🔥Сброс избыточного давления в лестничных клетках типа Н2

Данная ситуация грозит гибелью людей! Причем невозможно эвакуироваться не только с этажа пожара, но и с других этажей!
На данный момент ситуация в проектировании/строительстве очень печальная.
В силу должностных обязанностей через нас проходит довольно много проектов. И значительное их количество не предусматривает мероприятий по поддержанию давления в нормируемых пределах в незадымляемых лестничных клетках типа Н2, Н3 или тамбур-шлюзах (в пределах 20÷150 Па по пп. "б" п. 7.16 СП 7.13130.2013 [1]).
Замечание:
Уже неоднократно обсуждался вопрос о том, что перепад на двери в 150 Па и момент сопротивления дверного доводчика не позволяет при эвакуации открыть дверь пожилым людям, детям, слабым женщинам (см. параграф 2.9 "Об усилии открывания на ручке двери"[2]).
Имейте это ввиду! По возможности ограничивайтесь перепадом давления в 50÷70 Па.
Также огорчает то, что указанная проблема НЕ ОСВЕЩАЕТСЯ в достаточно дорогих рекомендациях НП "АВОК":





Рекомендации АВОК 5.5.1–2018 «Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий»

Примечание:
В этом году планируется выпуск Рекомендаций НП «АВОК» 5.5.1-2021 «Системы противодымной вентиляции жилых и общественных зданий» - актуализация (пересмотр) Р НП «АВОК» 5.5.1-2018 «Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий».
Надеемся, что там подробно будет раскрыта данная проблема.





План работы комитета НП "АВОК"

Решения по тамбур-шлюзам представлены в статье "Подача воздуха в тамбур-шлюзы". В этой же статье разберем ситуации с незадымляемыми лестничными клетками типа Н2.
Причины
Частично проблема кроется в пробелах в нормативной документации, частично - в отсутствии опыта у проектировщиков.
Обратимся к СП 7.13130.2013 [1]:
7.15 Расход наружного воздуха для приточной противодымной вентиляции следует рассчитывать при условии обеспечения избыточного давления не менее 20 Па:
...
б) в незадымляемых лестничных клетках типа Н2 при открытых дверях на пути эвакуации из коридоров и холлов или непосредственно из помещений на этаже пожара в лестничную клетку, или при открытых дверях из здания наружу и закрытых дверях из коридоров и холлов на всех этажах, принимая большее из полученных значений расходов воздуха;
...
Т.е. расход воздуха рассчитывается на открытую дверь!
О том, что существую ситуации, когда ВСЕ двери лестничной клетки закрыты, проектировщик как-то не задумывается.
Тем временем, п. 4.4 ГОСТ Р 53300-2009 [6] устанавливает два этапа измерений:
В надземных незадымляемых лестничных клетках типа Н2 измерения избыточного давления должны выполняться в два этапа:
- все двери лестничной клетки закрыты, измерения производятся на закрытых дверях нижнего и верхнего этажей;
- все двери лестничной клетки закрыты, за исключением двери на этаже, ведущем из здания наружу, измерения производятся на закрытой двери смежного этажа, расположенного выше от этажа, оборудованного выходом из здания наружу.
В подземных незадымляемых лестничных клетках типа Н2 измерения избыточного давления должны выполняться в два этапа:
- все двери лестничной клетки закрыты, измерения производятся на закрытых дверях нижнего и верхнего этажей;
- все двери лестничной клетки закрыты, за исключением двери на этаже, ведущем из здания наружу, измерения производятся на закрытой двери смежного этажа, расположенного ниже от этажа, оборудованного выходом из здания наружу.
К сожалению, с указанным документом знакомы не все проектировщики. Поэтому и возникают такие ситуации.
Огромный опыт дает присутствие на объекте во время приемо-сдаточных испытаний систем противодымной вентиляции! Если есть возможность - обязательно воспользуйтесь!
Нормативные документы
На данный момент в действующих нормативных документах о способах поддержания давления в нормируемых пределах (сброса давления) для лестничных клеток нет информации.
Хотя в старых нормативных документах можно было встретить следующее [3]:
Приточные системы, подающие наружный воздух в верхнюю часть лифтовых шахт и лестничных клеток, в холодный период года испытывают максимальное противодавление наружного воздуха, которое в теплый период года существенно уменьшается и даже может принимать отрицательные значения. Поэтому в теплый период года производительность вентилятора может значительно увеличиться, что повлечет за собой увеличение расхода энергии и возрастание давления на двери эвакуационных выходов и может затруднить или полностью блокировать возможность открывания дверей для эвакуации. Поэтому приточные системы должны оснащаться регуляторами давления воздуха на верхнем этаже лестничной клетки или на верхних этажах ее частей, разделенных "рассечкой". Датчик этого регулятора должен контролировать разность давлений на двери коридора верхнего этажа, примыкающего к лестничной клетке, которая не должна быть выше 150 Па. Датчик должен воздействовать на клапан сброса части приточного воздуха в атмосферу, или клапан, дросселирующий производительность вентилятора, что менее желательно.
С 01.07.2021 вступает в силу СП 60.13330.2020 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха". Там уже можно найти следующую информацию:
9.9 Для обеспечения нормативных условий функционирования систем приточно-вытяжной противодымной вентиляции допускается предусматривать сброс избыточного давления из внутренних объемов незадымляемых лестничных клеток, тамбур-шлюзов, коридоров безопасности, пожаробезопасных зон и т.п. помещений. Для сброса избыточного давления рекомендуется использовать клапаны избыточного давления или другие устройства в наружных ограждениях защищаемых объемов, аналогичные устройства рекомендуется использовать в узлах обвязки вентиляторов, при размещении последних в вентиляционных камерах (гидравлически связанных с наружной средой) или снаружи здания, преобразователи частоты вращения электродвигателей вентиляторов систем приточной противодымной вентиляции (не допускающем превышения частоты более 50 Гц), обводные вентиляционные линии с установкой клапанов избыточного давления и другие технические решения, в т.ч. основанные на применении систем пожарной автоматики.
Берите на вооружение уже сейчас!
Многие производители оборудования сейчас заняты решением этой проблемы (смотри, к примеру,"Комплекс управляемого подпора дыма (вебинар ВЕЗА-Ростов").
Зарубежный опыт
Как Вы заметили, требования к системам подпора отличаются. Но некоторые решения можно позаимствовать.
NFPA
Зарубежный опыт решения поддержания давления в незадымляемой лестничной клетки также можно почерпнуть и из NFPA 92 Standard for Smoke Control Systems 2018 Edition [5].

