Systemy detekcji w wentylacji strumieniowej

Rozwój społeczeństwa, jak i wzrastająca liczba ludności przyczynia się do powstawania nowych budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej. W takich obiektach konieczne jest zapewnienie odpowiedniej ilości miejsc parkingowych dla ich użytkowników.

Najczęściej są to garaże podziemne. Takie rozwiązania związane są przede wszystkim z ograniczoną przestrzenią oraz wysokimi cenami działek.

Ruch samochodów w zamkniętej przestrzeni garażu, powoduje znaczny wzrost stężenia szkodliwych substancji znajdujących się w spalinach. Z tego względu konieczne jest zapewnienie odpowiedniej wentylacji garażu. Powinna ona dostarczać niezbędną ilość powietrza, a także usuwać groźne dla ludzkiego zdrowia zanieczyszczenia. System wentylacji garaży powinien ponad to umożliwić skuteczną ewakuację ludzi oraz przeprowadzenie akcji ratowniczej.

1. Wentylacja strumieniowa garaży podziemnych

Jeszcze niedawno najczęściej stosowaną metodą wentylacji garaży był system wentylacji kanałowej (rys.1). Składa się on z odpowiednio rozprowadzonej sieci kanałów wyciągowych oraz instalacji nawiewu świeżego powietrza zewnętrznego. System wentylacji kanałowej musi zapewnić wyciąganie powietrza w trybie wentylacji bytowej (pracując z wydajnością 4–6 wymian powietrza na godzinę) oraz odprowadzenie dymu w przypadku wybuchu pożaru (praca z wydajnością co najmniej 10 wymian na godzinę). W takiej wentylacji konieczne jest dobranie odpowiednich wentylatorów o właściwej charakterystyce przepływowej, uwzględniającej tak zmienne ilości powietrza. Problem może też stanowić odpowiednie zaprojektowanie sieci przewodów, ze względu na gwałtowną zmianę oporów przepływu wywołaną większym strumieniem przetłaczanego powietrza. System wentylacji kanałowej łączący wentylację bytową i pożarową wymaga aby przewody wentylacyjne posiadały klasę odporności ogniowej z uwagi na szczelność ogniową i dymoszczelność.

Rys. 1. System wentylacji kanałowej

Całkowicie innym i coraz częściej stosowanym rozwiązaniem w wentylacji garaży podziemnych jest wentylacja strumieniowa tzw. wentylacja bezprzewodowa (rys. 2). Oparta jest ona na pracy wentylatorów strumieniowych typu JetFan (rys.3) ,umieszczonych pod stropem garażu. JetFan składa się z wentylatora osiowego, zintegrowanych tłumików umieszczonych na wlocie i wylocie wentylatora, osłon o niskim współczynniku oporu przepływu oraz elementów mocujących. Najczęściej stosowane są jednostki o średnicy od 315 do 400mm. Praca na potrzeby wentylacji pożarowej wymaga aby konstrukcja wentylatorów posiadała odpowiednią klasę odporności temperaturowej. Dodatkowo istnieje możliwość zastosowania wentylatorów w wersji jednokierunkowej lub dwukierunkowej – rewersyjnej.

Rys. 2. System wentylacji strumieniowej

Jedną z większych firm specjalizujących się w konstruowaniu i produkcji wentylatorów jest firma Sodeca, której wyłącznym przedstawicielem i dystrybutorem na terenie Polski jest firma SCROL. Posiada ona w swojej ofercie szeroką gamę wentylatorów przystosowanych do wentylacji garaży. Wentylatory strumieniowe THT/IMP to wentylatory dalekiego zasięgu z okrągłą (THT/IMP-C), ośmiokątną (THT/IMP-L) lub owalną (THT/IMP-O) obudową (rys.4), przystosowane do pracy w pomieszczeniach o podwyższonym ryzyku pożaru (400°C/2h, 300°C/1h i 200°C/2h) jednokierunkowe lub rewersyjne. Wentylatory posiadają certyfikaty temperaturowe zgodne z normą EN 12101-3-2002 i mogą zostać wykonane w jednej z trzech wcześniej wymienionych klas odporności temperaturowej.

Zadaniem tych wentylatorów w warunkach normalnej wentylacji jest wymuszenie przepływu mas powietrza od otworów nawiewnych do szachtów wyciągowych. W momencie wystąpienia pożaru rola wentylatorów strumieniowych opiera się na ograniczeniu rozprzestrzeniania się dymu w garażu oraz jak najszybsze jego skierowanie w kierunku punktów wyciągowych.

Rys. 3. Wentylator strumieniowy typu THT/IMP-C Firmy Sodeca

Rolę wentylatorów wyciągowych lub nawiewno-wywiewnych, w systemach bezprzewodowych pełnią wentylatory osiowe. Ze względu na przetłaczanie dymu i gazów o wysokich temperaturach również muszą posiadać one odpowiednią klasę odporności temperaturowej. W ofercie firmy Sodeca przystosowane są do tego wentylatory z typoszeregu THT. Wentylatory osiowe w długiej (THT/CL) lub krótkiej obudowie (THT), do pracy wewnątrz stref zagrożonych pożarem, w klasach temperaturowych 400°C/2h, 300°C/1h i 200°C/2h.

