Пристенные вентиляторы дымоудаления

И. В. Калинина, ведущий консультант ООО «Производственное объединение Климатвентмаш», otvet@abok.ru

Б. Б. Колчев, начальник отдела ФГБУ ВНИИПО МЧС России

Мероприятия, обеспечивающие противопожарную безопасность, являются одними из важнейших. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 года № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее – Федеральный закон № 123-ФЗ), Федеральный закон от 10 июля 2012 года № 117-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее – Федеральный закон № 117-ФЗ) приняты в целях защиты жизни, здоровья, имущества граждан и юридических лиц, государственного и муниципального имущества от пожаров. Они определяют основные положения технического регулирования в области пожарной безопасности и устанавливают общие требования пожарной безопасности к объектам защиты, в том числе к зданиям, сооружениям и строениям, промышленным объектам.

Положения настоящих федеральных законов об обеспечении пожарной безопасности объектов защиты обязательны для исполнения при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, реконструкции, техническом перевооружении, изменении функционального назначения, техническом обслуживании и эксплуатации объектов.

В соответствии со статьями 85 и 138 Федерального закона № 123-ФЗ разработан и введен в действие 1 мая 2009 года свод правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования», устанавливающий требования по пожарной безопасности к системам отопления, вентиляции, в том числе противодымной, и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений.

Одним из типов систем, обеспечивающих противодымную защиту зданий, являются системы вытяжной противодымной вентиляции. Их задача совместно с системами приточной противодымной вентиляции, а также другими системами противопожарной безопасности – «обеспечить защиту людей на путях эвакуации от воздействия опасных факторов пожара в течение времени, необходимого для эвакуации людей в безопасную зону, или всего времени развития и тушения пожара посредством удаления продуктов горения и термического разложения и (или) предотвращения их распространения» (№ 123-ФЗ, ст. 56 ч. 1). Необходимо отметить, что для выполнения поставленной задачи в составе систем вытяжной противодымной вентиляции применяются вентиляторы с большой производительностью (15000÷100000 м³/ч). Как правило, такие вентиляторы размещаются на кровле здания, присоединяясь непосредственно к вытяжным шахтам, или располагаются в отдельных, специально предназначенных для этого помещениях с нормируемым пределом огнестойкости – вентиляционных камерах. Воздуховоды систем вытяжной противодымной вентиляции требуют определенного пространства для своего размещения. И если с наличием весьма габаритных шахт смирились и архитекторы, и застройщики, то наличие горизонтальных коммуникаций всегда вызывает большие проблемы при их прокладке. Поперечные балки, ребра плит, стесненная высота в запотолочном пространстве коридоров, где обычно размещаются и воздуховоды, и все остальные коммуникации,– извечная проблема проектировщиков и строителей. Проблемы при размещении оборудования возникают также, если кровля здания имеет сложную конфигурацию или ограничена по несущей способности. Для решения вот таких задач и служат пристенные вентиляторы дымоудаления.

В нашей стране пристенные вентиляторы выпускаются уже более 10 лет. Они были установлены на объектах различного функционального назначения в различных регионах страны – это детские сады и спортивные сооружения, складские комплексы и офисные здания, театры, музеи и торгово-развлекательные центры.

Вентилятор радиальный пристенный состоит из корпуса (1), в котором находится рабочее колесо. Электродвигатель вентилятора, расположенный вне высокотемпературного потока, помещен в специальный термоизолированный кожух (2). При необходимости вентилятор может иметь входной патрубок (3) для присоединения к сети воздуховодов.

Преимущества вентилятора

Во-первых, универсальность применения. Это один из очень немногих видов вентиляторов, которые могут быть установлены непосредственно в обслуживаемом (т.е. горящем) помещении. Это возможно благодаря специальной конструкции вентилятора: его огнестойкости, защитному кожуху для электродвигателя, системе охлаждения электродвигателя. И это не противоречит требованиям СП 7.13130.2009, п. 7.11: «Вентиляторы для удаления продуктов горения следует размещать в отдельных помещениях с ограждающими строительными конструкциями с нормируемым пределом огнестойкости или непосредственно в защищаемых помещениях при специальном исполнении вентилятора». Кроме того, вентилятор может работать как с сетью воздуховодов системы вытяжной противодымной вентиляции, так и без сети (рис. 2, исполнение 2).

