Системы дымоудаления

Дымоудалением называется процесс удаления дыма и подачи очищенного воздуха системой противодымной приточно-вытяжной вентиляции.
Такие системы необходимы, если существует вероятность возникновения высокой концентрации дыма и опасных для здоровья и жизни газов, предотвращают их дальнейшее распространение, обеспечивают безопасную эвакуацию людей при возникновении пожара.
Системы дымоудаления необходимы в любом здании или сооружении, но их значение особенно важно там, где передвижение ограничено – в метрополитене, шахтах, тоннелях, лифтах, больницах, лестничных клетках, высотных зданиях с множеством коридоров, во всех помещениях без естественной вентиляции
Пожар может привести к панике и без системы дымоудаления к гибели людей из-за дезориентации при эвакуации.
Задачи системы дымоудаления:
- Контроль возникновения пожароопасной ситуации и оповещение;
- Автоматическое открывание окон для проветривания;
- Поддержание необходимой концентрации кислорода в помещениях в течение времени, достаточного для эвакуации людей.
Применение систем дымоудаления может значительно изменить динамику распространения пожара.

Системы дымоудаления делятся на:
- Статистические. Система отключает вентиляцию, блокируя распространение дыма в другие помещения здания.
- Динамические. Вентиляторы могут и удалять дым, и подавать чистый воздух в помещение.
Такие системы в настоящее время наиболее востребованы

Дымоудаление можно осуществлять через уже проложенные воздуховоды. Для этого необходимо покрыть вентиляционные каналы огнеупорным составом. Но лучше всё-таки проложить отдельные коммуникации. Это позволит не пустить дым в другие помещения.
В системах используют воздуховоды и вентиляторы, которые могут эксплуатироваться длительное время при воздействии высоких температур.
Оборудование системы может размещаться внутри помещений или в отдельных вентиляционных отсеках.

Принцип действия
В случае возникновения пожара, задымленности система открывает люки и окна для естественного проветривания. Благодаря избыточному давлению, создаваемому вентиляторами, возникает сквозняк.
Система может включаться вручную при помощи пульта и автоматически, получив сигнал от датчиков дыма или возгорания.
При желании можно установить дополнительные датчики и проветривание будет осуществляться ежедневно.

Состав системы:
- Вентилятор для удаления дыма - уменьшают концентрацию дыма и газов;
- Вентиляторы подпора воздуха - повышают давление;
- Клапаны дымоудаления - обеспечивают прием дыма и направляют его в дымовые шахты;
- Воздуховоды - для перемещения дыма из помещения наружу,
- Огнесдерживающие клапаны - блокируют распространение дыма в вытяжных системах.

Системы также подразделяют на:
- естественного дымоудаления;
- принудительного дымоудаления.

1. Системы естественного дымоудаления
Удаление дыма происходит через дымовые люки, шахты с автоматическими клапанами и через так называемые незадуваемые фонари.
Дымовые люки устанавливают, например, над сценой в театрах, концертных залах и т.д. Управление осуществляется дистанционно при помощи лебедки: либо с пожарного поста, либо с планшета сцены.
В производственных зданиях применяются автоматические незадуваемые фонари с включением открывания у выходов. В больницах в случае пожара применяется автоматическое открывание фонарей на лестничных клетках.
В складских помещениях с высокими стеллажами применяют фонари или вытяжные шахты. Для удаления дыма в одноэтажных зданиях также применяют системы с естественным дымоудалением через шахты с клапанами или через открываемые фонари.
Из помещений в цокольных этажах дым может удаляться через оконные проемы нормируемых размеров.
На лестничных переходах, на каждом этаже устанавливают застекленные или открытые проемы в перекрытиях или в наружных стенах. На дверях, ведущих из коридоров, устанавливают доводчики.

2. Системы принудительного дымоудаления
Применяются:
- для удаления дыма из коридоров через шахты из огнеупорного материала.
Осуществляется при помощи вытяжки, автоматических клапанов на каждом этаже. Вентиляторы включаются при получении сигнала от датчиков пожарной сигнализации или при нажатии кнопки в пожарном шкафу;
- в общественных зданиях до 10 этажей с коридорами без естественного освещения, при необходимости эвакуации более 50 человек;
- в подвальных производственных помещениях без окон;
- в многоэтажных зданиях, библиотеках, архивах, на складах бумаги, войлока и т.д.

