Димозащита на сгради

В случай на възникване на пожар опасност представляват не само високите температури и непосредственият контакт с открития огън, а и отделящите се димни газове.

В действителност те са най-честата причина (63-74% от случаите) за човешки жертви поради съдържащите се в тях отровни вещества, отделяни при горенето - газови смеси, пари, аерозоли и твърди частици, чието комбинирано действие е изключително опасно за човека.

Поради тази причина отвеждането на димните газове от помещенията се приема за изключително важно и се възлага на системите за осигуряване на пожаробезопасност в сградите.

Димозащитата на сградите е комплекс от технически решения и организационни мероприятия, които са насочени към недопускане на жертви и разпространение на отделяните при горенето токсични газове. Сред основните използвани за целта технически решения са димните детектори, противодимните вентилационни инсталации за отвеждане на дима и топлината и противодимните завеси.

Димни детектори
Водеща задача на димните детектори е да откриват дима във възможно най-ранен етап от появата му и да подават сигнал към пожароизвестителната централа. Основно приложение намират точковите димни пожароизвестители, които биват оптични и йонизационни.

Оптичните датчици, познати още като фотоелектрически, имат оптичен сензор на дим, състоящ се от колимиран импулсен излъчвател на светлина (най-често инфрачервена) и колимиран фотоприемник (фотодиод или фототранзистор).

Фотоприемникът се разполага под определен ъгъл спрямо излъчвателя, така че фотоприемникът не улавя светлината на излъчвателя. При наличие на дим или друг аерозол неговите частици разсейват светлинния сноп от светодиода и част от разсеяната светлина попада върху фотоприемника, където се преобразува в електрически сигнал, който по-нататък претърпява сложна филтрация за предотвратяване на задействане от непожарен произход.

В помещения с голяма дължина и свободен обем се използват оптични димни пожароизвестители с поглъщане (отслабване) на интензивността на инфрачервения лъч при наличие на аерозол по пътя на лъча, наричани още линиеобразни, линийни, линейни или лъчови. Отслабването се открива от приемника, разположен на разстояние от 5 до 100 метра при строга съосност.

Тези димни датчици могат да бъдат с отделни излъчвател, приемник и контролер или от отражателен тип - моноблок от трите електронни съставни части и насрещен отражател (огледален или мозайка от призми). За оптична настройка притежават лазерни устройства и механични или автоматични насочватели.

Йонизационните пожароизвестители използват малка йонизационна камера с източник на алфа-частици (америций, радий, плутоний), които йонизират въздуха в камерата и под действието на напрежение от 10-40 V през нея протича слаб ток.

Навлизащите в камерата аерозоли причиняват няколко ефекта върху йоните - рекомбинация върху частиците, поглъщане на енергията на йоните и “натежаване” на токоносителите поради “окачване” на йони върху частици. Поради тези ефекти токът през камерата намалява.

Същото става и под действие на въздушно течение. Йонизационните пожароизвестители са много чувствителни, но и нестабилни, затова след бързото развитие на оптичните сензори на дим последните преобладават в световен мащаб.

Основен фактор при проектирането на димни пожароизвестителни системи е съобразяването с всички характеристики на обекта и интегрирането на пожароизвестителната система с другите сградни системи и уредби (асансьори и ескалатори, ОВК, пожарогасителна, оповестителна, системата за сградна автоматизация и всички останали).

Обикновено точковите, както и линиеобразните пожароизвестители, разчитат на наличието на таван или подобна плоскост, под която се натрупва и разстила във всички посоки затоплена смес от въздух и дим. Затова се монтират много близо под таваните, така че сензорната им част да бъде на не повече от 50 мм от тавана.

Монтирането на ниска височина и в други нетипични места е добре да се планира само след физическо имитиране или компютърно моделиране на огнево-димовата обстановка в съответното място. Монтирането на пожароизвестители върху и в близост до стени, хоризонтални греди (трегери) не е допустимо, освен в изключителни случаи.

Димните датчици се монтират по правило симетрично и в най-високите части на помещенията. За йонизационните сензори са недопустими места със силни (над 5 м/с) въздушни течения, както и с въздушни пориви със скорост над 10 м/с, а за оптичните димови - силна осветеност от безинерционни променливотокови източници на светлина (луминесцентни тръби и подобни на тях източници).

Тази особеност е продиктувана от физическите им принципи на действие. Точковите ПИ изискват свободно пространство от поне 0,5 м под и около тях.

Съвременните димни детектори имат мощни микрочипове, обработващи сигналите от сензорите по сложни математични алгоритми на базата на заложени пожарни сценарии. Датчиците имат програмируеми чувствителност и поведение при пожар.

