Вентиляторы подпор воздуха и дымоудаления

Вентиляторы подпора воздуха и дымоудаления: конструкция, нормы, проектирование и монтаж

Системы противодымной защиты (СПДЗ) являются критически важным элементом безопасности любого современного здания. Их основная задача – обеспечение эвакуации людей и условий для работы пожарных подразделений. Два ключевых компонента СПДЗ – вентиляторы дымоудаления (ВД) и вентиляторы подпора воздуха (ВПВ). Их совместная работа управляется автоматикой и регламентируется строгими строительными нормами.

1. Назначение и принцип совместной работы систем

Вентиляторы дымоудаления предназначены для удаления дыма и продуктов горения из защищаемых объемов: коридоров, холлов, атриумов, лестничных клеток. Они устанавливаются на вытяжных воздуховодах системы дымоудаления и включаются автоматически при срабатывании пожарной сигнализации в соответствующей зоне. Удаление дыма предотвращает его распространение по путям эвакуации, снижает температуру и концентрацию токсичных веществ.

Вентиляторы подпора воздуха создают избыточное давление (подпор) в лифтовых шахтах, тамбур-шлюзах и, что наиболее важно, на незадымляемых лестничных клетках типов Н1, Н2 и Н3. Это давление препятствует проникновению дыма в эти зоны безопасности при открывании дверей во время эвакуации.

Принцип совместной работы: Системы работают синхронно. При возникновении пожара в первую очередь запускаются вентиляторы дымоудаления для удаления дыма из коридора или помещения. Одновременно или с небольшой задержкой включаются вентиляторы подпора воздуха на соответствующих лестничных клетках. Это создает управляемый воздушный поток от зоны безопасности (лестница) через открытую дверь в зону задымления (коридор), где дым отводится вытяжными системами. Таким образом, на путях эвакуации поддерживается зона, свободная от дыма.

2. Конструктивные особенности и типы вентиляторов

Вентиляторы для СПДЗ относятся к радиальным (центробежным) вентиляторам. Они должны соответствовать особым требованиям по огнестойкости и термостойкости.

2.1. Вентиляторы дымоудаления (ВД)

• Корпус и рабочее колесо: Изготавливаются из углеродистой стали повышенной толщины. Колесо обычно имеет лопатки, загнутые вперед или назад, для создания необходимого давления и расхода.
• Термостойкость: Должны обеспечивать работоспособность в течение определенного времени (как правило, 1-2 часа) при перемещении газов с температурой до 600°C (для вытяжки из помещений) и до 400°C (для вытяжки из коридоров). Используются специальные термостойкие подшипниковые узлы и смазка.
• Исполнение: Чаще всего – крышные исполнение (ВДКР) для монтажа на кровле с специальными шумо-виброизолированными основаниями, либо канальные/обычные для размещения в специальных помещениях.
• Электродвигатель: Устанавливается вне воздушного потока (выносной монтаж на отдельной раме с ременной передачей) для защиты от перегрева. Для маломощных моделей допускается прямое соединение с колесом, если двигатель имеет соответствующий температурный класс изоляции.

2.2. Вентиляторы подпора воздуха (ВПВ)

• Требования к температуре: Работают с наружным воздухом нормальной температуры, поэтому не требуют такой термостойкости, как ВД. Однако их корпуса также должны иметь предел огнестойкости.
• Ключевое требование: Способность создавать строго нормируемое избыточное давление в защищаемых объемах. Для этого часто комплектуются частотными преобразователями (ЧП) для плавной регулировки производительности.
• Исполнение: Могут быть как крышными, так и устанавливаться на фасаде здания или в специальных помещениях на технических этажах. Важно обеспечить забор чистого воздуха с наветренной стороны здания.

3. Нормативные требования и расчет параметров

Проектирование СПДЗ регламентируется сводами правил: СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности» и СП 485.1311500.2020 «Установки пожарной сигнализации и системы противопожарной защиты».

3.1. Основные расчетные параметры для ВД:

• Расход дыма: Определяется по методике СП 7.13130. Для помещений до 1600 м² – 1 кг/с на 1000 м², для помещений свыше 1600 м² – по сложным аэродинамическим расчетам. Для коридоров – не менее 24000 м³/ч на один дымоприемный прибор.
• Температура газов: Принимается 600°C для помещений, 400°C для коридоров.
• Аэродинамическое сопротивление сети: Рассчитывается с учетом длины воздуховодов, местных сопротивлений (клапаны, зонты) и требуемого давления на оголовке для преодоления ветрового подпора.

3.2. Основные расчетные параметры для ВПВ:

• Избыточное давление: На лестничных клетках типа Н2 и в лифтовых шахтах – не менее 20 Па относительно смежных помещений. На лестничных клетках типа Н3 – от 20 до 150 Па (регулируется в зависимости от этажа). В тамбур-шлюзах – не менее 20 Па, а при открытой двери – скорость воздуха в проеме не менее 1.3 м/с.
• Расход воздуха: Рассчитывается исходя из количества открытых дверей на путях эвакуации (как правило, не менее одной двери на этаже пожара и на этаже выше) и скорости истечения воздуха через их проемы для создания требуемого давления.