Требования к пожарной сигнализации.
В одной зоне (комнате, помещении) должно быть минимум:
- 3 датчиков при подлючении их в шлейфы двухпороговых централей или в адресные шлейфы;
- 4 датчика при включении их в 2 шлейфа однопороговых централей по 2 датчика на каждый шлейф.
Запуск системы рекомендуется осуществлять, применяя одновременно дымовые пожарные датчики и спринклерную систему пожаротушения.
Запрещается одновременная эксплуатация системы автоматического пожаротушения (порошковой, газовой, аэрозольной) и дымозащиты.

Требования к системам к проектированию и эксплуатации системы дымовой защиты.
.
- Не реже одного раза в месяц проводить испытание системы защиты с ручным включением вентиляторов или от пожарных датчиков;
- еженедельно проверять состояние вентиляторов, механизмов, клапанов, заслонок; замков, целостность пломб на электрощитах и защитного стекла на кнопках ручного пуска;
- периодически очищать от грязи и пыли решетки вентиляции, клапаны, плавкие замки, исполнительные механизмы, концевые выключатели; проверять натяжение ремней трансмиссии вентиляционных агрегатов, проверять исправность электрических устройств, вентиляционных установок, целостность каналов воздуховодов;
- проверять наличие табличек и инструкций к органах управления системой;
- проверять исправность устройств для автоматического закрывания дверей;

Вентиляторы системы дымоудаления устанавливаются в отдельных от вентиляторов других систем помещениях и от вентиляторов подпора воздуха.
В каналах дымоудаления и подпора воздуха запрещена прокладка других коммуникаций.
Сигналы о пожаре и включения в работу защиты в высотных зданиях должны передаваться на местный диспетчерский пункт.
В дежурном режиме дымовые клапаны должны быть закрыты.
Системы оповещения о пожаре должны передавать сигналы оповещения по всему зданию, и только при необходимости последовательно или выборочно в отдельные помещения здания.
Порядок использования систем оповещения указывается в инструкциях по эксплуатации и планах эвакуации, с обязательным указанием лиц, имеющих право приводить систему в действие.
Количество, размещение и мощность извещателей должны обеспечивать определенную слышимость во всех местах где находятся люди. Динамики не должны иметь регуляторов громкости, подключение их к сети необходимо выполнять без разъемных устройств.
Для передачи оповещений и управления эвакуацией возможно использование радиотрансляционных и других сетей, имеющихся на предприятии.

Систему дымоудаления и подпора воздуха следует проектировать согласно требованиям СНиП 2.04.05.
В зависимости от функционального назначения сооружений необходимо дополнительно учитывать требования ДБН В.2.2-9, ДБН В.2.2-15, ДБН В.2.3-15, ДБН В.2.2-24, ДБН В.2.2-23 ДСТУ EN 12101-1, ДСТУ EN 12101-2 и других нормативных документов.

Требования на проектирование систем дымоудаления не распространяются:
- на помещения, в которых дым распространяется дольше, чем необходимо для эвакуации из помещения. Время эвакуации для конкретных типов помещений указывается в нормативных документах.
- на помещения площадью менее 200 кв.м., оборудованные системами водяного или пенного пожаротушения, кроме помещений категорий А и Б;
- на помещения с системами автоматического газового пожаротушения;
- на помещения категорий В, площадью менее 36 кв.м.

Проблемы проектирования
Существуют некоторые проблемы в проектировании и в дальнейшей эффективности системы дымоудаления.
Расположение огнестойких перегородок влияет на разводку воздуховодов. Их размещают перед проектированием вентиляции. Изменение расположения указанных перегородок позже может стать большой проблемой для проектировщика системы дымоудаления. Перемещение перегородок может повлечь за собой переделку разводки воздуховодов, особенно если для каждой зоны задымления установлена отдельная приточная установка.

Системы рекуперации.

В системах вентиляции для подогрева, поступающего снаружи воздуха, используется чаще всего такой элемент, как калорифер. Калориферы бывают водяными и электрическими.
Существуют также и другие нагревательные установки, такие как тепловой насос, солнечный коллектор и т.д.
Холодный воздух поступает в помещение, подогревается, и плохой воздух с примесью углекислого газа и других вредных веществ снова попадает на улицу. Происходит постоянный воздухообмен.
Возникает один логический вопрос. Ведь наружу выходит теплый воздух, на подогрев которого потрачена энергия. Есть ли возможность использовать снова эту энергию на подогрев вновь поступающего снаружи холодного воздуха?
Для этих целей предназначен рекуператор — специальный блок, в котором приточный холодный воздух подогревается за счет теплообмена с выводимым наружу уже нагретым воздухом. Кроме тепловой энергии, рекуператоры могут утилизировать и влагу.
Систему монтируют в тепло- и звукоизоляционный корпус.
В него помещают сам рекуператор, приточный и вытяжной вентиляторы, фильтры, электрический или водяной нагреватель.

