Расчёт системы дымоудаления связывает пожарный сценарий, геометрию дымовой зоны и аэродинамику сети: расход нельзя корректно назначить только по кратности воздухообмена или площади помещения. Для подготовки решений по противодымной вентиляции и увязки их с другими системами объекта важно заранее определить исходные данные, проверить действующие требования и рассчитать рабочие режимы оборудования. Подробнее о составе работ можно узнать на странице проектирование систем дымоудаления. Ниже — порядок расчёта, критерии выбора оборудования и ограничения, которые следует учитывать при оценке скорости в воздуховодах.
По какой методике считают
Расчётную основу могут составлять Методические рекомендации ВНИИПО к СП 7.13130.2013, опубликованные в 2013 году: М.: ФГБУ ВНИИПО, 2013, 58 с. Для механического дымоудаления в них рассматриваются пожарный сценарий, расход продуктов горения и аэродинамика сети; для естественного удаления учитывают площадь и характеристики проёмов, температурное и ветровое воздействие.
МР разрабатывались к СП 7.13130.2013, поэтому применять их следует вместе с действующей редакцией СП и требованиями, применимыми к конкретному объекту. В СП появилось приложение Е с методикой определения минимального количества дымоприёмных устройств для механической вытяжной системы и минимального расстояния между ними. Перед выпуском проекта проверяют редакцию документа и даты вступления изменений в силу: рекомендации 2013 года не следует автоматически считать единственным актуальным нормативным способом расчёта.
Расчёт дымоудаления начинают с определения защищаемых зон и сценариев пожара, а не с подбора вентилятора. Для каждого сценария устанавливают требуемые расходы, рассчитывают сопротивление сети и проверяют совместную работу вытяжной и компенсирующей приточной систем. Такой расчёт противодымной вентиляции здания должен быть увязан с планировкой, противопожарными решениями и проектными режимами автоматики.
Для объекта автостоянки состав исходных данных и сценариев имеет свои особенности; отдельный пример рассмотрен в статье о расчёте дымоудаления автостоянки. Для зданий с естественным удалением полезно также ознакомиться с материалом статья о естественном дымоудалении.
Исходные данные
До расчётов составляют перечень входных параметров по каждой системе и предусмотренному пожарному сценарию. Недостающие значения нельзя подменять типовыми цифрами: их получают из проекта, задания на проектирование, договора либо актуальной редакции нормативного документа.
- Назначение, геометрия и планировка здания, этажность, высоты помещений, коридоров и шахт.
- Границы дымовых зон, отметки проёмов и возможные пути перетекания дыма.
- Расчётный очаг пожара: его положение, тепловыделение и принятый сценарий развития.
- Горючая нагрузка и параметры, влияющие на температуру и расход дымовых газов.
- Климатические условия площадки, температура наружного воздуха, скорость и направление ветра.
- Размеры и расположение дымоприёмных устройств, клапанов, фрамуг, люков и воздухозаборов.
- Трассировка сети, длины и сечения воздуховодов, фасонные элементы, шахты и возможные утечки.
- Характеристики вентиляторов и клапанов: температура, давление, пропускная способность и режим работы.
- Схема компенсирующей подачи наружного воздуха и условия её включения.
Климатические параметры принимают по применимым нормативам, а ветер — по данным для территории застройки. Для естественного дымоудаления скорость ветра и температурное воздействие могут заметно влиять на располагаемую тягу, поэтому расчёт естественного дымоудаления требует проверки параметров проёмов и условий их размещения, а не только суммарной площади.
На этом этапе фиксируют, какие помещения защищаются механической вытяжкой, какие — естественной, где размещены дымоприёмные устройства и как организован приток. Расчёты дымоудаления зданий выполняют по системам и сценариям, исключая неоднозначность в том, какие клапаны, вентиляторы и элементы автоматики должны сработать одновременно.
Расход продуктов горения
СП 7.13130.2013 связывает расход продуктов горения с мощностью тепловыделения очага, теплопотерями через ограждения и каналы, температурой удаляемых газов, наружными условиями, положением дверей и окон, а также геометрией защищаемого пространства. В МР ВНИИПО массовый расход из горящего помещения определяют на основе уравнения неразрывности для дымового слоя с учётом его средней плотности, толщины и площади сечения; учитываются также тепловыделение и температура слоя. Поэтому расчёт дымоудаления при пожаре нельзя свести к универсальной кратности воздухообмена.
