Бесплатная консультация юриста

+7 (800) 302-87-29

Реклама jurik.ru

Назначение и суть компенсации

Компенсация дымоудаления, это принудительная или естественная подача наружного воздуха в нижнюю зону защищаемого помещения взамен удаляемых продуктов горения. Требование о её обеспечении закреплено в п. 7.14 СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности».

Согласно п. 8.8 СП 7.13130.2013, для возмещения объемов удаляемых продуктов горения из помещений, защищаемых вытяжной противодымной вентиляцией, должны быть предусмотрены системы приточной противодымной вентиляции с естественным или механическим побуждением.

Физический смысл компенсации прост: если из помещения удаляется дым, но не подается воздух взамен, в помещении создается разрежение, которое:

снижает фактическую производительность вытяжных вентиляторов;
нарушает устойчивость дымового слоя и приводит к его перемешиванию;
затрудняет открывание дверей эвакуационных выходов;
может привести к «зависанию» дыма и снижению эффективности всей системы.

Нормативная база

Расчет естественной компенсации выполняется на основании следующих документов:

СП 7.13130.2013 — основной свод правил, устанавливающий требования к противодымной вентиляции;
МД.137-13 «Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий» — методические рекомендации ВНИИПО к СП 7.13130.2013;
Р НП АВОК 5.5.1-2018 «Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий»;
СП 2.13130.2020 и СП 5.13130.2009 — в части определения необходимости устройства систем противодымной защиты;
ГОСТ Р 53302, в части требований к клапанам дымоудаления.

Когда допускается естественная компенсация

Естественная компенсация (подача воздуха через открываемые оконные проемы, фрамуги, клапаны с естественным побуждением) допускается не во всех случаях:

Для производственных и складских помещений, перечисленных в п. 7.2 е) СП 7.13130.2013, должны предусматриваться системы и приточной, и вытяжной противодымной вентиляции. Устройство дымоудаления и компенсации через открываемые окна 1-го этажа в таких помещениях не допускается;
Если в помещении предусмотрен тамбур-шлюз с подпором воздуха, по п. 8.8 СП 7.13130;2013 компенсация, как правило, выполняется механической;
Для помещений, расположенных в подземных этажах и не имеющих естественного освещения, естественная компенсация невозможна — требуется механический приток;
В жилых и общественных зданиях для коридоров, холлов, атриумов естественная компенсация через открываемые проемы допускается при подтверждении расчетом.

Исходные данные для расчета

Перед выполнением расчета необходимо определить:

расход продуктов горения, удаляемых вытяжной противодымной вентиляцией, G_д, кг/с (определяется по методике МД.137-13 или Р НП АВОК 5.5.1-2018 в зависимости от мощности пожара, высоты помещения, площади дымовой зоны);
температуру наружного воздуха t_н (для холодного периода года, параметры Б) и температуру воздуха в помещении;
геометрическую высоту расположения приточных проемов относительно нейтральной зоны;
площадь и аэродинамические характеристики открываемых проемов (окон, фрамуг, клапанов);
ветровые параметры района строительства.

Методика расчета

Баланс расходов

Основное условие: расход компенсационного воздуха должен составлять не менее 70 % от массового расхода удаляемых продуктов горения (по методике ВНИИПО):

G_комп ≥ 0,7 · G_д

При этом подача воздуха осуществляется в нижнюю зону помещения, чтобы не нарушать формирующийся дымовой слой под перекрытием.

Расчет площади приточных проемов

При естественной компенсации воздух поступает за счет разности давлений, создаваемой гравитационными силами (разность плотностей холодного наружного и нагретого внутреннего воздуха) и разрежением от работы вытяжных вентиляторов.

Требуемая площадь открываемых проемов определяется по формуле:

F_пр = G_комп / (μ · √(2 · ρ_н · ΔP))

где:

F_пр — суммарная площадь приточных проемов, м²;
G_комп — требуемый расход компенсационного воздуха, кг/с;
μ — коэффициент расхода проема (обычно 0,6–0,64 для открытых оконных проемов, для клапанов — по данным производителя);
ρ_н — плотность наружного воздуха, кг/м³;
ΔP — располагаемая разность давлений, Па.