Рассмотрим, какие они бывают по конструкции.

1. Пластинчатые.
Представляют собой набор разделенных между собой пластин из оцинкованной стали. Между ними проходит вытяжной (теплый) и приточный (холодный) воздух.
Потоки теплого и холодного воздуха не перемешиваются. В итоге происходит теплообмен из-за одновременного нагрева и охлаждения листов с обеих сторон.
Пластинчатый рекуператор является одним из самых популярных, так как недорогой в производстве и небольшой по размерам.
Преимущества системы с пластинчатым теплообменником перекрестного тока:
- показатель рекуперации может достигать 80%;
- не имеет подвижных частей;
- практически не нуждается в обслуживании;
- отсутствует смешение приточного и вытяжного воздуха.

Из недостатков - риск обмерзания рекуператора зимой со стороны вытяжной установки из-за непрерывного появления конденсата.
Такие рекуператоры имеют среднюю эффективность, но, благодаря относительно невысокой цене и небольшим габаритам, быстрой окупаемости, широко применяются в небольших системах – например, для коттеджей, магазинов.

2. Роторные.
Устанавливают на более крупных объектах - в больших домах и на предприятиях.
Роторные рекуператоры передают тепло благодаря вращающемуся ротору, который установлен между входным и выходным каналом.
В такой системе увеличивается вероятность попадания грязного воздуха и запахов в приточный канал. Это обусловлено открытостью конструкции.
Несмотря на этот недостаток, роторные рекуператоры обладают очень высокой эффективностью (отношение реально полученного к максимально возможному количеству тепла). Показатель рекуперации достигает 95% (зависит от скорости вращения ротора). Поэтому такие системы и стоят очень дорого.
Блок состоит из короткого цилиндра, внутри которого близко друг к другу продольно расположены слои гофрированной стали. Ось вращения ротор направлена в сторону приточно-вытяжной установки.
Через цилиндр рекуператора проходит сначала вытяжной, затем приточный воздух. Стальные пластины по очереди нагреваются и остывают, отдавая при этом тепловую энергию приточному холодному воздуху. Это самая эффективная конструкция для рекуперации тепла, несмотря на ее большие габариты.
Среди преимуществ системы с вращающимся теплообменником (ротором) такие:
- возможность возврата влаги;
- простота обслуживания;
- экономия длины центрального кондиционера;
- низкие потери давления;
- низкая опасность обмерзания;
- самая высокая экономичность.

3. Камерные.
В таких рекуператорах заслонка разделяет камеру напополам. Теплый воздух, удаляемый из помещения, сначала нагревает одну половину камеры. Заслонка передвигается и меняет направление потока, и холодный воздух снаружи уже нагревается от подогретых стенок камеры. И так повторяется процесс снова.
Камерные рекуператоры являются конструкциями открытого типа. Эффективность достигает 70-80%.

4. Трубчатые.
Являются закрытой конструкцией с системой трубок, заполненных хладагентом (фреоном), который испаряется в процессе нагревания удаляемым воздухом. Вдоль этих трубок проходит воздух, поступающий снаружи. Появляющийся конденсат снова переходит в жидкое состояние.
Такой рекуператор обладает довольно низкой эффективностью - до 65%, но имеет относительно низкую стоимость.
Чаще всего устанавливают как дополнительную систему вентиляции и отопления или кондиционирования в небольших домах.

Существуют еще системы с промежуточным теплоносителем (СПТ). Состоят из двух теплообменников, в которых при помощи насоса циркулирует раствор этиленгликоля.
Имеет следующие преимущества:
- возможно достичь уровня рекуперации до 75%;
- канал притока и вытяжки могут быть разнесены на расстояние;
- необходимо мало места для монтажа;
- хороший вариант для модернизации существующих установок;
- возможны многофункциональные решения.

Выбор типа рекуператора зависит от размера и количества этажей здания, конструкции помещений, индивидуальных пожеланий заказчика.