Освен това автоматично компенсират замърсяването до допустимата стандартизирана степен на намаляване на бързодействието, като след изчерпване на компенсацията пожароизвестителят не се задейства лъжливо, а спира да работи автоматично.

В съчетание с адресируемостта, вградените изолатори на късо съединение и усъвършенстваните и сигурни протоколи за обмен на данни в пожароизвестителната система интелигентните пожароизвестители са основата на съвременната пожароизвестителна инсталация с реална потребителска стойност.

Редица конструктивни подобрения като централен индикатор, проста, но устойчива на огъване универсална основа без електроника, разнообразни специални монтажни основи, надеждна контактна система, ненатрапчив дизайн, удачни цветови решения и други подобни идеи и изпълнения, улесняват проектанта и инсталатора и предоставят редица предимства за ползвателите.

Противодимна вентилация
В съответствие с противопожарните норми и с цел осигуряване безопасността на хората в случаи на пожар е необходимо да се предвиди изграждането на система за отвеждане на димните газове.

Предназначението на димооттвеждащите системи би могло да се систематизира в две основни направления: локализация на дима и токсичните газове, както и тяхното извеждане извън помещението.

По този начин се предотвратява образуването на опасни смеси във въздуха, на лесновъзпламеними газове или пари в концентрации, превишаващи прага на възпламеняемост. Така се постига удължаване на времето, през което помещението са запазва безопасно за хората.

В действителност основната цел на противодимната вентилация е да освободи пътя за евакуация на хората. Друга нейна цел е да намали топлинното въздействие върху структурата на сградата и да подпомогне потушаването на пожара и неговото разпространение, като се постигне отделяне на голяма част от продуктите на горене.

Системите за отделяне на дима, образуван при пожар, са два основни вида - статични и динамични. При статичните системи ограничаването на разпространението на вредните димни газове се осъществява посредством затварянето на всички вентилационни системи в помещението.

По този начин се ограничава разпространението му в другите помещения през вентилационните шахти. При изключване на вентилационната инсталация димните газове не се извеждат извън помещението, а се локализират в него.

Характерно за динамичните методи за извеждане на димните газове е използването на смукателни вентилатори, които изхвърлят дима от помещението. Вентилаторите, предназначени за отвеждане на димните газове, могат да се използват и за подаване на свеж въздух в помещението.

Използват се различни схеми на организация на въздухоотвеждането и въздухоподаването. Възможно е работата на вентилаторите за подаване на свеж въздух и отвеждане на дима да бъде организирана на смени. Друго използвано решение е едновременно да бъдат задействани няколко вентилатора, всеки от които изпълнява точно определена функция - подаване на пресен въздух или отвеждане на димни газове.

При организацията на системата за отвеждане на димните газове се препоръчва, по възможност, да се предвиди самостоятелна инсталация, по която отровните димни газове да бъдат отведени от помещението и изхвърлени извън сградата.

Самостоятелната смукателна инсталация е изградена от отделни въздуховоди, които представляват отделна смукателна вентилационна система, предназначена единствено за отвеждане на димните газове.

Благодарение на противодимните вентилатори при възникване на пожар в дадено помещение е възможно бързо, лесно и ефективно да се контролира разпространението на дима и да се организира неговото своевременно отвеждане.

С тяхна помощ в помещенията се поддържа понижено налягане, благодарение на което температурата на димните газове се запазва относително ниска и се възпрепятстват възможностите за нейното нарастване. Установено е, че без наличието на подобни вентилатори температурата може да се повиши до нива от 1000 °С.

При достигане на подобна температура в помещението настъпва възпламеняване на почти всички материали, т. е. при подобно положение по-нататъшното гасене на пожара на практика губи своя смисъл.

С използването на вентилатори за принудително отвеждане на димните газове извън помещението се осигурява и отделяне на по-студения дим, който се наслоява в долната част на помещението. Той не само е много опасен, но и практически неотстраняем по друг начин.

Противодимни покривни вентилатори
Покривните вентилатори са често срещано решение при изграждане на смукателна вентилационна инсталация. Както показва наименованието им, те са предназначени за монтаж върху покрива, което оказва благоприятен ефект и върху общия изглед на сградата.

Покривните вентилатори не се отличават с твърде сложна конструкция. Основни техни елементи са корпус, работно колело с лопатки и електродвигател, оборудван с устройство за автоматично регулиране. При използването им в противодимни смукателни инсталации електродвигателят на вентилатора обикновено е с повишена защита спрямо въздействието на въздушни потоци с различна температура.

