CC BY
255
УДК 614.841
УСИЛИЕ ОТКРЫВАНИЯ ДВЕРИ ПРИ НЕРАСЧЕТНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРОТИВОДЫМНОЙ ЗАЩИТЫ
В. М. Есин
Академия Государственной противопожарной службы МЧС России
Ю. И. Перцев
Управление Государственной противопожарной службы Москвы
Проведены расчеты усилия, необходимого для открывания двери из поэтажного коридора в незадымляемую лестничную клетку 1 типа. В качестве решения, обеспечивающего уменьшение усилия открывания двери до регламентируемого нормативными документами уровня, рассмотрено устройство отверстия (щели) в нижнем притворе двери. Расчеты, проведенные для зданий высотой от 10 до 35 этажей с шахтами дымоуд аления из кирпича, бетона и металла, показывают, что усилие открывания двери может быть уменьшено до регламентируемого нормативными документами уровня при площади отверстия 0,0064 м2.
В настоящее время расчеты параметров вентиляционных систем противодымной защиты производятся [1] "... при открытых дверях на пути эвакуации из коридоров и холлов на этаже пожара в лестничную клетку и из здания наружу при закрытых дверях из коридоров и холлов на всех остальных этажах". Включение вентиляторов системы противодымной защиты производится автоматически от датчиков. В начальный момент двери на пути эвакуации от помещения с очагом пожара до улицы закрыты. При закрытых дверях из поэтажного коридора в лестничную клетку, открытом клапане и включенном вентиляторе дымоуда-ления величина расхода газов, удаляемых вентилятором из коридора, существенно меньше расчетного значения. Уменьшение расхода газов, перемещаемых по шахте дымоудаления, приводит к уменьшению потерь давления в шахте и росту разрежения (отрицательного избыточного давления) в нижней ее части и поэтажном коридоре, где открыт клапан. Результатом увеличения разрежения в коридоре является возрастание перепада давления на двери из поэтажного коридора. К такому же результату приводит и работа вентилятора подачи наружного воздуха в незадымляе-мую лестничную клетку 2 типа при закрытых входной двери и двери из лестничной клетки в коридор. Перепад давления на двери из поэтажного коридора при этом может существенно превышать регламентируемые [1] 150 Па (для двери 1 х 2 м усилие открывания составляет около 15 кгс).
Одним из возможных решений этой проблемы является устройство отверстий (щелей) в нижнем притворе дверей. Для оценки величины усилия открывания двери и необходимой площади отверстия в зданиях с незадымляемой лестничной клеткой 1
типа (Н1) был разработан алгоритм, существо которого состоит в следующем. По методике, изложенной в работе [3], вычисляются требуемые расход и давление вентилятора дымоудаления при температуре дыма, удаляемого из коридора, равной 300 °С. По давлению и расходу дыма на оголовке шахты выбирается характеристика вентилятора, т.е. вычисляются коэффициенты А, В и Ь уравнения [2]
\2
PB = A + B (L - Lo)2.
(1)
Было принято, что в системе дымоудаления установлен вентилятор с характеристикой, близкой к характеристике радиального (центробежного) вентилятора ВЦ-4-70. Коэффициент А, определяющий максимальное давление вентилятора, принимался равным 1,2Р (Ртр — требуемое давление вентилятора). КоэффициентЬ0принималсяравным Ьтр /1,9 (Ьтр — требуемое по расчету значение объемного расхода на оголовке шахты дымоудаления). Значение коэффициента В было принято равным 75 Па • с/м3. С помощью подробно изложенного в [4, 5] метода определялись параметры в шахте ды-моудаления при течении в ней воздуха с температурой, равной температуре воздуха внутри здания при закрытой двери из поэтажного коридора.
