Проектирование и расчет системы дымоудаления для многоэтажного жилого дома

     Радиальные  вентиляторы дымоудаления в классическом исполнении ("улитки") работают в диапазоне давлений от 0 до 2850 Па. Благодаря этому их можно использовать в различных сетях дымоудаления, в том числе с большим аэродинамическим сопротивлением, например, в многоэтажных зданиях.

     Осевые  вентиляторы дымоудаления обычно имеют  больший кпд по сравнению с  радиальными. Их применяют при больших  расчетных расходах дыма и малых  аэродинамических сопротивлениях сети, например, для устройства дымоудаления из одноэтажных зданий. Рабочее колесо осевых вентиляторов дымоудаления закрепляется на валу электродвигателя. Электродвигатель у осевых вентиляторов дымоудаления, как правило, размещается в теплоизолированной капсуле, защищающей его от воздействия потока горячих газов.

     Крышные радиальные вентиляторы обеспечивают значительные расходы при малом или среднем давлении (до 1800 Па), что позволяет эффективно использовать их как в одноэтажных постройках, так и в зданиях повышенной этажности. Густой типоразмерный ряд крышных вентиляторов позволяет обеспечить заданный режим практически без запаса. Устанавливают крышные радиальные вентиляторы под открытым небом, на кровлях зданий. Выход потока отводимого из здания дыма и теплого воздуха у крышных вентиляторов дымоудаления осуществляется в две противоположные стороны

     -вентиляционные  каналы (воздуховоды), шахты - предназначены  для транспортировки дымовых  газов из защищаемых помещений  наружу. Выполняются из негорючих  материалов.

     Пластиковые воздуховоды дымоудаления рекомендуется использовать при установке вентиляционных систем, которые работают во влажной или агрессивной среде: химические производства, пищевая и фармацевтическая промышленность и т.д. Пластик обладает наиболее хорошей устойчивостью к воде, кислоте, щелочи, при этом пластик легкий.

     Гибкие применяются чаще всего при соединении распределителей воздуха или элементов воздуховодов, которые располагаются на потолке. Они, чаще всего, изготавливаются из алюминиевой фольги. Гофрированные – самый лучший вариант отвода систем приточно-вытяжной вентиляции.

     Оцинкованные  рассчитаны на самую долгую службу, они могут безаварийно работать много лет, даже десятилетия. Выполненные  из оцинкованной стали такие гибкие воздуховоды пользовались большой  популярностью в советские времена, благодаря своей надежности и долговечности.

     Алюминиевые появились сравнительно недавно, в  основе их изготовления заложены современные  зарубежные технологии, делающие алюминиевую  ленту основным производственным материалом таких воздуховодов. Технология делает шов полностью герметичным и славится самым меньшим коэффициентом динамических потерь.

     Прямоугольные сварные воздуховоды используются в ограниченном по высоте пространстве, к примеру, над подвесными потолками. Прямоугольная форма их способствует удобному размещению вентиляционного канала, и делает подобный воздуховод частым в использовании.

     Нержавеющие выполняются или из нержавеющей стали, или из полированной нержавеющей стали. Нержавейка обладает слабо магнитными свойствами, устойчива к щелочи и кислоте, поэтому такой тип лучше использовать для транспортировки воздуха в агрессивных сферах деятельности.

     -огнезадерживающие  противопожарные  клапаны - устанавливаются в каналах (воздуховодах, коллекторах, шахтах) систем вентиляции и кондиционирования для ограничения распространения по ним опасных факторов пожара (дымовые газы и др.). Имеют электропривод или тепловой замок.

     1.4. Виды систем

     Системы дымоудаления бывают статическими и динамическими.

     При статическом способе дымоудаления, в случае задымления, предусмотрена остановка всех вентиляторов, что замедляет распространение дыма, так как в помещениях прекращается воздухообмен.