Таблица 1. Сравнительные характеристики ВД и ВПВ

Параметр	Вентилятор дымоудаления (ВД)	Вентилятор подпора воздуха (ВПВ)
Основная функция	Удаление дыма и продуктов горения	Создание избыточного давления в зонах безопасности
Температура перемещаемой среды	До 400-600°C	Наружный воздух (до +35°C)
Ключевое требование	Термостойкость и время работы при высокой температуре	Точное поддержание заданного избыточного давления
Типичное расположение	Крышное, в вытяжных шахтах	Крышное, на фасаде, в помещении
Особенности электропривода	Часто выносной, с ременной передачей	Часто с частотным преобразователем для регулировки
Нормативный документ на испытания	ГОСТ Р 53302-2009 (огнестойкость воздуховодов), требования по температуре	ГОСТ Р 53302-2009, требования по давлению

4. Комплектующие и управление

Система не состоит только из вентиляторов. В ее состав входят:

• Огнезадерживающие клапаны (ОЗК): Устанавливаются на воздуховодах для блокировки распространения огня и дыма по вентиляционным каналам. В режиме дымоудаления открываются только в зоне пожара.
• Дымовые клапаны (КД): Устанавливаются в местах забора дыма (под потолком защищаемых помещений или коридоров).
• Воздуховоды: Для систем дымоудаления – из черной стали толщиной не менее 0.8 мм, с пределом огнестойкости EI (потеря целостности и теплоизолирующей способности) не менее требуемого по проекту (обычно EI 60-90).
• Шкафы управления (ШУ): Обеспечивают автоматический и дистанционный пуск/останов вентиляторов по сигналу от системы пожарной сигнализации (СПС) или автоматической установки пожаротушения (АУПТ). Контролируют состояние заслонок, наличие давления в сети подпора, положение частотного преобразователя. Имеют режимы ручного и автоматического управления.

5. Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж должен выполняться специализированными организациями, имеющими соответствующие лицензии СРО.

• Виброизоляция: Крышные вентиляторы устанавливаются на виброизолированные основания (рамки) для предотвращения передачи шума и вибрации на строительные конструкции.
• Герметичность соединений: Все фланцевые соединения воздуховодов должны быть уплотнены термостойкими материалами (например, асбестовый шнур).
• Защита от атмосферных воздействий: Крышные вентиляторы комплектуются зонтами, а их электродвигатели должны иметь соответствующее климатическое исполнение.
• Обслуживание: Регламентное техническое обслуживание включает: проверку работоспособности, очистку рабочих колес и корпусов от загрязнений, контроль натяжения ремней (для ВД с ременным приводом), проверку состояния подшипников, измерение сопротивления изоляции, пробные пуски. Проверка систем в полном составе с замерами давлений и расходов проводится не реже одного раза в год.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Можно ли использовать обычный вентилятор общего назначения для системы дымоудаления?

Ответ: Категорически нет. Вентиляторы дымоудаления являются специализированным оборудованием, сертифицированным для работы при высоких температурах в течение нормируемого времени. Обычный вентилятор при температуре дыма 400°C быстро выйдет из строя: деформируется колесо, разрушатся подшипники, произойдет пробой изоляции электродвигателя.

В2: Почему вентилятор подпора часто комплектуется частотным преобразователем?

Ответ: Частотный преобразователь позволяет плавно регулировать производительность вентилятора, точно поддерживая заданное избыточное давление в лестничной клетке независимо от количества открытых дверей (меняющегося аэродинамического сопротивления сети). Это обеспечивает энергоэффективность и стабильность работы системы.

В3: Как определяется место установки дымоприемных устройств (дымовых клапанов) в коридоре?

Ответ: Согласно СП 7.13130, дымоприемные устройства должны размещаться под потолком коридора на расстоянии не более 45 м друг от друга, а также в каждой его конечной части. Площадь, обслуживаемая одним клапаном, не должна превышать 900 м². В коридорах длиной менее 15 м допускается установка одного клапана.

В4: Что такое «незадымляемая лестничная клетка типа Н1, Н2, Н3» и как это влияет на выбор системы подпора?

Ответ: Это типы лестничных клеток, защищенных от задымления разными способами.

• Н1: Вход на лестницу с этажа через открытую воздушную зону (балкон, лоджию, внешний переход). Подпор воздуха на ней не требуется.
• Н2: Лестница внутри здания, но с подпором воздуха на лестничную клетку при пожаре.
• Н3: Вход на лестницу через тамбур-шлюз с подпором воздуха (постоянным или включаемым при пожаре). Вентиляторы подпора воздуха обязательны для типов Н2 и Н3.

В5: Как часто нужно испытывать системы противодымной защиты?

Ответ: Комплексные испытания (опробование) с замерами основных параметров (давление, скорость воздуха) должны проводиться не реже одного раза в два года (рекомендуется ежегодно). Проверка работоспособности автоматического и дистанционного пуска от кнопок и от системы пожарной сигнализации – не реже одного раза в квартал. Все проверки фиксируются в журнале эксплуатации.

В6: Каковы основные причины несоответствия давления на лестничной клетке проектным значениям?

Ответ: Наиболее частые причины:

• Неправильная настройка или неисправность частотного преобразователя ВПВ.
• Неучтенные утечки воздуха через неплотности в дверях лестничной клетки, монтажных швах, неправильно уплотненные дверные притворы.
• Заблокированные или не полностью открытые огнезадерживающие клапаны на воздуховодах подпора.
• Загрязнение или повреждение рабочего колеса вентилятора.
• Ошибки в аэродинамическом расчете сети на этапе проектирования.

Заключение

Вентиляторы подпора воздуха и дымоудаления – это высокоспециализированное инженерное оборудование, от корректного выбора, проектирования, монтажа и обслуживания которого напрямую зависят жизни людей. Их работа базируется на строгих нормативных требованиях, учитывающих физику распространения дыма и газовых потоков при пожаре. Успешная реализация проекта СПДЗ возможна только при комплексном подходе, включающем грамотный расчет, применение сертифицированного оборудования, квалифицированный монтаж и регулярное техническое обслуживание с инструментальным контролем параметров. Пренебрежение любым из этих этапов сводит на нет эффективность всей системы противодымной защиты.