Рекуператоры, кроме классификации по конструкции, различают еще:
- по схеме относительного движения теплоносителей: прямоточные и противоточные;
- по назначению: конденсаторы и испарители, подогреватели воздуха, газа, жидкостей и т.д.;
Подразделяются также на 2 группы: активные и пассивные.
- Активные.
В работе рекуператора используется насос и теплообменник.
- Пассивные.
Система использует естественные потоки теплого и холодного воздуха. В земле прокладывается система воздуховодов, имеющая выход наружу. Так как температура грунта на протяжении года меняется незначительно по сравнению с атмосферной, создается разница температур.
Зимой холодный воздух, попадая в систему вентиляции, нагревается, проходя по воздуховодам в грунте, обменивается теплом в теплообменнике с встречным вытяжным потоком.
Летом температура воздуха на улице, соответственно, выше температуры грунта, и очищенный теплый воздух, проходя через теплообменник и воздуховоды под землей, охлаждается, и в помещение поступает прохладный воздух.

Возможен централизованный и децентрализованный монтаж систем вентиляции с рекуперацией тепла.
Централизованный монтаж может осуществляться при наличии в здании приточно-вытяжной вентиляции. Желательно, чтобы система была полностью автоматизирована.
Децентрализованный монтаж - если нет системы принудительной вентиляции, например в обычных многоквартирных домах и загородных коттеджах.
Основным достоинством применения систем рекуперации является не только экономия энергозатрат, необходимых для обогрева помещений, но и создание благоприятной, здоровой и комфортной атмосферы, пригодной для жизни и эффективной трудовой деятельности.

В системе вентиляции с рекуператором показатель избытка воздуха отвечает гигиеническим нормам, даже при закрытых окнах и безветренной погоде. Во вновь поступающем воздухе отсутствуют вредные вещества – углекислый газ и влага эффективно удаляются их помещения. Благодаря применению системы фильтрации – уличная пыль, разнообразные микрочастицы остаются снаружи, а в помещение попадает только чистый воздух.
Если грамотно спроектировать и сделать монтаж системы вентиляции, то вытяжку вполне можно заменить системой рекуперации. Запахи не будут распространяться внутри здания, а будут удалены системой. Это позволит сэкономить на покупке, монтаже и сервисе вытяжки.

Достоинством систем рекуперации всех типов является реализация принципа накопления уже произведенной тепловой энергии и повторного ее использования. При этом:
- значительно снижаются затраты на отопление,
- уменьшается нагрузка на систему отопления; возможен отказ от большей части обычного отопительного оборудования.
- улучшается качество воздуха внутри помещений;
- сокращается срок окупаемости оборудования;
- снижаются затраты на монтаж системы благодаря применению калорифера меньшей мощности;
- снижается количество выбросов тепла в атмосферу.

Системы, способные экономить любые виды энергии, в том числе тепловую, становятся все более востребованными из-за постоянного роста цен на энергоносители.
При этом и государство начинает вынуждать на законодательном уровне инвестировать
в энергетически эффективные решения, определяет политику экономии энергоресурсов, в том числе и для систем вентиляции и кондиционирования.

Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры служат для обеспечения требуемых технологических показателей по двум направлениям: влажность и температура. Такие кондиционеры востребованы в следующих областях: серверные компьютерные помещения, места, где размещены высокоточные станки, управляемые числовыми программами, системы телекоммуникаций. Большие требования предъявляются к функции точной регулировки микроклиматических показателей. Это объясняется тем, что здесь недопустимы никакие механические деформации, которые могут произойти из-за перепадов температуры и влажности. Накопленные электрозаряды тоже могут привести к выходу из рабочего состояния высокочувствительные элементы данного электронного оборудования. Традиционные установки комфортного кондиционирования не способны выдать необходимую точность в регулировке, в этом преимущество прецизионных кондиционеров.

Системы испарения со встроенным воздушным конденсатором
Кондиционеры такого вида состоят из двух установок. Одна установка - это наружный воздухоохлаждаемый конденсатор, отводящий тепловую энергию из помещения. Вторая установка находится внутри помещения, она состоит из внутреннего блока с компрессором, испарителем, вентилятором и панелью управления. Обе установки соединены герметичными фреоновыми контурами-трубками. Простота монтажа такой системы охлаждения и ее обширный диапазон по производительности стали причиной ее распространенности.
Кондиционеры с воздушным конденсатором бывают разного типа, различающиеся по мощности. Модификация может быть с нижней или верхней подачей воздуха, с разными режимами охлаждения и регулировки влажности. Самая низкая наружная температура, при которой способно работать экстра-низкотемпературный агрегат – минус сорок градусов.