     При динамическом способе дымоудаления, в случае задымления, вентиляторы (все  или некоторые) продолжают функционировать в нормальных или специальных режимах, образуя области с избыточным давлением, руководствуясь схемой управления задымлением. Динамическая система может иметь отдельные вентиляторы по удалению дыма и подаче чистого воздуха (для образования избыточного давления) или же эти функции выполняются в заданной последовательности всеми вентиляторами.

     Применение  динамических систем дымоудаления может  сочетаться с дымозащитными барьерами.

     Системы дымоудаления находятся во взаимодействии с электросетью и системой пожаробезопасности здания

     Тесно связанной с дымоудалением является задача пожаротушения, для которой используются физические свойства конструкций (огнестойкие ограждения), оборудование (спринклеры) и методы (изоляция помещений). Размещение огнестойких перегородок и спринклерных систем регламентируется различными нормативными документами, причем для этих документов не требуется взаимное согласование. Таким образом, огнезащитные и дымонепроницаемые перегородки часто бывают не согласованы с зонированием спринклерной системы. Примером объекта с согласованием систем пожаротушения и дымоудаления является проект здания с атриумом, в котором сигналом для включения системы механического дымоудаления является течение воды в трубах спринклерной системы.

     Осуществляя монтаж систем дымоудаления, необходимо координировать работу с другими специалистами, устанавливающими и обслуживающими инженерное оборудование здания (электрооборудование, пожарную сигнализацию, систему пожаротушения, газовую систему). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 2. Расчет системы дымоудаления

     Необходимо  рассчитать противодымную защиту коридоров 9-ти этажного жилого дома в Йошкар-Оле; температура наружного воздуха в теплый период года 20⁰С. Ширина большей створки двери 0,6 м. Высота двери 2,3 м, высота этажа 3,2 м. Шахта из бетона.

     Удаление  дыма при пожаре следует проектировать  для обеспечения эвакуации людей из помещения здания в начальной стадии пожара, возникшего в одном из помещений:

     а) из коридоров или холлов жилых, общественных, административно-бытовых и производственных зданий в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91; 2.08.01-89; 2.08.02-89; 2.09.02-85*; 2.09,04-87 и 2.11.01-85;

     б) из коридоров производственных и  административно-бытовых зданий высотой  более 26,5 м;

     в) из коридоров длиной более 15 м, не имеющих естественного освещения световыми проемами в наружных ограждениях (далее «без естественного освещения»)в производственных зданиях категории А, Б и В с числом этажей 2 и более.

     Требования  не распространяются на коридоры и  холлы, если для всех помещений, имеющих  двери в этот коридор, проектируется  непосредственное удаление дыма.

     Расход  дыма (кг/ч), подлежащий удалению из коридора или холла следует определять для жилых зданий по формуле:

G_x = 3420 BnН_Д^1,5     (1)

     где В - ширина большей из открываемых створок дверей при выходе из коридора или холла к лестничным клеткам или наружу, 0,6м;

     n - коэффициент, зависящий от общей ширины больших створок дверей, В м, открываемых при пожаре из коридора на лестничные клетки или наружу, равный 1:

     Н_Д - высота двери, 2,3м;

     К_Д - коэффициент относительной полноты и продолжительности открывания дверей для выхода из коридора на лестничную клетку или наружу равный 1,0 – при эвакуации 25 чел. и более и 0,8 - при эвакуации менее 25 чел. через одну дверь.

     G_ж = 3420*0,6*1*2,3^1,5 = 7158 кг/ч или 1,99 кг/с.

     Удаление  дыма из коридоров и холлов следует проектировать системами с искусственным побуждением, к ним допускается присоединять не более двух дымовых шахт.

     При расчете системы следует принимать удельный вес дыма 6 Н/м³, температуру дыма 300 ⁰С и поступление воздуха в коридор через открытые двери на лестничную клетку или наружу.

