Высотные здания — это объекты повышенного риска, где традиционные методы борьбы с задымлением оказываются неэффективными. Противодымная вентиляция (ПДВ) здесь является не просто вспомогательной инженерной сетью, а критически важной системой жизнеобеспечения.
1. Специфика высотного строительства
Проектирование ПДВ в зданиях выше 28 метров (условная высота работы пожарных лестниц) сталкивается с уникальными физическими вызовами:
- Эффект «дымовой трубы» (Stack Effect): Из-за разницы температур внутри и снаружи здания возникает перепад давления. Зимой теплый воздух стремится вверх по шахтам, что может привести к неконтролируемому распространению дыма на верхние этажи даже без участия вентиляторов.
- Длительная эвакуация: В небоскребах процесс вывода людей может занимать более часа. Система ПДВ должна сохранять работоспособность в условиях экстремальных температур дольше, чем в обычных зданиях.
- Критичность лифтовых шахт: В высотках лифты для пожарных — единственный способ оперативной доставки личного состава и оборудования к очагу.
2. Структура системы ПДВ
Система состоит из двух функциональных блоков, работающих в тандеме:
Вытяжная противодымная вентиляция
Ее задача — удаление дыма из коридоров и помещений на этаже пожара.
- Дымоприемные устройства: Клапаны, устанавливаемые под потолком (где концентрация дыма максимальна).
- Вентиляторы дымоудаления: Мощные установки, способные перекачивать газы с температурой $400-600°С.
Приточная противодымная вентиляция (Подпор воздуха)
Создает избыточное давление в «чистых» зонах, вытесняя дым.
- Лестничные клетки: Защищаются подпором, чтобы люди могли спускаться в безопасной среде.
- Лифтовые шахты: Подпор превращает шахту в защищенный вертикальный канал.
- Зоны безопасности: Специальные помещения для маломобильных групп населения, где поддерживается избыточное давление и подается свежий воздух.
3. Ключевые проектные решения
Вертикальное зонирование
Невозможно обеспечить стабильное давление одной системой на 50 этажах. Проектировщики разделяют здание на пожарные отсеки по высоте. Каждая зона (обычно 10–15 этажей) обслуживается автономными вентиляторами. Это исключает перепады давления, при которых на нижних этажах дверь невозможно открыть, а на верхних — дым проникает внутрь.
Распределенная подача воздуха
Для лестниц типа Н2 (с подпором) в высотках неэффективно подавать воздух только в одну точку. Применяется распределенная подача — воздух вводится на нескольких уровнях (например, каждые 3–5 этажей). Это выравнивает давление по всей высоте лестничной клетки.
Компенсация вытяжки
Удаление больших объемов дыма создает в коридорах разрежение. Если не компенсировать его притоком, эвакуационную дверь «присосет» к раме давлением, и люди не смогут выйти. Проектирование ПДВ обязательно включает системы приточной компенсации, подающие наружный воздух в нижнюю зону коридора.
4. Расчетные параметры и моделирование
Проектирование базируется на строгих математических расчетах:
- Давление: В защищаемых объемах должно быть от 20 Па (минимум для отсечения дыма) до 150 Па (максимум, при котором человек может открыть дверь).
- Скорость воздуха: В проемах открытых дверей путей эвакуации скорость воздуха должна быть не менее 1.3 м/с, чтобы «сдувать» врывающийся дым.
- Температурный режим: Расчет воздуховодов на огнестойкость (маркировка EI). Для главных шахт высоток этот показатель часто составляет EI 120 или EI 180 (2-3 часа сопротивления огню).
5. Алгоритм срабатывания
Современная ПДВ полностью автоматизирована и интегрирована с системой пожарной сигнализации:
- При обнаружении дыма отключается общеобменная вентиляция (чтобы не разносить огонь).
- Закрываются огнезадерживающие клапаны в местах пересечения воздуховодами стен.
- Открываются дымовые клапаны на этаже пожара.
- Запускаются вентиляторы вытяжки и подпора.
- Лифты автоматически опускаются на основной посадочный этаж и открываются.
Заключение
Проектирование ПДВ в высотных зданиях — это баланс между мощностью оборудования и физическими ограничениями человеческих возможностей (усилие на дверь). Использование моделирования воздушных потоков (CFD) и четкое зонирование систем являются стандартом, гарантирующим выживание людей в случае чрезвычайной ситуации.