Системы непосредственного испарения со встроенным водяным конденсатором
В кондиционерах этого типа водоохлаждаемый конденсатор и основной блок – одно целое, то есть он моноблочный. Охлажденная вода может подаваться, например, от градирни. Конденсатор можно также охлаждать водогликолевой смесью, которая циркулирует в теплообменнике в замкнутом контуре, так называемый «сухой охладитель». Эти кондиционеры хороши тем, что их можно эксплуатировать в очень низкой температуре, благодаря водогликолевой смеси, которая регулирует замерзание.
Кондиционеры с водяным конденсатором бывают трех типов мощности: от малой од большой. По модификации различаются раздачей воздуха, она бывает нижняя и верхняя. Режим охлаждения, электроподогрев и влажность можно регулировать.

Системы, работающие с использованием холодной воды.
Самую простую конструкцию, в отличие от установок непосредственного испарения, имеют кондиционеры, использующие в своих установках охлажденную воду. Для охлаждения воздуха таким кондиционерам требуется бесперебойное наличие холодной воды, подаваемой, допустим, от чиллера. В установку встроен теплообменник, обеспечивающий устойчивое охлаждение воздуха и работающий на воде. А благодаря встроенному трехходовому клапану расход охлажденной воды теплообменником может регулироваться. Благодаря этой функции можно точно регулировать температуру воздуха вокруг установленного кондиционера, используя холодную воды.
Раздача воздуха в этих моделях может осуществляться как с нижней части установки, так и с верхней, работая в разных режимах охлаждения и электроподогрева. Также можно отрегулировать влажность.

Системы двойного охлаждения.
Прецизионные кондиционеры состоят из двух независимых систем охлаждения. Первая состоит из теплообменника для холодной воды, которая подается посредством чиллера. Вторая – это фреоновый испаритель со встроенным конденсатором. Используются кондиционеры такого вида в тех ситуациях, когда холодная вода от чиллера или другой системы водоснабжения происходит нерегулярно, с перебоями. Как только подача воды прекращается, микропроцессорный контроллер, встроенный в кондиционер двойного охлаждения, начинает задействовать фреоновый контур.
Эти кондиционеры выпускаются в разных конфигурациях: оснащенные воздухоохлаждаемым конденсатором и оснащенные водоохлаждаемым конденсатором. Раздача воздуха может осуществляться как с верхней части установки, так и с нижней. По сути, это две разные системы охлаждения, которые объединили в одном кондиционере, получив возможность более эффективно использовать системы охлаждения, ориентируясь на сложившиеся условия. Такие системы очень надежны в работе.

Системы с энергосберегающим режимом.
Эти системы сочетают систему двойного охлаждения и систему непосредственного испарения с гликолевым контуром. В гликолевый контур дополнительно встроен теплообменник-экономайзер. Такой кондиционер в условиях высокой наружной температуры использует при работе исключительно систему непосредственного испарения, и с перепуском гликолевой смеси мимо экономайзера. В условиях низкой температуры внешней среды охлаждающая жидкость протекает клапан экономайзера.
Система полностью отключается, если температура наружного воздуха падает до величины, при которой теплопритоки покрываются.
Преимущества этих кондиционеров в их энергосберегающей функции и долгом сроке службы компрессора. Раздача воздуха может быть нижней и верхней, сочетая разные режимы охлаждения, электроподогрева и регулировки влажности. Наиболее выгодное энергопотребление установки в разных эксплуатационных условиях обеспечивает микропроцессорный контроллер.

Помимо сложных систем охлаждения существуют шкафы, выполняющие практически такие же функции. Шкафы бывают нескольких типов: большие, средние и малые модели.
Большие объемы воздуха способны охладить шкафы с нисходящим потоком. Они равномерно распределяют воздух, благодаря его прохождению в воздухораспределительном пространстве фальшполов.
Шкафы с восходящим потоком распределения воздуха работают при помощи системы воздуховодов или свободного пространства подвесного потолка.
Такие агрегаты систем охлаждения могут быть с воздухоохлаждаемым или водоохлаждаемым конденсатором. Воздухоохлаждаемый намного надежнее, он устойчивей к коррозии и его можно использовать в любых температурных условиях. Водоохлаждаемые агрегаты нуждаются в постоянной подаче воды, что осуществляется за счет какого-либо источника воды.

Для обеспечения микроклимата базовым станциям систем сотовой связи используются три разных типа агрегатов. Встроенные моноблоки, настенные и сплиты. Все эти модификации оснащены «свободным» охлаждение и воздушным клапаном, который обеспечивает подачу свежего воздуха.