Oddymianie hal przemysłowych. Stosowane systemy oddymiania, ich elementy oraz wymagane przepisy i normy

Oddymianie hal należy do kategorii biernych zabezpieczeń przeciwpożarowych. Systemy te nie odpowiadają wprawdzie, jak instalacje tryskaczowe, bezpośrednio za ugaszenie ognia, ale pełnią nie mniej ważną rolę w przypadku wybuchu pożaru np. w hali produkcyjnej lub magazynowej. Muszą bowiem jak najsprawniej odprowadzić dym poza dany obiekt, żeby m.in. umożliwić sprawną ewakuację i akcję ratowniczą.

Spis treści

1. Oddymianie hal przemysłowych
2. Grawitacyjne systemy oddymiania hal
3. Mechaniczne systemy oddymiania hal
4. Systemy oddymiające – obowiązujące przepisy
5. Elementy systemów oddymiania – wybrane wymagania

Oddymianie hal przemysłowych

Kluczowe w realizacji tych zadań systemy oddymiania powinny być odpowiednio zaprojektowane, z uwzględnieniem specyfiki danego obiektu, jego wielkości i prowadzonej w nim działalności, przebiegu dróg ewakuacyjnych, a w przypadku budynków wielokondygnacyjnych, również przebiegu klatki schodowej.

Właściwie zaprojektowana instalacja, bez względu na to, czy uruchamiana automatycznie, czy ręcznie, powinna zapewniać jak najszybsze usunięcie dymu z kluczowych obszarów w hali przemysłowej. Istotne w tym kontekście są więc wydzielenie odpowiednich stref pożarowych, wielkość i rozmieszczenie elementów systemu oddymiana, a także ich współdziałanie z innymi elementami systemów ochrony przeciwpożarowej.

Choć systemy oddymiania nawet w podobnych halach mogą się różnić od siebie, to jednak mają pewne elementy, które są niezbędne dla prawidłowej pracy takiej instalacji. Należą do nich:

• czujniki dymu,
• klapy oddymiające,
• kurtyny dymowe,
• otwory napowietrzające (np. okna, bramy),
• przyciski uruchamiające system,
• jednostka centralna.

Zasada działania takiego systemu jest stosunkowo prosta. Po wykryciu dymu w obiekcie (np. przez czujniki dymu) system oddymiania włącza się automatycznie (może zostać uruchomiony również po włączeniu przycisku przez pracownika albo poprzez inny rodzaj urządzenia wyzwalającego). W tym momencie jednostka centralna steruje otwieraniem klap oddymiających, a także otworów napowietrzających, które dostarczają świeże powietrze, niezbędne do prawidłowej cyrkulacji dymu.

Grawitacyjne systemy oddymiania hal

Najczęściej stosowane są obecnie systemy grawitacyjnego oddymiania hal. Jest to rozwiązanie, które, jeśli jest dobrze zaprojektowane, zapewnia odpowiednio szybkie usunięcie dymu, a przy tym jest tańsze niż ich mechaniczne odpowiedniki. Wykorzystuje ono tzw. zjawisko konwekcji, czyli unoszenia wyżej cieplejszych mas powietrza, które gromadzą się pod sufitem hali, a następnie, po otwarciu klap dymowych, są przez nie odprowadzane na zewnątrz.

Żeby jednak dym unosił się sprawnie ku klapom dymowym, niezbędne jest dostarczenie w dolnych rejonach hali zimniejszego powietrza w celu wytworzenia ciągu kominowego. Powietrze jest dostarczane przez standardowe okna i drzwi, a także specjalne klapy napowietrzające.

Kluczowe dla sprawnego działania grawitacyjnego systemu oddymiana jest właściwe rozlokowanie otworów oddymiających i napowietrzających, a także ich odpowiednia liczba oraz powierzchnia czynna. Dokładne wytyczne dotyczące liczby i powierzchni tych klap można znaleźć w odpowiednich normach (na końcu artykułu).

Mechaniczne systemy oddymiania hal

Nie zawsze jednak systemy grawitacyjne zapewniają optymalne usuwanie dymu z budynków. Dlatego też niezbędne może okazać się zastosowanie systemów mechanicznych, których działanie w dużej mierze opiera się o odpowiednio dobrane (pod kątem wydajności) wentylatory.

Sterowane centralnie wentylatory przyspieszają obieg powietrza, a tym samym zapewniają szybsze usunięcie dymu oraz trujących gazów na zewnątrz budynku.