     Дымовые клапаны следует размешать на дымовых шахтах под потолком коридора или холла. Допускается присоединение  дымовых клапанов к шахтам на ответвлениях, но не более двух ответвлений от шахты на этаже. Радиус действия дымового клапана – 15 м; в одну из сторон допускается принимать 20 м. Длина коридора, обслуживаемого одним дымоприемным устройством не более 30 м.

     Дымовые клапаны следует выбирать по данным заводов изготовителей.

     Дымовой клапан этажный для противодымной защиты жилых зданий, предназначенный для автоматического открывания проема в шахте дымоудаления с основными параметрами:

     площадь проходного сечения не менее; м²       0,2

     габаритные  размеры В*Н, мм*мм                600*800

сопротивление закрытого клапана газопроницанию не менее 1/кг*1/м                                          40000

     предел огнестойкости не менее, ч                 1,0

     инерционность срабатывания не более, с         15

     закрывание клапана                              ручное

     Клапан  состоит из сварного шита с отверстием, которое закрывается крышкой. На щите закреплен электромагнит, стопор, конечный выключатель и ограничитель предельного положения открытой крышки.

     Стопор должен надежно удерживать крышку в закрытом положении и освобождать при срабатывании электромагнита. Угол откидывания крышки 45 + 5 град.

     К установке принимаем дымовые  клапаны КДП-5 со свободным проходом a=0,2 м².

     Массовая скорость дыма в клапане: M=G_ж/a=1,99/0,2=9,95 кг/(с*м²). Скоростное давление при плотности дыма 0,61 кг/м³ равно (νp)²/2p=9,95²/(2*0,61) = 81,1 Па.

     Неплотность притворов дымового клапана определяется расходом воздуха, просасываемого через закрытый клапан G_к, кг/с - должна приниматься по данным завода-изготовителя, но не должна превышать нормативной величины:

G_х = 0,0112(А_к*∆Р_з)0,5    (2)

     где А_к - площадь проходного сечения клапана, 0,2м²; ∆Р_з - разность давлений, Па, по обе стороны клапана.

     Системы с дымовыми шахтами и воздуховодами, как правило для жилых зданий применяют из строительных материалов; плотность их должна быть не ниже класса «Н» по СНиП 2.04.05-91.

     Потери  давления в дымовом клапане, Па, рекомендуется  определять по формуле:

     ∆Р₁ = К_Т(j₁+j₂)(vp)²/2p    (3)

     К_Т - поправочный коэффициент. Для дыма, поступающего в дымовой клапан, следует принимать с поправкой на загрязненность дыма 1,3;К_Т равно 0,66 при температуре газа 300⁰С, 0,55 при 450⁰С и 0,45 при 600⁰С. Температуры соответствуют нормативной величине удельного веса газа 6, 5 и 4 Н/ м³ или плотности 0,61; 0,51и 0,41 кг/м³;

     j₁- коэффициент сопротивления входа в дымовой клапан и далее в дымовую шахту, с коленом 90⁰, принимается равным 2,2;для клапанов, образующих при входе в шахту колено под углом 45⁰, рекомендуется принимать j₁= 1,32;

     j₂- коэффициент сопротивления присоединения дымового клапана к шахте или к ответвлению определяется по расчету; для непосредственного присоединения клапана типа клапана КДП-5 к стенке шахты рекомендуется j₂ = 0,3;

     vr - массовая скорость дыма в клапане кг/(м²);

     r - плотность дыма из коридоров и холлов 6/9,81 =0,61 кг/м³.

     Потери давления в клапане равняются:

     ∆Р₁ = 0,66*(1,32 + 0,2)*81,1 = 81,4 Па.

     Проектируем дымовую шахту сечением a=0,25 м². Массовая скорость в сечении шахты на первом участке M=G_ж/a=1,99/0,25=7,96 кг/(с∙м²) при рекомендуемой скорости 7-10кг/(с∙м²). Скоростное давление на первом участке (νp)²/2p=7,96²/(2*0,61)= 52 Па.