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Вентилятор может быть размещен и вне здания – на наружной стене (рис. 2, исполнение 3) – удачное, а иногда и единственное решение при кровле сложной конфигурации или конструкции или просто при отсутствии места внутри здания (зачастую реконструируемого) для прокладки коммуникаций. К тому же это решение более экономично, т.к. не требует «капсулировать» (термоизолировать) двигатель для защиты от перегрева.

Пример 1. Трехуровневая стоянка для автомобилей. Из-за конструкции потолка не представлялось возможным проложить горизонтальные участки воздуховодов. Кровля легкая, не несущая, на ней нет возможности установить крышные вентиляторы. Дополнительного места для устройства венткамеры систем вытяжной противодымной вентиляции тоже нет. Поставили пристенные вентиляторы на наружной стене для обслуживания каждого из уровней стоянки. Да, система получилась несколько дороже, но задачу-то решили (рис. 3).

Рисунок 3.

Пример 2. В реконструируемом здании с предписанием об установке системы вытяжной противодымной вентиляции для защиты коридоров места для воздуховодов и шахт не предусмотрены и не найдены. Согласовали с архитекторами прокладку коммуникаций по фасаду здания со стороны двора. Установили пристенный вентилятор, присоединив систему воздуховодов к вентилятору через входной патрубок, который может быть развернут под любым углом (рис. 4).

Рисунок 4.

Вернемся к преимуществам пристенного вентилятора. Второе из них – удобство монтажа. Установка вентилятора не требует дополнительных работ, связанных с кровлей здания. В комплект дополнительной поставки могут входить комплект кронштейнов (4) и козырек-клапан (6), служащий для защиты от попадания осадков. При внутренней установке вентилятора необходимо предусмотреть дополнительный канал в стене для подачи воздуха, охлаждающего электродвигатель. Габариты канала могут быть различны для различных типоразмеров вентилятора. В этом случае рекомендуется включить в комплект приставку (5), защищающую канал от попадания осадков. В особо стесненных условиях пристенный вентилятор может быть даже установлен «вверх ногами», т.е. двигатель наверху, корпус с рабочим колесом – под ним. Все это дает проектировщикам возможность находить и применять нестандартные решения при проектировании и строительстве уникальных объектов.

Выше мы говорили о применении пристенных вентиляторов в системах вытяжной противодымной вентиляции общественных и жилых зданий. Но они могут широко использоваться и в промышленном строительстве. Однако при этом может встать вопрос о взрывозащищенном исполнении вентилятора, что особенно актуально для объектов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. При наличии сертификации по взрывозащите вентиляторы могут использоваться для удаления продуктов горения из категорированных помещений и помещений зданий, расположенных на территории взрывоопасных установок.

Однако пристенный вентилятор не является панацеей, как, впрочем, и любое другое оборудование. Применяя его, необходимо учитывать условия его установки. Выброс пристенного вентилятора (либо он сам при наружной установке) должен быть либо на фасаде без оконных проемов, либо на фасаде с окнами на расстоянии не менее 5 м по горизонтали и вертикали от окон, не менее 5 м от воздухозаборных устройств систем приточной противодымной вентиляции и не менее 2 м по высоте от уровня земли или при меньшем расстоянии от окон при обеспечении скорости выброса не менее 20 м/с (СП 7.131300.2009, п. 7.10, г).

При использовании пристенного вентилятора без сети воздуховодов (рис. 2, исполнение 2) необходимо исключить возможность захвата воздуха, находящегося под дымовым слоем. Для этого необходимо, чтобы дымовой слой был толщиной не менее 1,5 м. Выходное отверстие вентилятора при этом должно находиться в верхней зоне резервуара дыма (рис. 5). Во всех остальных случаях при тонком дымовом слое рекомендуется применять пристенный вентилятор совместно с сетью воздуховодов и установкой противопожарных нормально закрытых клапанов в соответствии с требованиями СП 7.131300.2009, п. 7.7.

Рисунок 5.

Как мы видим, пристенный вентилятор является очень удобной разновидностью вентилятора системы вытяжной противодымной вентиляции. Однако до принятия СП 7.131300.2009 защитить в государственной экспертизе применение пристенного вентилятора было проблематично. Рассмотрим соответствующий раздел СНиП 41-01–2003, п. 8.11: «Вентиляторы для удаления продуктов горения следует размещать в отдельных помещениях, выгороженными противопожарными перегородками 1-го типа, предусматривая вентиляцию, обеспечивающую при пожаре температуру воздуха, не превышающую +60 °C в теплый период года (параметры Б) или соответствующую техническим данным изготовителя.