В расчетах было принято, что давление за дверью из поэтажного коридора равно давлению окружающей атмосферы на соответствующем уровне, что соответствует выходу из поэтажного коридора в незадымляемую лестничную клетку 1 типа, т.е. лестничную клетку с переходом через наружную воздушную зону. Расчеты проведены для следующего набора исходных данных: — здание жилое;
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 1'2003
Площадь отверстия, м
РИС. 1. Зависимость усилия открывания двери от площади отверстия в нижнем ее притворе при кирпичной шахте ды-моудаления: 1 — 10 этажей; 2 — 15 этажей; 3 — 20 этажей; 4 — 25 этажей; 5 — 30 этажей; 6 — 35 этажей
Площадь отверстия, м
РИС. 2. Зависимость усилия открывания двери от площади отверстия в нижнем ее притворе при бетонной шахте дымо-удаления: 1 — 10 этажей; 2 — 15 этажей; 3 — 20 этажей; 4 — 25 этажей; 5 — 30 этажей; 6 — 35 этажей
- дверь из поэтажного коридора размерами 1 х 2 м, удельная характеристика сопротивления двери газопроницанию составляет 2000 кг-1 • м-1;
- шахта дымоудаления имеет размеры 0,5 х 0,5 м;
- площадь проходного сечения клапана дымоуда-ления 0,2 м2;
- параметры наружного воздуха приняты для Москвы (гн = 26 °С, Ге = 4,2 м).
Расчеты проведены для шахт дымоудаления из кирпича, бетонных блоков и металла. Результаты этих расчетов приведены на рис. 1-3.
Из приведенных графиков видно, что величина усилия открывания двери зависит от материала шахты дымоудаления, площади отверстия в нижнем притворе двери и высоты здания. Усилие открывания двери возрастает при шахтах дымоудаления с большей дымогазопроницаемостью. Наибольшие усилия получаются при кирпичных шахтах дымоудаления. При отсутствии отверстия в нижнем притворе двери максимальное усилие открывания двери реализуется в 15-этажном здании с кирпичной шахтой дымоудаления и составляет 182 кгс. При металлической шах-
Площадь отверстия, м
РИС. 3. Зависимость усилия открывания двери от площади отверстия в нижнем ее притворе при металлической шахте дымоудаления: 1 — 10 этажей; 2 — 15 этажей; 3 — 20 этажей; 4 — 25 этажей; 5 — 30 этажей; 6 — 35 этажей
РИС. 4. Лестнично-лифтовой узел с незадымляемой лестничной клеткой 1 типа (Н1): 1 — незадымляемая лестничная клетка 1 типа (Н1); 2 — дверь из коридора в лестничную клетку; 3 — шахта дымоудаления; 4 — поэтажный коридор; 5 — переход в лестничную клетку; 6 — лифтовой холл
те дымоудаления максимальное усилие открывания двери реализуется в 10-этажном здании и составляет 89 кгс.
Площадь отверстия в нижнем притворе двери, при которой в здании с кирпичной или бетонной шахтой дымоудаления усилие открывания двери не превышает 15 кгс, составляет 0,0064 м2. При метал-
лической шахте дымоудаления площадь отверстия в нижнем притворе двери, при которой усилие открывания двери не превышает 15 кгс, составляет приблизительно 0,004 м2. При ширине двери 1 м ширина отверстия (щели) равна 6,4 мм для кирпичной или бетонной шахты дымоудаления и 4 мм для металлической шахты.
ЛИТЕРАТУРА
1. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
2. Внутренние санитарно-техническиеустройства. В 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.1 / Богословский В. Н., Пирумов А. И., Посохин В. Н. и др.; Под ред. Павлова Н. Н. и Шиллера Ю. И. 4-ое изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1992. — 319 с.
3. Есин В. М., Сидорук В. И., Токарев В. Н. Расчет вентиляционных систем противодымной защиты зданий // Водоснабжение и санитарная техника. 1993. № 3.
4. Есин В. М. Распространение продуктов горения по зданиям при работающей механической вентиляции // Противопожарная защита зданий и сооружений: Сб. науч. тр. — М.: ВНИИПО МВД РФ, 1992.
5. Есин В. М., Кошмаров Ю. А., Попов П. Н. Метод расчета движения продуктов горения по зданию при пожаре // Пожарная профилактика: Сб. науч. тр. — М.: ВНИИПО, 1981.
Поступила в редакцию 18.10.02.