Определение располагаемого давления

Гравитационная составляющая давления определяется как:

ΔP_гр = h · g · (ρ_н − ρ_в)

где:

h, вертикальное расстояние от центра приточного проема до нейтральной зоны, м;
g = 9,81 м/с² — ускорение свободного падения;
ρ_в — плотность воздуха в помещении при пожаре, кг/м³.

Дополнительно учитывается разрежение, создаваемое вытяжным вентилятором дымоудаления, однако при расчете естественной компенсации принято опираться на наименее благоприятные условия, теплый период года и отсутствие ветрового напора, либо ветер, действующий против движения приточного воздуха.

Проверка скорости воздуха

Скорость воздуха в приточных проемах ограничивается, чтобы поток не разрушал дымовой слой и не создавал помех эвакуации. Рекомендуемая скорость в проемах, не более 5–6 м/с (вопрос предельной скорости неоднократно обсуждался специалистами, в т.ч. на форуме АВОК). Скорость проверяется по формуле:

v = G_комп / (ρ_н · F_пр)

Пример расчета (упрощенный)

Исходные данные:

расход удаляемых продуктов горения G_д = 10 кг/с;
требуемый расход компенсации G_комп = 0,7 · 10 = 7 кг/с;
плотность наружного воздуха ρ_н = 1,2 кг/м³;
располагаемая разность давлений ΔP = 5 Па;
коэффициент расхода μ = 0,62.

Расчет площади проемов:

F_пр = 7 / (0,62 · √(2 · 1,2 · 5)) = 7 / (0,62 · 3,46) ≈ 3,26 м²

Проверка скорости:

v = 7 / (1,2 · 3,26) ≈ 1,79 м/с — что меньше допустимых 5 м/с, условие выполняется.

Таким образом, для естественной компенсации достаточно, например, двух открываемых оконных проемов площадью по 1,7 м² каждый, расположенных в нижней зоне помещения и оборудованных автоматическими приводами открывания по сигналу пожарной сигнализации.

Требования к устройствам естественной компенсации

Открываемые проемы должны располагаться в нижней зоне помещения (ниже уровня незадымляемой зоны);
Открывание должно быть автоматическим и дистанционным — по сигналу от системы пожарной сигнализации, с возможностью ручного дублирования;
Проемы должны открываться за время, не превышающее нормативное (как правило, не более 30 с);
Не допускается размещение приточных проемов в местах, где приточный воздух может подпитывать очаг пожара или затягивать дым в смежные помещения;
Клапаны должны иметь сертификаты соответствия требованиям пожарной безопасности.

Преимущества и ограничения естественной компенсации

Преимущества:

отсутствие вентиляторов, воздуховодов и затрат на электроэнергию;
высокая надежность (нет механического оборудования, которое может отказать);
простота обслуживания;
снятие ряда вопросов, связанных с резервированием электропитания и огнестойкостью воздуховодов.

Ограничения:

зависимость от метеоусловий (температуры, ветра);
необходимость значительной площади открываемых проемов при больших расходах;
невозможность применения в подземных этажах и помещениях без наружных ограждений;
запрет для ряда производственных и складских помещений по п. 7.2 е) СП 7.13130.2013;
при наличии тамбур-шлюзов с подпором воздуха нормы, как правило, требуют механической компенсации.

Расчет естественной компенсации системы дымоудаления сводится к определению требуемого расхода приточного воздуха (не менее 70 % от расхода удаляемого дыма) и подбору достаточной площади открываемых проемов, обеспечивающей этот расход при минимально располагаемой разности давлений. Расчет выполняется по методикам МД.137-13 (ВНИИПО) и Р НП АВОК 5.5.1-2018 в строгом соответствии с требованиями СП 7.13130.2013.

Естественная компенсация — экономичное и надежное решение, однако область её применения ограничена нормативными требованиями и архитектурно-планировочными особенностями здания. В каждом конкретном случае выбор между естественной и механической компенсацией должен обосновываться расчетом и положениями действующих сводов правил.