Wprowadzenie
Skuteczność systemu oddymiania nie może być oceniana wyłącznie na podstawie schematów ideowych czy obliczeń uproszczonych. W rzeczywistych warunkach pożaru decydujące znaczenie mają zjawiska dynamiczne: rozprzestrzenianie się dymu, przepływ gorących gazów, różnice ciśnień oraz wpływ geometrii obiektu.
Właśnie dlatego symulacje CFD (Computational Fluid Dynamics) stały się jednym z kluczowych narzędzi w projektowaniu i weryfikacji systemów oddymiania – zarówno na etapie koncepcji, jak i uzgadniania dokumentacji z organami Państwowej Straży Pożarnej.
Skuteczność systemu oddymiania – co oznacza w praktyce?
Z punktu widzenia przepisów ochrony przeciwpożarowej, system oddymiania uznaje się za skuteczny, jeżeli:
- umożliwia bezpieczną ewakuację ludzi,
- ogranicza rozprzestrzenianie się dymu i ciepła,
- zapewnia warunki do prowadzenia działań ratowniczo-gaśniczych,
- spełnia wymagania określone w Warunkach Technicznych oraz normach z serii PN-EN 12101.
W praktyce oznacza to konieczność utrzymania warstwy wolnej od dymu, kontroli temperatury oraz właściwego kierunku przepływu gazów pożarowych.
Dlaczego obliczenia uproszczone nie zawsze wystarczają?
Metody uproszczone, oparte na wzorach i założeniach normowych, sprawdzają się jedynie w typowych i powtarzalnych układach przestrzennych. W przypadku:
- garaży podziemnych o złożonej geometrii,
- obiektów wielkokubaturowych,
- atriów, klatek schodowych i budynków wysokościowych,
- systemów oddymiania mechanicznego z wentylacją strumieniową,
takie podejście często nie pozwala jednoznacznie potwierdzić skuteczności rozwiązania. Właśnie w tych przypadkach stosuje się symulacje CFD, które odwzorowują rzeczywiste zjawiska fizyczne.
Rola symulacji CFD w ocenie skuteczności oddymiania
1. Odwzorowanie rozwoju pożaru
Symulacja CFD pozwala przyjąć realistyczny scenariusz pożarowy:
- lokalizację źródła pożaru,
- moc pożaru (HRR),
- czas jego rozwoju,
- emisję dymu i ciepła.
Dzięki temu możliwe jest sprawdzenie, jak szybko dym wypełnia przestrzeń oraz czy system oddymiania reaguje wystarczająco szybko.
2. Analiza rozprzestrzeniania się dymu
CFD umożliwia obserwację kierunków przepływu dymu w czasie rzeczywistym. Projektant może ocenić, czy:
- dym nie przedostaje się na drogi ewakuacyjne,
- nie występuje cofka dymu,
- warstwa wolna od dymu utrzymuje się na wymaganej wysokości.
To kluczowy element oceny skuteczności systemów oddymiania grawitacyjnego i mechanicznego.
3. Weryfikacja doboru urządzeń
Symulacje CFD pozwalają zweryfikować:
- wydajność wentylatorów oddymiających,
- skuteczność napowietrzania kompensacyjnego,
- rozmieszczenie klap dymowych i nawiewów.
Dzięki temu system nie jest ani niedowymiarowany (zagrożenie bezpieczeństwa), ani przewymiarowany (nieuzasadnione koszty).
4. Wpływ warunków zewnętrznych
W analizach CFD można uwzględnić między innymi:
- działanie wiatru,
- różnice temperatur pomiędzy wnętrzem a otoczeniem,
- efekty kominowe.
Jest to szczególnie istotne w przypadku systemów oddymiania grawitacyjnego oraz obiektów o dużej wysokości.
CFD jako narzędzie potwierdzające skuteczność rozwiązań zamiennych
W projektach, w których stosuje się rozwiązania odbiegające od standardowych zapisów przepisów, symulacja CFD pełni rolę dowodu technicznego. Jest to jedno z najczęściej akceptowanych narzędzi przy:
- ekspertyzach technicznych,
- uzasadnianiu rozwiązań zamiennych,
- uzgodnieniach dokumentacji z PSP.
Raport z symulacji CFD w czytelny sposób pokazuje, że przyjęte rozwiązania zapewniają poziom bezpieczeństwa nie mniejszy niż wymagany przepisami.