Вентиляторы противодымных вытяжных систем допускается размещать на кровле и снаружи здания (кроме районов с расчетной температурой наружного воздуха –40 °C и ниже – параметры Б) с ограничением от доступа посторонних лиц. Допускается установка вентиляторов непосредственно в канале при условии обеспечения соответствующих пределов огнестойкости вентиляторов и каналов».

Тот же текст практически дословно присутствует в п. 5.12 более ранней редакции СНиП 2.04.05–91*. Подобные требования обусловлены тем, что для систем вытяжной противодымной вентиляции использовались радиальные центробежные вентиляторы, устанавливаемые в специальных помещениях венткамер, на кровле здания либо снаружи здания. Кроме того, допускалось использование осевых вентиляторов в каналах при соблюдении условий их специального исполнения. Позднее появились более удобные в монтаже крышные вентиляторы.

Применение пристенных вентиляторов наружного исполнения (рис. 2, исполнение 3) не противоречит требованиям СНиП, а значит, возможно. Внутренняя установка формально не проходит по этим требованиям, т.к. при этом вентилятор монтируется не в специально предназначенном для этого помещении, а непосредственно в защищаемом. Вариант размещения вентилятора в канале, т.е. нахождение его непосредственно в среде удаляемых продуктов горения, можно рассматривать как частный случай. Однако давайте попробуем найти более корректное обоснование возможности использования пристенного вентилятора внутренней установки.

Чем вызвано требование размещения вентилятора системы вытяжной противодымной вентиляции в специально выделенном помещении? В первую очередь необходимостью дать ему возможность проработать во время пожара требуемое время (0,5÷2,0 ч при температуре перемещаемых газов +200…+600 °C), обеспечив требуемую подачу при заданном напоре. А во‑вторых, – предотвратить распространение пожара вследствие высокой температуры на поверхности корпусных элементов. Для решения первой проблемы СНиП предусматривает вентиляцию, обеспечивающую температуру окружающей среды, предотвращающую перегрев электродвигателя вентилятора. Вторую задачу решает размещение вентилятора в вентиляционной камере, выделенной противопожарными преградами. В нашем случае пристенный вентилятор размещен непосредственно в защищаемом помещении, следовательно, его выделения противопожарными преградами не требуется; что касается электродвигателя, то он заключен в специальный термозащитный кожух. Кроме того, для предотвращения перегрева двигателя предусмотрена специальная самостоятельная вентиляция с подачей наружного воздуха через специальный канал в стене. Действенность всех этих мероприятий подтверждена соответствующими пожарными сертификатами на изделие.

Таким образом, пристенный вентилятор будет поддерживать свою работоспособность в течение требуемого времени, находясь непосредственно в защищаемом помещении. Теперь рассмотрим проблемы распространения пожара. В соответствии с требованиями СНиП, продукты горения по огнестойким воздуховодам выбрасываются наружу, проходя транзитом до помещения венткамеры, где установлен вентилятор дымоудаления, и далее до покрытия или фасада. Воздуховоды и вентиляторы принимаются с требуемым пределом огнестойкости, венткамера выгорожена противопожарными перегородками 1-го типа. Что же происходит в случае применения пристенного вентилятора? Вентилятор располагается непосредственно в обслуживаемом помещении, и продукты горения выбрасывает тут же через наружную стену за пределы здания. В этом случае при соблюдении всех ранее цитируемых требований к организации выброса (СП 7.131300.2009, п. 7.7, г; СНиП 41-01–2003, п. 8.10, г) исключается вероятность распространения пожара в процессе удаления продуктов горения за пределы здания. Более того, в случае применения пристенного вентилятора процесс удаления продуктов горения за пределы здания значительно безопаснее (и дешевле), чем в случае, предписываемом СНиП при применении центробежных радиальных вентиляторов. СНиП 2.04.05–91 вообще не предусматривал возможность выброса продуктов горения через стену в связи с неактуальностью этого вопроса в момент принятия нормативного документа.

Можно констатировать, что появление корректировки в п. 7.11 СП 7.131300.2009, разрешающей установку вентилятора системы вытяжной противодымной вентиляции непосредственно в защищаемом помещении, не случайно, а продиктовано новыми техническими решениями, и в первую очередь наличием пристенного вентилятора дымоудаления. Появление новой техники, возможно, потребует в будущем очередной корректировки нормативных документов.

Литература

1. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 года № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
2. СП 7.131300.2009 Свод правил. «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования».
3. СНиП 41-01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
4. СНиП 2.04.05–91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование».