Klimatyzacja - Elektronika S.A.

Artykuł Dodaj artykuł

YORK-NOVENCO - system kontroli dymu na parkingach zamkniętych

Na całym świecie zaznacza się wyraźna tendencja do budowania konstrukcji podziemnych. Jedną z najlepiej znanych budowli tego typu są parkingi podziemne.

Na całym świecie zaznacza się wyraźna tendencja do budowania konstrukcji podziemnych. Jedną z najlepiej znanych budowli tego typu są parkingi podziemne. Parkingi podziemne buduje się w miejscach gromadzenia się ludzi, na przykład w centrach handlowych, teatrach i budynkach biurowych.

Największym problemem na całkowicie zamkniętych parkingach podziemnych jest bezpieczeństwo pożarowe, a w szczególności ewakuacja ludzi i dostęp straży pożarnej do miejsca pożaru. Jak powszechnie wiadomo, największe zagrożenie stanowi dym. Podczas pożaru na parkingu podziemnym dym nie może uchodzić na zewnątrz poprzez otwory w dachu. Ponadto, wysokość pomieszczenia jest ograniczona do 2,5-2,7 metra, czyli praktycznie nie występuje warstwa dymu pod stropem. Po kilku minutach parking wypełni się dymem na całej wysokości kondygnacji.

Oznacza to, że pojawia się potrzeba znalezienia nowego sposobu kontroli przemieszczania się dymu dla umożliwienia ucieczki i walki z pożarem. Dym unosi się do góry, podczas gdy strażacy muszą się dostać na dół, przez co napotykają dym zbyt wcześnie, co utrudnia lokalizację pożaru i akcję gaśniczą.

Technika wzdłużnej wentylacji tuneli

Istniejące metody wentylacji nie rozwiązują tego problemu.York-Novenco ma wieloletnie doświadczenie w wentylacji tuneli i wykorzystuje to doświadczenie przy wentylacji parkingów podziemnych.

Wentylacja wzdłużna to system, w którym powietrze jest dostarczane i usuwane w kierunku zgodnym z osią wzdłużną tunelu. Kanały powietrzne, niezbędne w systemach półpoprzecznych i pełnych poprzecznych, nie są potrzebne przy wentylacji wzdłużnej. W przypadku instalacji wzdłużnej, wytworzona przez czynniki zewnętrzne wzdłużna struga powietrza daje się łatwo kontrolować. W systemie wentylacji wzdłużnej, dopuszczalne prędkości powietrza nie są określone przez ograniczenia związane z kanałami.

Strugę wzdłużną można w zasadzie wytworzyć przy pomocy wentylatorów strumieniowych. Wentylatory te instaluje się w obrębie przekroju tunelu, tuż poza granicą przestrzeni użytkowej (patrz rys. 4). Ich działanie opiera się na zasadzie wtrysku. Wentylatory przemieszczają z dużą prędkością część powietrza w tunelu, dzięki czemu powstaje siła napędzająca pozostałe powietrze na skutek różnicy prędkości powietrza w tunelu i powietrza z wentylatora. Ta siła napędowa musi pokonać wszelkie rodzaje oporu, takie jak wiatr u wlotu lub wylotu tunelu, straty wlotowe i wylotowe, opór przepływu przez tunel, opór ze strony pojazdów i efekty termiczne w przypadku pożaru.
 

Rys. 1. Profil prędkości powietrza. Wentylatory z 2 prędkościami i wentylatory jednokierunkowe lub rewersyjne
Rys. 2. Profil strugi powietrza w zależności od lokalizacji wentylatorów

Badania przeprowadzone przez TNO w Fleerde, Amsterdam

Przedmiotem badań była Skuteczność wentylacji ciągu na zamkniętych parkingach.  We współpracy z firmą York-Novenco oraz Dyrekcją Generalną Robót Publicznych i Gospodarki Wodnej, Ośrodek Bezpieczeństwa Przeciwpożarowego TNO i odział TNO BBI przeprowadziły badania skuteczności wentylatorów strumieniowych w połączeniu z wentylatorami wyciągowymi i otworami wlotowymi na parkingach.

Badania polegały na przeprowadzeniu 18 kompleksowych testów pożarowych, pomiarów poszczególnych wentylatorów (odstęp, sufit wypoziomowany, sufit z belkami poprzecznymi) i symulacji badań przy użyciu prostych i skomplikowanych modeli obliczeniowych.

Celem badań było:

• Określenie skuteczności wentylatorów strumieniowych w kontroli rozprzestrzeniania się dymu i ciepła w przypadku pożaru na parkingu;
• Zbadanie możliwości sprawdzenia projektu układu wentylacji przy zastosowaniu prostych i skomplikowanych modeli obliczeniowych przy założeniu pożaru projektowego;
• Porównanie skuteczności systemów wentylacji strumieniowej i wentylacji bocznej w przypadku pożaru.

Badania pożarowe wykonano na parkingu Fleerde w Amsterdamie. Podczas badania 25% powierzchni parkingu było zajęte przez zaparkowane samochody. Do celów badania zwykle podpalano jeden samochód (i nie dopuszczano do rozprzestrzenienia się ognia na inne samochody), zaś w jednym teście badano rozprzestrzenianie się ognia na dwa sąsiednie pojazdy.

Podczas badań z wykorzystaniem ponad 200 punktów pomiarowych, w różnych miejscach parkingu dokonywano pomiarów takich wielkości jak: temperatura powietrza, wydzielenie ciepła, promieniowanie, gęstość dymu i prędkość powietrza, strata masy płonącego samochodu.

W wyniku badania uzyskano następujące wyniki:

• "Pożar projektowy" - schematyczne przedstawienie pożaru samochodu pod kątem RHS, czasu trwania pożaru i wytwarzania dymu w celu projektowania i monitorowania układów wentylacji z wykorzystaniem modeli obliczeniowych;
• Ogólny opis opcji i ograniczeń wentylacji z wykorzystaniem wentylatorów strumieniowych na parkingach podziemnych;
• Ocenę stosowalności prostych modeli projektowych;
• Ocenę opcji stosowania modeli polowych (Obliczeniowej Dynamiki Płynów) do symulacji sytuacji w przypadku pożaru oraz opis wymaganej metody.

Wnioski końcowe

Z badań można wyciągnąć następujące wnioski:

• Dowiedziono, że na podstawie wszechstronnych testów pożarowych można określić "pożar projektowy", jak opisano w niniejszym raporcie. Podobny schemat pożaru samochodu (określający RHR, czas trwania i wytwarzanie dymu) nie był dotychczas dostępny i jest wymagany do zaprojektowania i kontroli układów wentylacji przy użyciu modeli obliczeniowych;

• Stosując odpowiednio zaprojektowany układ wentylacji (wentylatory strumieniowe + wyciąg) można w wielu przypadkach i w pewnym stopniu ograniczyć rozprzestrzenianie się dymu w stronę przeciwną do kierunku wentylacji, aż do osiągnięcia odpowiedniego RHR. Wydajność układu musi być sprzężona z rozmiarem żądanego pożaru, tak aby przy takim rozmiarze pożaru mógł występować możliwy do przyjęcia przepływ wsteczny. Jeśli rozmiar pożaru się zwiększy, zwiększy się również przepływ wsteczny. Nie oznacza to jednak, że układ wentylacji nie będzie już dłużej użyteczny. Z uwagi na mieszanie i usuwanie dymu, temperatura i gęstość dymu pozostaną ograniczone. Oznacza to, że po stronie zawietrznej rozprzestrzenianie się ognia poprzez gorące gazy i promieniowanie będzie opóźnione, zaś po stronie nawietrznej, podczas działań straży pożarnej, układ będzie przez długi czas efektywnie pracował;

• Przepływy powietrza na parkingu w przypadku pożaru odbiegają znacznie od przepływów w warunkach normalnych. Test dymowy "na zimno" nie wystarcza do oceny, czy układ zapobiegnie przepływom wstecznym w przypadku pożaru samochodu;

• Przyjmowane w przeszłości narzędzia projektowe wentylacji strumieniowej opierały się na modelach obliczeniowych systemu wentylacji tuneli. Niniejszy projekt pokazał, że modeli tych nie można stosować do projektowania układów wentylacji strumieniowej na zamkniętych parkingach chyba, że wprowadzi się istotne zmiany. Badanie uzasadnia jednak dostatecznie konieczność wprowadzenia zmian;

• Pokazano, że metoda CFD może symulować główne cechy przepływów, temperatur i rozprzestrzeniania się dymu na parkingu przy zastosowaniu układu wentylacji strumieniowej w przypadku pożaru samochodu. Umożliwia to wstępną ocenę skuteczności takiego systemu. Dzięki temu nie trzeba już przeprowadzać kosztownych testów pożarowych dla każdego pojedynczego projektu;

• Dla symulacji CFD zasadnicze znaczenie ma modelowanie przepływu lokalnego blisko wylotów wentylatorów strumieniowych. Modelowanie to musi uwzględniać specyficzny typ wentylatora i jego lokalizację w obrębie parkingu względem sufitu, ścian i przeszkód. Udowodniono, że jest możliwe przeprowadzenie takiego modelowania na podstawie zmierzonego rozkładu prędkości w stanie zimnym;

• Pokazano, na podstawie znanych danych i wzorów, że konwencjonalny system wentylacji kanałowej bocznej zamkniętego parkingu nie działa;

• Zaleca się włączenie wentylacji wyciągowej natychmiast po wykryciu pożaru. Nie zakłóca to istniejącej stratyfikacji, zaś część dymu zostaje usunięta. Zaleca się niewłączanie wentylacji strumieniowej przed opuszczeniem miejsca pożaru przez znajdujących się w jego strefie ludzi;

• Zaleca się zainstalowanie układu natychmiastowego wykrywania pożaru, w celu sterowania systemu, wraz z alarmem i systemem ewakuacji. W praktyce preferowana jest - również z punktu widzenia ochrony przeciwpożarowej - detekcja temperatury, a nie detekcja dymu, z uwagi na liczbę fałszywych alarmów i konieczną konserwację.

Więcej informacji na łamach miesięcznika Chłodnictwo&Wentylacja nr 10/2004. www.chlodnictwo.euro-media.pl

Podobne artykuły