Stosowanie systemów mechanicznego oddymiania zaleca się zwłaszcza w tych obiektach, w których przebywa dużo osób i w związku z tym ich ewakuacja przebiega znacznie dłużej. Warto je również stosować w obiektach, w których gromadzi się niebezpieczne substancje mogące w krótkim czasie przyczynić się do zatrucia przebywających w ich pobliżu osób.

Przeczytaj także:

• Drabina ewakuacyjna w obiektach przemysłowych. Jakie normy musi spełniać drabina? Kiedy drabina musi mieć kosz?
• Bezpieczeństwo i higiena pracy w transporcie wewnętrznym. Prawa i obowiązki pracowników
• Malowanie hal przemysłowych. Jaka farba do malowania hal przemysłowych?

Systemy oddymiające – obowiązujące przepisy

Konieczność zapewnienia odpowiednio szybkiego oddymienia hal produkcyjnych lub magazynowych wynika z obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych. Natomiast podstawowe zasady projektowania tego typu systemów znajdują się w obowiązujących normach.

Wybrane akty prawne i normy:

• ustawa o ochronie przeciwpożarowej,
• rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie,
• norma PN-B-02877-4:2001 „Ochrona przeciwpożarowa budynków. Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła. Zasady projektowania”,
• norma PN-EN 12101-3:2015-10 „Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 3: Wymagania techniczne dotyczące urządzeń do mechanicznego odprowadzania dymu i ciepła (wentylatorów),
• norma PN-EN 13501-1:2019-02 „Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 1: Klasyfikacja na podstawie badań reakcji na ogień”.

Ustawa o ochronie przeciwpożarowej nakazuje wprost stosowanie rozwiązań, które ograniczą rozprzestrzenianie się ognia i dymu wewnątrz obiektu budowlanego. Z kolei wspomniane wyżej rozporządzenie precyzuje m.in., że instalacja wentylacji oddymiającej powinna usuwać dym z taką intensywnością, żeby zapewnić bezpieczną ewakuację, a także mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego, które będzie kompensować jego braki w wyniku jego odprowadzenia poza budynek wraz z dymem.

Szczegółowe wytyczne dotyczące obliczania powierzchni klap dymowych oraz ich rozmieszczenia w dachach budynków, a także przewidywalną szybkość rozprzestrzeniania się pożaru w różnego rodzaju pomieszczeniach znajdują się w normie PN-B-02877-4:2001. Zgodnie z tą normą wymaganą powierzchnię czynną klap dymowych ustala się na podstawie rzeczywistej powierzchni przestrzeni poddachowej, wysokości obiektu, pożądanej wysokość warstwy wolnej od dymu, a także od szybkości rozprzestrzeniania się pożaru (ta jest natomiast uzależniona np. od rodzaju realizowanego procesu, składowanych materiałów czy rodzaju stosowanych opakowań).

Norma PN-EN 12101-3:2015-10 określa natomiast m.in. charakterystykę urządzeń do mechanicznego odprowadzania dymu i ciepła (wentylatorów), które są elementem systemów mechanicznej wentylacji pożarowej obiektów budowlanych. Z kolei w normie PN-EN 13501-1:2019-02 określono wymagania dotyczące reakcji na ogień m.in. dla wyrobów wbudowanych w elementy budynku.

• Zobacz galerię: 10 najnowocześniejszych hal przemysłowych

Zobacz galerię 29 zdjęć

Dym może stanowić równie duże niebezpieczeństwo podczas pożaru, jak ogień czy wysoka temperatura. W zależności od szybkości rozprzestrzeniania się ognia już nawet po kilku minutach pożaru cały jednokondygnacyjny budynek może wypełnić się dymem, a jeśli w obiekcie znajdowały się różnego rodzaju niebezpieczne substancje toksyczne, również trującym gazem.

Dym i inne unoszące się w powietrzu gazy zmniejszają widoczność, a tym samym utrudniają pracownikom ewakuację, zaś straży pożarnej akcję ratowniczą. Warstwa dymu, która unosi się w powietrzu, ma ponadto wysoką temperaturę i może prowadzić do poważnych oparzeń skóry oraz uszkodzeń elementów konstrukcyjnych hali bądź znajdującego się na jej terenie sprzętu i wyposażenia.