Rys. 4. Wentylator strumieniowy THT/IMP – O produkcji firmy Sodeca

Główną zaletą systemu bezprzewodowego nad kanałowym są przede wszystkim mniejsze koszty wykonania systemu związane z brakiem sieci przewodów. Wyeliminowanie kanałów wentylacyjnych powoduje zmniejszenie oporów przepływu powietrza przez instalację, dzięki czemu możliwe jest zastosowanie wentylatorów o mniejszej mocy, a co za tym idzie zmniejszenie kosztów eksploatacji. Brak kanałów pozwala optymalnie wykorzystać przestrzeń garażu, ułatwiając komunikację i zwiększając przestrzeń przeznaczoną na parkowanie samochodów. Na etapie projektowania wybór systemu z wykorzystaniem wentylatorów JetFan umożliwia przyjęcie mniejszej wysokości garażu, co w przypadku wielkogabarytowych systemów kanałowych nie jest możliwe. Zastosowanie wentylacji strumieniowej jest bardzo skutecznym rozwiązaniem w obiektach o skomplikowanym układzie architektonicznym, daje możliwość znacznego powiększenia strefy pożarowej oraz ograniczenie lub wyeliminowanie oddzieleń i bram pożarowych. Systemy JetFan umożliwiają rezygnację z kosztownej instalacji tryskaczowej powodującej zjawisko „przyduszania” dymu i pary wodnej do strefy przypodłogowej co znacznie utrudnia skuteczną wentylację. Skuteczna wentylacja w tym systemie to również pełna wymiana powietrza w całej przestrzeni garażu bez występowania tzw. „martwych stref” w których nie występuje wymiana powietrza.

Rys.5. Wentylator osiowy oddymiający w klasie 400°/2h, 300°/1h, 200°/2h firmy Sodeca.

2. Systemy detekcji

Bardzo istotnym elementem w systemie wentylacji strumieniowej jest utrzymanie niskiego poziomu stężenia zanieczyszczeń gazowych, powstających w wyniku pracy silników samochodowych. Za najlepszy wskaźnik jakości powietrza przyjmowane jest stężenie tlenku węgla (CO), ze względu na to gdyż jest on gazem najbardziej niebezpiecznym. Stężenia gazowe są wielkością zmienną w czasie i zależą od chwilowego stopnia wykorzystania garażu. W obiektach mieszkalnych czy też biurowych, zwiększona ilość stężenia CO w powietrzu występuje w porze porannej oraz popołudniowych szczytów komunikacyjnych. W pozostałych porach dnia samochody w takich obiektach poruszają się sporadycznie i nie powodując podniesienia stężenia szkodliwych gazów w garażu, w związku z tym nie ma konieczności przeprowadzania ciągłej wentylacji.

Jako sterowniki wentylacji mechanicznej garaży w przypadku zanieczyszczenia spalinami służą detektory CO, w przypadku wycieku gazu propan-butan detektory LPG (rys.6). Największe dopuszczalne stężenie tlenku węgla (NDS), powinno zawierać się od 25 do 50 ppm. Jednocześnie zgodnie z normą VDI 2053 maksymalne stężenie CO w powietrzu nie powinno przekraczać w okresie: 10 min – 250 ppm, 30 min- 100 ppm, 60 min – 50 ppm.

Rys.6. Detektory CO i LPG oferowane przez firmę SCROL

Bardzo ważnym aspektem przy prawidłowym działaniu systemu detekcji jest odpowiednie rozmieszczenie detektorów. Podstawowymi zasadami, zgodnie z którymi powinny być montowane detektory są:

• montaż na ścianach, filarach na wysokości nie mniejszej niż 1,8m od posadzki – w przypadku detektorów CO, detektory LPG od 0,1 do 0,3 m nad posadzką, z uwagi na większą gęstość tego gazu, który gromadzi się w dolnych częściach garażu,
• w pobliżu otworów wyciągowych,
• z dala od miejsc napływu świeżego powietrza, otworów nawiewnych, bezpośredniego wpływu spalin samochodowych i pary wodnej.

W polskim prawie nie istnieją jeszcze przepisy narzucające odpowiednią ilości i lokalizacji detektorów. Przyjmuje się jednak, że system detekcji musi obejmować całą powierzchnię garażu. Zasięg jednego detektora to około 9 m.

Podsumowanie

Wieloletnie doświadczenie pracowników firmy SCROL w kompleksowej realizacji systemów bezprzewodowej wentylacji garaży, oraz badań przeprowadzonych razem z projektantami oraz zaprzyjaźnionymi firmami, z którymi mamy przyjemność współpracować udowadnia, że wentylacja strumieniowa wykorzystująca system JetFan w połączeniu z systemem detekcji CO i LPG pozwala na uzyskanie dużo bardziej skutecznej wentylacji garażu w porównaniu z wentylacją kanałową. Dzięki wentylatorom strumieniowym masy powietrza rozprowadzane są równomiernie w całej powierzchni garażu, a co za tym idzie wykrycie podwyższonego stężenia szkodliwych gazów i tym samym uruchomieniu wentylacji wyciągowej następuje w dużo szybszym czasie, niż nastąpiłoby to w wentylacji kanałowej.

mgr inż. Aleksandra Kopeć