• Один из способов - применение систем с регулируемым расходом воздуха.

В системе с регулируемым потоком приточного воздуха мощность приточного вентилятора должна быть такой, чтобы обеспечивать, по крайней мере, минимальную скорость воздуха, когда расчетное количество дверей открыто. На рисунке F.3 показана такая система. Скорость потока воздуха в лестничную клетку варьируется с помощью регулируемых байпасных заслонок, которые контролируются одним или несколькими датчиками статического давления, которые определяют разницу давлений между лестничной клеткой и зданием. Когда все двери лестничной клетки закрыты, перепад давления увеличивается, и байпасная заслонка открывается, чтобы увеличить байпасный воздух и уменьшить поток приточного воздуха к лестничной клетке. Таким образом предотвращаются чрезмерные перепады давления между лестничной клеткой и зданием. Такого же эффекта можно добиться за счет использования разгрузочных заслонок на приточном воздуховоде, когда вентилятор находится вне здания. Модуляция приточного воздушного потока также может быть достигнута путем изменения скорости вентилятора, входных лопаток, лопастей вентилятора с регулируемым шагом или количества работающих вентиляторов. Следует учитывать время отклика средств управления с любой системой.





Рис. F.3 Лестничная клетка с подпором воздуха с байпасом вокруг приточного вентилятора

• Другой способ-сброс избыточного давления из лестничной клетки.

Стандарт [5] предлагает 4 способа сброса избыточного давления из незадымляемой лестничной клетки (в нашем случае: незадымляемой лестничной клетки типа Н2):
1. Можно использовать барометрические заслонки с регулируемыми противовесами (КИД-примечание автора), чтобы позволить заслонке открываться при достижении максимального внутреннего давления. Это самый простой и наименее затратный метод сброса избыточного давления, поскольку между заслонками и вентилятором нет физического соединения. Расположение заслонок следует выбирать осторожно, поскольку заслонки, расположенные слишком близко к отверстиям подачи, могут работать слишком быстро и не позволяют системе соответствовать требованиям по давлению на всей лестничной клетке. Заслонки могут стучать во время работы. На рисунке F.4 показан сброс избыточного давления с помощью барометрических заслонок.