Dlatego tak istotne jest stosowanie w halach przemysłowych odpowiednich systemów oddymiania – zarówno na terenie hali, jak i dróg ewakuacyjnych czy klatek schodowych. Celem instalacji oddymiających jest naturalnie zmniejszenie poziomu zadymienia miejsca pożaru (zwłaszcza dolnej części pomieszczeń), ale również efektywne obniżenie temperatury w bezpośrednim otoczeniu. W efekcie ma to ułatwić bezpieczniejszą ewakuację pracowników i wspomagać działanie służb ratowniczych.

Elementy systemów oddymiania – wybrane wymagania

Zgodnie z obowiązującymi normami klapy dymowe powinny być rozmieszczone równomiernie w obrębie danej przestrzeni. Wyjątkiem są pomieszczenia, w których, ze względu na składowane materiały, ogień może rozprzestrzeniać się z różną szybkością. Jeśli np. materiały łatwopalne skoncentrowano na małej powierzchni, wówczas klapy powinny być umieszczone wyłącznie nad tą powierzchnią.

Przepisy regulują również minimalne odległości klap dymowych od ścian. I tak np. odległość klap od ścian działowych nie może być mniejsza niż 7 m, od ścian oddzielenia przeciwpożarowego – nie mniej niż 5 m, od ścian zewnętrznych – 2,5 m, a między budynkami różnej wysokości – 8 m, chyba że ściana wyższego budynku o odpowiedniej klasie odporności ogniowej nie ma otworów – wówczas minimalna odległość wynosi 2,5 m.

Z kolei maksymalna odległość klapy dymowej od krawędzi budynku nie może być większa niż 10 m (przy dachach o nachyleniu do 12°) lub 20 m (przy dachach o nachyleniu powyżej 12°). Odległości między klapami dymowymi nie mogą być mniejsze niż suma dłuższych boków (lub średnic) tych klap, a jednocześnie nie mogą być większe niż 20 m.

Ważna jest również liczba klap, przy czym korzystniejsze jest stosowanie większej liczby małych klap niż mniejszej liczby dużych klap. W przypadku dachów o nachyleniu do 12° na każde 200 m2 powinna przypadać co najmniej jedna klapa dymowa, a na dachach o większym nachyleniu – co najmniej jedna klapa na każde 400 m2. Ponadto każdy sektor pożarowy dachu (wydzielony kurtyną dymową) powinien mieć przynajmniej jeden otwór oddymiający.

W przypadku dróg ewakuacyjnych na każde 10 m długości poziomej takiej drogi powinna przypadać jedna klapa oddymiająca o powierzchni czynnej nie mniejszej niż 0,9 m2.

Na klatkach schodowych łączna powierzchnia czynna klap dymowych powinna wynosić co najmniej 5% powierzchni rzutu poziomego podłóg dla budynków niskich lub średniowysokich, a 7,5% dla budynków wysokich. Powierzchnia jednego otworu nie może być natomiast mniejsza niż odpowiednio 1 lub 1,5 m2.

W magazynach wysokiego składowania wymagany współczynnik powierzchni czynnej klap dymowych nie może być mniejszy niż 3%.

Wymagania dotyczące kurtyn dymowych sprowadzają się przede wszystkim do materiałów, z których powinny być wytworzone, i sposobu ich mocowania. Muszą być one wykonane z materiałów niepalnych, np. z płyty gipsowo-kartonowej, blachy stalowej lub płyty fibrowo-silikatowej. Powinny przylegać bezpośrednio do spodu dachu.

Wysokość takiej kurtyny, mierzona od spodu dachu do dolnej krawędzi kurtyny, nie powinna być mniejsza niż 2 m. W wyjątkowych przypadkach wysokość kurtyny może być zmniejszona do 1 m (w niskich pomieszczeniach, o wysokości od 3 do 5 m).

Jeśli chodzi natomiast o otwory napowietrzające, to, w celu pełnego wykorzystania systemu oddymiania, ich powierzchnia powinna być co najmniej o 30% większa niż suma powierzchni wszystkich klap dymowych.

Stosowane w halach przemysłowych systemy oddymiania muszą spełniać określone wymagania przepisów i norm, żeby zapewnić niezbędne bezpieczeństwo w razie pożaru. Istotne jest również regularne serwisowane i sprawdzane tych systemów, aby w decydującym momencie sprawnie zadziałały.

Wojciech Traczyk