- Для выбранного сценария задают положение и параметры очага, затем определяют характеристики дымового слоя.
- Рассчитывают массовый расход удаляемых продуктов горения непосредственно из помещения либо перенос дыма в коридор или смежную зону, если это предусмотрено сценарием.
- Переводят массовый расход в объёмный с учётом расчётных температуры и плотности газов.
- Учитывают расположение дымоприёмников, подсосы и аэродинамическое сопротивление каналов, фасонных частей и оборудования.
- Проверяют компенсирующую подачу воздуха и условия, при которых она не нарушает устойчивость дымового слоя и работу других систем.
Так определяют объём дымоудаления для конкретного режима, а не абстрактную производительность вентилятора. В расчёте учитывают утечки через каналы и закрытые клапаны, если этого требуют проектные условия и применимые положения СП. Конкретное численное значение расхода без геометрии здания, пожарного сценария и характеристик сети определить нельзя.
Расчёт дымоудаления из помещения также зависит от границ дымовой зоны. Её площадь устанавливается с учётом планировки, противопожарного деления и нормативных ограничений для соответствующего типа помещений; выбирать зону только ради удобства получения нужного расхода нельзя. Сначала определяют допустимые зоны и места дымоприёмных устройств, затем проводят расчёт вентиляции дымоудаления для предусмотренных сценариев.
При совместной работе вытяжки и притока проверяют массовый баланс и перепады давления. Для отдельных режимов СП устанавливает конкретные требования к подаче воздуха и давлению; применимые значения выбирают по действующей редакции документа и проектной схеме, а не переносят автоматически из условий другого типа помещения.
Скорость воздуха в воздуховодах дымоудаления
Единой универсальной нормируемой скорости для всех участков воздуховодов дымоудаления назначать нельзя: единого предельного значения для всех систем свод правил не устанавливает. Скорость определяют аэродинамическим расчётом для конкретного участка, а требования сверяют с действующей редакцией СП, типом канала, проектом и характеристиками оборудования. Поэтому запрос «скорость воздуха в воздуховоде дымоудаления нормы» не имеет одного численного ответа без указания объекта и участка сети.
Расчётная скорость связана с расходом и площадью сечения. При заданном объёмном расходе увеличение сечения уменьшает скорость, но влияет на габариты, трассировку и стоимость сети; уменьшение сечения увеличивает потери давления и может вывести вентилятор из требуемого режима. Подбор проверяют по всей трассе, включая отводы, переходы, тройники, клапаны и дымоприёмники.
На вопрос, какая скорость воздуха в воздуховоде дымоудаления, отвечают расчётом, а не справочным числом: оценивают допустимые потери давления, шум, габариты, прочность и огнестойкость каналов. Скорость в воздуховоде дымоудаления и скорость в шахте дымоудаления могут различаться из-за сечений, расходов и местных сопротивлений. Скорость в воздуховоде системы дымоудаления подтверждают рабочей точкой вентилятора; скорость воздуха в системе дымоудаления нормы проверяют применительно к конкретным требованиям проекта.
Формулировки «скорость в системах дымоудаления», «скорость дымоудаления» и «скорость воздуха дымоудаление» часто используют как короткое обозначение параметров потока, но сами по себе они не задают нормативный предел. Аналогично запросы «скорость в системе дымоудаления нормы» и «скорость в воздуховоде дымоудаления» требуют уточнить тип системы и расчётный участок. Для естественной схемы естественное дымоудаление скорость зависит от площади и характеристик проёмов, температурного напора и ветра; её оценивают в рамках расчётного сценария, а не переносят из механической сети.
Практическая проверка включает расчёт скоростей по участкам, суммирование сопротивлений сети и сопоставление полученного давления с характеристикой вентилятора. Если расчётная скорость приводит к чрезмерным потерям или неудобным габаритам, корректируют трассу и сечения, затем повторно проверяют расход. Нельзя считать, что высокая скорость автоматически означает эффективное дымоудаление: важны расход через нужные дымоприёмники и устойчивость всей системы.
