Wprowadzenie
Klatka schodowa w budynku pełni szczególną funkcję w czasie pożaru. To nie tylko droga ewakuacji użytkowników, ale również przestrzeń wykorzystywana przez ekipy ratownicze. Dlatego skuteczność systemu oddymiania lub zabezpieczenia przed zadymieniem nie powinna być oceniana wyłącznie na podstawie doboru urządzeń. W wielu przypadkach konieczne jest sprawdzenie, jak dym, temperatura
i przepływ powietrza zachowają się w rzeczywistym układzie budynku.
Do tego celu wykorzystuje się analizy CFD, czyli numeryczne symulacje przepływu płynów i gazów.
W kontekście ochrony przeciwpożarowej pozwalają one przewidzieć rozprzestrzenianie się dymu, skuteczność nawiewu kompensacyjnego, działanie klap dymowych, wentylatorów, drzwi oraz wpływ geometrii klatki schodowej na warunki ewakuacji.
Najważniejsze kryteria oceny skuteczności oddymiania CFD
- Widzialność na klatce schodowej
Jednym z podstawowych kryteriów oceny jest widzialność. Zadymienie może bardzo szybko utrudnić orientację, odnalezienie wyjścia i bezpieczne poruszanie się po schodach. W analizach CFD sprawdza się, czy w strefie przebywania ludzi widzialność nie spada poniżej przyjętej wartości granicznej.
Dla klatek schodowych istotne jest nie tylko chwilowe pogorszenie widzialności, ale również czas i miejsce występowania zadymienia. Inaczej ocenia się krótkotrwałe lokalne zaburzenie przy drzwiach do kondygnacji objętej pożarem, a inaczej trwałe zadymienie całego biegu schodów.
- Utrzymanie klatki schodowej jako przestrzeni wolnej od dymu
W przypadku klatek schodowych często najważniejszym celem nie jest samo usuwanie dymu po jego napływie, ale zapobieganie zadymieniu przestrzeni ewakuacyjnej. Analiza CFD powinna więc odpowiedzieć na pytanie, czy dym przedostaje się do klatki schodowej, jak daleko się rozprzestrzenia i czy system jest
w stanie go skutecznie usunąć.
W praktyce oznacza to konieczność oceny kilku elementów: zadymienia przy drzwiach do kondygnacji pożarowej, przemieszczania się dymu w pionie klatki, skuteczności oddymiania grawitacyjnego lub mechanicznego oraz wpływu nawiewu kompensacyjnego na stabilność przepływu.
- Temperatura w strefie ewakuacji
Drugim ważnym kryterium jest temperatura. Wysoka temperatura może uniemożliwić ewakuację nawet wtedy, gdy widzialność pozostaje częściowo zachowana. W analizie CFD należy sprawdzić temperaturę
w strefie, w której mogą przebywać użytkownicy budynku, najczęściej na wysokości głowy człowieka oraz w obszarze przejść ewakuacyjnych.
Dla klatek schodowych szczególnie ważne jest, czy gorące gazy pożarowe przedostają się z kondygnacji objętej pożarem do pionowej przestrzeni schodów. Efekt kominowy może przyspieszać transport gorącego dymu ku górze, dlatego symulacja powinna obejmować pełną geometrię klatki, a nie tylko fragment kondygnacji.
- Toksyczność dymu i stężenie gazów pożarowych
Dym pożarowy jest zagrożeniem nie tylko ze względu na ograniczenie widzialności i temperaturę, ale również ze względu na toksyczne produkty spalania. W analizach CFD można oceniać m.in. stężenie tlenku węgla, dwutlenku węgla, niedobór tlenu lub wskaźniki toksyczności zależne od przyjętego modelu.
- Czas utrzymania warunków bezpiecznej ewakuacji – ASET/RSET
Bardzo ważnym elementem oceny CFD jest porównanie dwóch wartości: ASET i RSET.
ASET, czyli Available Safe Egress Time, oznacza możliwy czas bezpiecznej ewakuacji – czas od początku pożaru do momentu, w którym warunki na drodze ewakuacyjnej stają się nieakceptowalne. RSET, czyli Required Safe Egress Time, oznacza wymagany czas ewakuacji użytkowników budynku.
System oddymiania można uznać za skuteczny wtedy, gdy ASET > RSET.
- Prędkość przepływu powietrza i nawiew kompensacyjny
Skuteczność oddymiania zależy nie tylko od powierzchni klap lub wydajności wentylatorów, ale również od prawidłowego dopływu powietrza kompensacyjnego. Zbyt mały nawiew może ograniczyć skuteczność usuwania dymu, natomiast zbyt duże lub źle ukierunkowane przepływy mogą powodować mieszanie dymu
i pogorszenie warunków na klatce.
Co powinien zawierać raport z analizy CFD?
Raport z analizy skuteczności oddymiania CFD powinien zawierać opis celu analizy, przyjęte podstawy formalne, geometrię modelu, parametry pożaru, scenariusze obliczeniowe, założenia dotyczące działania systemu oraz kryteria akceptacji. Kluczową częścią raportu są wyniki: rozkład dymu, widzialność, temperatura, kierunki przepływu powietrza, stężenia gazów oraz wykresy zmian w czasie. Same wizualizacje nie są jednak wystarczające. Raport powinien jednoznacznie wskazywać, czy przyjęte kryteria zostały spełnione, w których miejscach występują przekroczenia oraz czy mają one wpływ na bezpieczeństwo ewakuacji.
Zakończenie
Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego wpisu otrzymałeś odpowiedź na zadane pytanie. Jeżeli chcesz nawiązać z nami współpracę zadzwoń lub napisz e-mail.
Tel. kontaktowy: 663553428 | e-mail: kontakt@sfpap.pl