Също така, в подобни приложения се използват предимно осови или центробежни (радиални) покривни вентилатори. Конструкцията на осовите вентилатори осигурява достатъчно висока аеродинамична характеристика, което съответно води и до повишаване на тяхната ефективност.

Гамата от предлагани на пазара осови вентилатори от различни производители включва разнообразие от мощности, производителност, габаритни размери и специфични конструктивни особености.
Конструкцията на радиалните вентилатори представлява спирален кожух, в който е разположено работно колело.

Самото работно колело представлява кух цилиндър, по цялата странична повърхност на който, паралелно на оста на въртене, на равни разстояния са разположени лопатки. Основно предимство на радиалните вентилатори е способността им да преместват големи количества въздух, както и да го подават на значително разстояние. Използването им се препоръчва в случаите, в които е необходимо голямо налягане.

Обезопасяване на вентилационната система
Един от най-сериозните проблеми от гледна точка на пожаробезопасността на една сграда е възможността за пренасяне на пожара от едно помещение в друго чрез вентилационната система. На практика тя се явява идеален разпространител, тъй като димът и огънят лесно преминават през неплътно съединените канали.

По тази причина е необходимо предприемането на редица мерки, които да ограничат тази възможност. Препоръчително е при организацията на обща вентилационна система специално внимание да се обърне на предвиждането на бариери в самите вентилационни канали, както и на защита на участъците, които имат най-пожароопасна категория.

Сред препоръчваните мероприятия за защита от възпламеняване и разпространение на огъня и дима посредством вентилационната инсталация са поставяне на механични огнезащитни прегради във вентилационната мрежа, предвиждане на противопожарни и противодимни клапи, използване на огнеупорни материали за изработката на вентилационните канали и др.

Някои от най-често използваните средства за предотвратяване разпространението на огън и дим са противопожарните и противодимните клапи. Принципът им на работа се основава на специално вградената в клапата стопяема пластина, стъклен патрон или тяло с голям коефициент на термично разширение.

Те затварят клапата при повишаване на температурата на въздуха във въздухопровода над 70 °С. Разработени са и конструкции, комплектовани с електрически (електродвигател, електромагнит) или пневматични изпълнителни механизми, което позволява дистанционно определяне и избор на необходимото положение на клапата.

Обикновено клапите се изработват от азбест или други органични и неорганични негорими материали. Монтират се на стени и междуетажни плочи, през които преминават въздухопроводи от една в друга противопожарна зона.

Противодимните клапи се използват за предотвратяване пренасянето на дим чрез външния или рециркулационния въздух. Поставят се на въздухопроводите, а задействането им се осъществява посредством електрически или пневматичен изпълнителен механизъм по сигнал на осезател за дим.

Противодимни покривни съоръжения
За отвеждане на дим и топлина е възможно използването и на светлинни ленти и куполи, които се монтират на покрива на сградите. Светлинните ленти се прилагат широко и при изграждането на големи помещения, в които е необходимо да се осигури оптимален достъп на естествена светлина.

Обикновено светлинните ленти са с аркообразна или пирамидална форма. Изработват се от алуминиеви профили и плоскости от стъкло или поликарбонат. Условието е да бъдат високоустойчиви на различни метеорологични условия като вятър например или натрупване на снежна маса.

Подходящи са както за отвеждане на дим при възникване на пожар, така и за осъществяване на естествена вентилация и осветление. Могат да се монтират върху различни покривни конструкции.

Светлинните куполи също намират широко приложение. Обикновено са с кръгла или правоъгълна форма, при която горната част може да е овална или пирамидална. В зависимост от предназначението им те могат да бъдат отваряеми и неотваряеми.

В случаите, при които се предвижда куполът да се използва за естествена вентилация и/или за димоотвеждане, той е отваряем. Също както светлинните ленти и светлинните куполи са подходящи за монтаж върху различни видове покривни конструкции.

Димни завеси
Съгласно противопожарните норми във всички обществени сгради се налага инсталирането на противодимни завеси и инсталации за отвеждането на дима и топлината при евентуален пожар.

Целта е да не се допускат високи концентрации на отровни газове, които да възпрепятстват евакуацията на хора, като едновременно с това се ограничи бързото разпространяване на огъня и достигането на високи опасна температура.

Димните завеси могат да бъдат автоматични или неподвижни. Предназначени са за използване като неносещи, вътрешни стени или междусекционни и стени на коридори и др. пътища за евакуация. В случай на пожар се задействат от сигнал от пожароизвестителната инсталация.