С.
При горении различных газов и жидкостей – 600⁰С.

Схема сети воздуховодов вентилятора дымоудаления.

Величину Р_н требуется находить из расчета в зависимости от стороны здания, для которой определяется это давление. Для фасада №1 оно будет равняться 0.6Р_ветр, для задней стороны (фасад №2) – минус 0.4 Р_ветр, для боковых сторон данное значение будет равно нулю. Ветровое давление определяется по стандартной формуле:

ρ_в – плотность воздушной среды снаружи здания, кг/м 3 ;
ϑ_в – скорость ветрового потока, м/с.

Теперь нужно произвести расчет количества воздуха, который поступает в комнату с пожаром из открытых просветов с различных сторон здания. Для этого найденные ранее величины нужно подставить в формулу:

μ – безразмерный коэффициент, характеризующий количество воздуха, проходящего через проем для дымоудаления, μ = 0.64 для прямоугольных и μ = 0.8 для круглых просветов в наружной стене;
Р_нн – величина давления, оказываемого на наветренную стену здания (№1), Па;
G_н – количество воздуха, которое поступает со стороны здания №1, кг/ч;
Остальные параметры – как в предыдущих формулах.

Вычисление размеров дверного просвета

Определив расход воздушных масс, проходящих в комнату через проемы на фасаде №1, следует вычислить поступления воздуха и через другие просветы, что расположены на боковых и подветренном фасадах. Для этого используется та же формула, только значения эквивалентной площади F_э и наружного давления Р_н на стену здания нужно подставлять соответствующие расчетам по каждому из фасадов.

Таблица соответствия дверных проемов и дверей.

Когда известны расходы воздуха, проходящего в помещение с каждой стороны здания, можно рассчитать размеры проема для дымоудаления из коридора:

G_н, G_п, G_б – расходы воздуха через просветы наветренного, подветренного и боковых фасадов, кг/ч;
ρ_д – плотность дымовых газов, кг/м 3 ;
∆Р – разница давлений между пространством коридора и снаружи здания, Па;

Остальные величины – как в предыдущих формулах.

Для того чтобы рассчитать площадь, а после этого и размеры проема для дымоудаления из коридора, остается только найти разницу давлений ∆Р:

К_ду – коэффициент аэродинамики просвета для дымоудаления, принимается по справочным таблицам для прямоугольных проемов;

Н – значение высоты от пола коридора до отметки, на которой дымовые газы удаляются из него, м;

Оставшиеся параметры – как в предыдущих формулах.

Определение параметров для механической вытяжки смеси дыма с воздухом

Данный метод расчета в соответствии со СНиП предполагает определение величины удельной пожарной нагрузки и удельного критического количества пожарной нагрузки для определения средней температуры в горящем помещении. Удельная пожарная нагрузка, которая распределена по внутренней площади стен, рассчитывается таким образом:

В приведенной формуле:

Схема приточно-вытяжной механической вентиляции: 1 — воздухозаборное устройство, 2 – воздуховод, 3 – фильтр для очистки воздуха от пыли, 4 – калорифер, 5, 8 – вентилятор, 6 – приточные отверстия-насадки, 7 – вытяжные отверстия, 9 – устройство очистки удаляемого воздуха, 10 — дефлектор.

mi – массовая часть вещества среди других в помещении, участвующего в горении;
Qi – теплота сгорания этого вида вещества, определяется по справочным таблицам, кДж/кг;
F – сумма площадей всех ограждающих конструкций данной комнаты, м 2 ;
A – сумма площадей всех просветов помещения, м 2 ;
Q_д – теплота сгорания материалов из древесины (справочн.), кДж/кг;

Знак суммирования указывает на то, что расчет необходимо выполнить для каждого из сгорающих в помещении веществ. Для дальнейших вычислений дымоудаления следует найти значение критического количества пожарной нагрузки (кг/м²):

g_kкр = 4500П 3 / (1 + 500П 3 ) + V 1/3 / 6V₀, где:

V – объем комнаты, в которой происходит пожар, м 3 ;

V₀ – удельный расход воздуха на полное сгорание вещества, находящегося в пределах комнаты, м³/кг.

Величину V₀ можно найти по формуле:

Для вычисления параметра П (удельная проемность, м 1/2 ) используется следующее выражение:

П = ∑ А_oi h_oi 1/2 / V 2/3 , здесь:

А_oi – сумма площадей всех просветов i-го помещения, м 2 ;
h_oi – размер по высоте i-го просвета комнаты, м.

Вычисление температуры пожара

Температура срабатывания тепловых извещателей.