Рисунок F.4 Лестничная клетка с подпором воздуха с барометрическими заслонками

2. Заслонки с электроприводом и пневматическими или электрическими приводами - еще один вариант сброса избыточного давления. Эти заслонки должны управляться регуляторами перепада давления, расположенными на лестничной клетке. Этот метод обеспечивает более точный контроль над давлением на лестничной клетке, чем барометрические заслонки. Он требует большего контроля, чем барометрические заслонки, и поэтому является более сложным и дорогостоящим.
3. Альтернативный способ вентиляции лестничной клетки-через автоматически открывающуюся дверь лестничной клетки или вентиляционное отверстие наружу на уровне земли. В нормальных условиях эта дверь была бы закрыта и, в большинстве случаев, заперта по соображениям безопасности. Следует принять меры для обеспечения того, чтобы эта блокировка не противоречила автоматическому функционированию системы. Возможное неблагоприятное воздействие ветра также является проблемой для системы, которая использует отверстие снаружи на уровне земли в качестве вентиляционного отверстия. Иногда вблизи наружной двери лестничной клетки развиваются высокие местные скорости ветра. Такие местные ветры трудно оценить в непосредственной близости от новых зданий без дорогостоящего моделирования. Соседние объекты могут выступать в качестве ветрозащитных или ветровых стекол. Вентиляционные отверстия для выхода наружу на уровне земли более эффективны в холодных условиях, а эффект стека помогает системе наддува лестниц для лестничных клеток, в первую очередь выше класса.
(4) Вытяжной вентилятор можно использовать для предотвращения избыточного давления, когда все двери лестничной клетки закрыты. Вентилятор должен управляться датчиком перепада давления, сконфигурированным таким образом, чтобы вентилятор не работал, когда разность давлений между лестничной клеткой и зданием падает ниже заданного уровня. Это должно предотвратить попадание дыма вентилятором в лестничную клетку, когда несколько открытых дверей снижают давление в лестничной клетке. Такой вытяжной вентилятор должен быть специально подобран таким образом, чтобы система наддува работала в проектных пределах. Для достижения желаемой производительности считается, что управление вытяжным вентилятором должно иметь модулирующий тип, а не тип включения-выключения. Если на вытяжной вентилятор будет оказывать неблагоприятное воздействие ветер, рекомендуется использовать лобовое стекло.
Применимость зарубежных решений

• Применение систем с регулируемым расходом воздуха.

К примеру, компания "ВЕЗА" предлагает такой вариант:
Управление вентилятором через частотный преобразователь по сигналу от преобразователя давления (ПД 150).
Подробнее о данном решении можете узнать в техническом отделе компании "ВЕЗА".





Преобразователь давления ОВЕН ПД150

Системы с байпасом у вентилятора пока не встречались. Но мы считаем, что это перспективное направление.
Сброс избыточного давления

• Сброс избыточного давления при помощи КИД

Одно из самых распространенных решений. Соответствующее оборудование достаточно распространенно.
Клапан избыточного давления морозостойкий компании "Сигма-Вент"
Наше мнение:
Из двух представленных изделий однозначно выбрать лучшее нельзя. Оба изделия нуждаются в доработке/усовершенствовании.
Подробную информацию смотрите в каталогах производителей:
Сигма-Вент
ВЕЗА
Примечания:
1. КИДы изготавливают различные производители. Но представленное оборудование имеет морозостойкое исполнение.
2. Предел огнестойкости клапана, устанавливаемого в наружную стену лестничной клетки, не нормируется.
3. Про сертификацию КИД писали здесь. На данный момент "по документам" сертификация КИД не требуется (смотри комментарии под статьей). Мы считаем это ошибкой, которую предстоит исправить.

• Применение клапанов с электроприводом и датчиков перепада давления

В качестве готового решения можно использовать ЭКИД компании "ВЕЗА"(см. "Краткий перечень клапанов "ВЕЗА"-2018"). Информацией о применении указанного оборудования на объектах мы не обладаем (будем признательны, если представители "ВЕЗЫ" свяжутся с нами по этому вопросу).





ЭКИД компании "ВЕЗА"

Примечание:
Данное изделие отсутствует в каталоге 2021 года.
Аналогов данного изделия мы не нашли. Но, зная принцип, вполне возможно собрать подобное оборудование.

• Использование автоматически открываемой двери

Решение технически легко реализуемо (приводы автоматического открывания дверей достаточно распространены). Но данное решение противоречит п. 4.4 ГОСТ Р 53300-2009 [6]:
...
- все двери лестничной клетки закрыты, измерения производятся на закрытых дверях нижнего и верхнего этажей;
...

• Применение вытяжного вентилятора

Применение вытяжного вентилятора для сброса избыточного давления нормами не ограничивается. Данное решение в нашей практике не встречалось.
Подбор КИД
Серьезным моментом является правильность подбора КИД.
Посмотрите видео ниже. Несмотря на наличие КИД, перепад давления на дверях ЛК значительно превышает нормируемый (150 Па). Причина - неправильно подобраны размеры клапана.



Примечание:
Решение, представленное на видео, не самое удачное:
1. Установлен КИД "обычного" (т.е. НЕ МОРОЗОСТОЙКОГО) исполнения. Это чревато обмерзанием клапана.
2. Большие теплопотери через клапан. Возможно произвольное открытие клапана в холодный период года из-за гравитационного напора.
В данном случае выходом бы было последовательная установка двух клапанов: КИД с внутренней стороны, и утепленного клапана с реверсивным приводом с наружной стороны (открывается при пожаре).
Информация по расчету размера КИД:





Информация по подбору КИД от компании "Сигма-Вент"

Формулы одинаковые для всех КИД. Могут различаться коэффициенты, учитывающие конструктивные особенности клапанов (для КИД от "ВЕЗы", к примеру, kпр. = 1,7):





Информация по подбору КИД от компании "ВЕЗА"

Некоторые рекомендации КИД-МС (КИД в морозостойком исполнении) от компании "Сигма-Вент":
Клапан КИД, установка и поправочный коэффициент. Страница 1