Подбор вентиляторов, клапанов, фрамуг и люков
Оборудование выбирают после определения расчётных расходов и аэродинамики сети. Ключевые параметры дымоудаления — рабочий расход, полное давление, температурный режим, пропускная способность устройств, утечки и последовательность срабатывания. Понятие «система дымоудаления мощность» не заменяет расчёт рабочей точки вентилятора: мощность электродвигателя подбирают по требуемому режиму и характеристикам агрегата.
| Элемент | Критерии выбора | Что проверить в проекте |
|---|---|---|
| Вентилятор | Расчётный объёмный расход, полное давление, температура перемещаемых газов и требуемое время работы. | Рабочую точку по кривой производителя, запас по сопротивлению сети, электропитание и режим автоматики. |
| Клапан дымоудаления | Требуемый расход, потери давления, исполнение и рабочий режим. | Фактическое проходное сечение, аэродинамическое сопротивление, герметичность и документы на изделие. |
| Фрамуга или люк | Расчётная площадь и характеристики проёма, его положение и условия естественной тяги. | Ветровое и температурное воздействие, свободное открывание, привод и команду системы управления. |
| Воздуховоды и шахты | Расход по участкам, сечение, потери давления и условия размещения. | Огнестойкость, прочность, герметичность, соединения и сопротивления фасонных элементов. |
Вентилятор проверяют по характеристике производителя для расчётного расхода и полного давления, а не только по номинальной подаче. Учитывают сопротивление всей сети, включая клапаны и дымоприёмники, температурный режим и требуемую продолжительность работы. Документы на вентилятор и клапаны необходимы для подтверждения предусмотренных параметров системы.
Клапан нельзя считать элементом с нулевым сопротивлением: в расчёт включают его фактическое проходное сечение и потери давления. Для фрамуг и люков проверяют, что расчётная площадь и расположение соответствуют принятой схеме естественного удаления, а исполнительный механизм срабатывает в заданном режиме. Расчёт естественного дымоудаления рассматривает проёмы совместно с притоком, ветром и температурным напором.
ГОСТ Р 53300-2009 устанавливает методы приёмо-сдаточных и периодических испытаний систем противодымной вентиляции; фактические расходы сопоставляют с расчётными, а вентиляторы и клапаны проверяют в составе работающей системы. Это стандарт контроля и испытаний, а не замена проектного аэродинамического расчёта. После монтажа результаты измерений должны быть соотнесены с проектными режимами и документацией оборудования.
Типичные ошибки расчёта
- Назначать расход по кратности воздухообмена или площади комнаты без моделирования очага и дымового слоя.
- Использовать рекомендации ВНИИПО 2013 года без проверки актуальной редакции СП 7.13130 и применимых требований объекта.
- Назначать одну скорость для всех воздуховодов и выдавать инженерный ориентир за обязательную норму.
- Не учитывать сопротивление клапанов, фасонных частей, дымоприёмников, утечки и шахты.
- Выбирать вентилятор по номинальному расходу, не проверяя рабочую точку и полное давление в сети.
- Рассматривать вытяжку отдельно от компенсирующей подачи наружного воздуха и не проверять совместный режим.
- Принимать дымовую зону только по удобству компоновки, не сверяя её с планировкой и нормативными ограничениями.
- Для естественной системы игнорировать климатические данные, ветер, температурное воздействие и характеристики проёмов.
- Подменять неизвестные исходные параметры типовыми значениями без проектного основания.
Если расчёт выполняют поэтапно, ошибки выявляются раньше подбора оборудования: фиксируют сценарии и зоны, определяют расходы, считают сеть, затем сверяют рабочую точку и режимы автоматики. Именно такая последовательность отвечает на вопрос, как рассчитать противодымную вентиляцию, не подменяя инженерную задачу подбором оборудования по каталожной производительности.
Почему стоит обратиться в «Авитек Инжиниринг»
«Авитек Инжиниринг» выполняет проектирование, монтаж, ремонт и обслуживание инженерных систем зданий и наружных сетей в Москве и Московской области. В работе участвуют собственные специалисты и техника компании. При подготовке решений учитывают исходные данные объекта, проектные требования и увязку инженерных систем. Это позволяет рассматривать расчёт и последующую реализацию как последовательные этапы работы.
Итог
Расчёт системы дымоудаления начинается с актуальной нормативной основы, исходных данных и пожарных сценариев. Расход продуктов горения определяют по параметрам очага и дымового слоя, затем рассчитывают аэродинамику сети, подбирают оборудование и проверяют совместную работу вытяжки и компенсации. Универсальной скорости для всех воздуховодов нет: её устанавливают для каждого участка расчётом и подтверждают рабочей точкой вентилятора. Если исходных параметров недостаточно, значения берут из проекта, договора или действующей редакции документа — не заменяют предположениями.