Необходимость вычисления этих двух параметров в том, что с их помощью определяется вид пожара в каждом отдельно взятом помещении путем сравнения их между собой. Если g_к g_ккp делается вывод, что пожар регулируется вентиляцией. После этого можно найти максимальную температуру в среднем по всему объему возгоревшейся комнаты по общей формуле:

Т_мах – значение максимальной температуры в среднем на весь объем помещения, К;
Т_а – значение начальной температуры воздушной среды в комнате, К;
g_к – величина удельной пожарной нагрузки, вычисленная ранее.

В том случае когда пожар регулируется вентиляцией, значение Т_мах рассчитывается по видоизмененной формуле:

g_о – значение удельной пожарной нагрузки по отношению к площади комнаты.

Ее надо вычислить отдельно из выражения:

F_п – площадь пола данной комнаты, м 2 .

Система дымоудаления зданий.

Как можно видеть из выражения, данный вид пожарной нагрузки отнесен к площади пола, в отличие от параметра g_к, который отнесен к сумме площадей всех ограждающих конструкций. Все найденные предварительным просчетом параметры будут использоваться для вытяжной системы дымоудаления из коридора. Далее можно найти температуру потока газов, который через дверные просветы попадает из помещения в коридор:

здесь Т_о – температура дымовых газов от пожара, поступивших в коридор из комнаты, охваченной пламенем, К;

Температура Т_мах внутри пылающего помещения была определена ранее в зависимости от вида пожара (регулируется ли он вентиляцией или нагрузкой). При попадании в коридор дымовые газы смешиваются с воздухом этого помещения, при этом охлаждаясь. Чтобы правильно подобрать вытяжной вентилятор для дымоудаления (дымосос), требуется знать среднюю температуру этой смеси дыма с воздухом. Для этого применяется формула:

В приведенной формуле:

h_см – максимальная толщина дымового слоя, м;
А_с – величина площади коридора, м 2 ;
l_с – значение протяженности коридора, м.

Участок стены в местах примыкания частей зданий под углом, разделенных противопожарными стенами.

Результат расчета дымоудаления – это величина расхода смеси воздуха и дымовых газов при пожаре:

G_см – расход смеси дымовых газов и воздуха, кг/с;
A_d – площадь дверного просвета, который ведет на выход из коридора, м 2 ;
Н_d – размер этой двери по высоте, м.

Величину коэффициента k_см в приведенной формуле следует принимать 1.0 для жилых зданий и 1.2 для общественных зданий. Общая методика расчета, представленная выше, может быть применена при расчете механической вытяжки для дымоудаления не только из коридоров, но и прочих видов помещений, граничащих с горящими, например одноуровневых вестибюлей или холлов.

Компенсация удаления дымовых газов при пожаре

После выполнения расчета системы удаления дымовых газов из коридора и определения производительности вытяжного агрегата необходимо обратить внимание на компенсацию воздуха, удаляемого вместе с дымом этим вентилятором. Очень часто встречается следующая недоработка проектировщиков: при закрытой двери из коридора на лестничную клетку между этими двумя помещениями возникает большой перепад давления в случае пожара.

Требования к современным конструкциям для удаления дымовых газов.

Это происходит по той причине, что при возгорании в какой-либо комнате система автоматического пожаротушения открывает дымовой клапан, ведущий в вертикальную вытяжную шахту, и включает дымосос. В пространстве коридора возникает разрежение, а в то же самое время на лестничной клетке образуется подпор вследствие включения приточного вентилятора. Дверь из коридора на лестничную клетку открывается наружу в соответствии с противопожарными нормами. В результате таких процессов во время пожара дверь на лестницу становится невозможно открыть из-за значительного перепада давлений в помещениях.

Возникновение такой ситуации может привести к серьезным последствиям для здоровья и жизни людей, находящихся в помещениях, соседних с возгоревшимся. Предотвратить эти последствия можно, только если выровнять давление в коридоре и на лестничной площадке. Этого можно достичь такими способами:

В перегородку, отделяющую коридор от лестницы, можно установить переточную систему. Она состоит из двух клапанов: противопожарного и дымового. При срабатывании автоматической пожарной сигнализации клапаны откроются и дверь на выход блокироваться не будет. Так как температура на лестничной площадке в соответствии с нормативными документами ниже, чем в коридоре, рекомендуется принимать утепленные модели клапанов, чтобы не терять тепло.
Чтобы не возникало перепада давлений, можно произвести расчет компенсируемого воздуха и установить приточный вентиляционный агрегат необходимой производительности. Делать это следует, соблюдая противопожарные требования и таким образом, чтоб его работа не мешала действию противодымной вытяжки.

Правильно выполненный расчет систем дымоудаления и дальнейший их монтаж в соответствии с противопожарными нормативными документами помогут избежать негативных последствий для здоровья и жизни людей.

Читайте также: