Вентиляторы осевые дымоудаления
Вентиляторы осевые дымоудаления: конструкция, принцип действия и применение в системах противодымной защиты
Осевые вентиляторы дымоудаления (ВОД) представляют собой специализированное инженерное оборудование, предназначенное для принудительного удаления продуктов горения, высокотемпературных газов и дыма из защищаемых объемов зданий и сооружений при возникновении пожара. Их основная задача – обеспечить эвакуационные пути и зоны безопасности свободными от дыма, снизить температуру и концентрацию токсичных веществ, что критически важно для сохранения жизни людей и работы пожарных подразделений. В отличие от общеобменных, вентиляторы дымоудаления проектируются и испытываются для работы в экстремальных условиях.
Конструктивные особенности и отличия от общеобменных вентиляторов
Конструктивно осевой вентилятор дымоудаления состоит из следующих ключевых элементов:
- Кожух (цилиндрический корпус): Изготавливается из листовой стали повышенной толщины. Предназначен для минимизации деформаций при термическом воздействии.
- Электродвигатель: Устанавливается вне воздушного потока (исполнение с выносными опорами или на отдельной стойке), что защищает его от перегрева дымовыми газами. Двигатели для ВОД имеют повышенный класс нагревостойкости изоляции (как правило, не ниже H, 180°C) и специальные пропитки.
- Рабочее колесо (крыльчатка): Лопасти изготавливаются из алюминиевых сплавов или углеродистой стали, имеют особый аэродинамический профиль, рассчитанный на работу с газами низкой плотности. Колесо статически и динамически сбалансировано.
- Присоединительный фланец: Стандартизирован для монтажа к воздуховодам круглого сечения. Обеспечивает герметичное соединение.
- Обратный клапан (встроенный или внешний): Критически важный элемент, предотвращающий обратную тягу и распространение дыма по системе в режиме ожидания. Клапан должен быть огнестойким (огнезадерживающим).
- По рабочему температурному режиму и времени работы:
- 300°C – 120 мин.
- 400°C – 120 мин. (наиболее распространенный класс).
- 600°C – 90/120 мин. (для высотных зданий и зданий с повышенной пожарной опасностью).
- По конструктивному исполнению:
- Канальные (для монтажа в разрыв воздуховода).
- Крышные (в исполнении «капля» или со специальной станцией).
- Стеновые (для монтажа в проем наружной стены).
- По наличию обратного клапана: со встроенным клапаном, с выносным клапаном, без клапана (устанавливается отдельно).
- Установка должна производиться на несущие конструкции здания (перекрытия, стены, фермы), вибрация не должна передаваться на воздуховоды.
- Обязательно наличие виброизолирующих вставок между вентилятором и воздуховодом.
- Для крышных вентиляторов необходима надежная гидроизоляция узла прохода через кровлю и защита от обледенения.
- Электропитание должно осуществляться по отдельной линии, относящейся к системам категории надежности ЭСН I (особой группы). Часто требуется подключение к источникам бесперебойного питания (ИБП) или дизель-генераторам.
- Цепи управления и контроля должны быть выполнены огнестойкими кабелями с сохранением работоспособности в условиях пожара не менее времени работы вентилятора.
- Обязательно устройство дистанционного пуска от кнопок, расположенных у эвакуационных выходов с этажей или у поста пожарной охраны.
- Ежемесячный внешний осмотр, проверку состояния креплений, заземления, отсутствия препятствий для вращения крыльчатки.
- Ежеквартальную проверку работоспособности в режиме дистанционного и автоматического пуска (без нагрузки или с закрытой заслонкой, если это допускается производителем).
- Ежегодное комплексное обследование с измерением основных электрических параметров (ток холостого хода и под нагрузкой), проверкой сопротивления изоляции, виброакустических характеристик.
- Раз в три года (или в срок, указанный производителем) – детальную диагностику подшипниковых узлов, смазку, проверку состояния лопаток рабочего колеса.
- Прокладку отводящего воздуховода от вентилятора непосредственно наружу по кратчайшему пути.
- Огнестойкость этого участка воздуховода не менее EI 45-150 (в зависимости от требований к противопожарной преграде, которую он пересекает).
- Наличие сертифицированного огнезадерживающего клапана на выбросе.
- Доступ для обслуживания и ремонта вентилятора.
Главные отличия от общеобменных осевых вентиляторов:
| Параметр | Осевой вентилятор дымоудаления | Общеобменный осевой вентилятор |
|---|---|---|
| Рабочая температура | До 400°C (стандартно 2 часа) или 600°C (1 час) в соответствии с ГОСТ Р 53302-2009 и СП 7.13130.2013. | До 40-60°C для стандартных исполнений. |
| Материалы | Термостойкие стали, жаропрочные подшипниковые узлы, теплоизолированные или выносные двигатели. | Обычная сталь, пластик, стандартные подшипники и двигатели. |
| Исполнение двигателя | Вне потока газа, с повышенным классом изоляции. | Часто в потоке (для компактности), стандартный класс изоляции. |
| Назначение | Работа в аварийном режиме при пожаре. Не предназначен для постоянной вентиляции. | Постоянная или периодическая работа для воздухообмена. |
| Требования к сертификации | Обязательная сертификация в системе МЧС (пожарный сертификат). | Сертификация не требуется или проводится по электробезопасности. |
Принцип действия и место в системе противодымной защиты
Принцип действия основан на создании осевого (продольного) потока газов вдоль вращающейся крыльчатки. Лопасти, имеющие угол атаки, захватывают воздух (дым) и перемещают его параллельно оси вращения. В системах противодымной вентиляции ВОД устанавливаются, как правило, на кровле или у наружных стен здания в конце вытяжной дымовой шахты. Они включаются автоматически по сигналу от системы пожарной сигнализации или автоматического пожаротушения для конкретной зоны (секции) дымоудаления.
Система дымоудаления всегда работает в паре с системой подпора воздуха: ВОД удаляет дым, а вентиляторы подпора подают наружный воздух в лифтовые шахты, тамбур-шлюзы и эвакуационные пути, создавая избыточное давление и предотвращая их задымление.
Классификация и основные технические параметры
Классификация осевых ВОД осуществляется по нескольким ключевым признакам:
Основные технические параметры, которые определяют выбор вентилятора:
| Параметр | Обозначение | Единица измерения | Комментарий |
|---|---|---|---|
| Производительность (расход воздуха) | L | м³/ч | Определяется расчетом, исходя из площади помещения, высоты дымового слоя и кратности. Ключевой параметр для обеспечения необходимой скорости удаления дыма. |
| Полное давление | P | Па | Должно преодолевать аэродинамическое сопротивление сети (воздуховодов, огнезадерживающих клапанов, глушителей, решеток). Для осевых ВОД обычно не превышает 500-800 Па. |
| Частота вращения | n | об/мин | Как правило, 1500 или 3000 об/мин. Влияет на шумность и производительность. |
| Уровень звуковой мощности | Lw | дБ | Важен для жилых и общественных зданий. Может требовать установки шумоглушителей. |
| Класс защиты электродвигателя | IP | — | Для крышных исполнений обычно не ниже IP54, для внутренних – IP44. |
| Исполнение взрывозащиты | — | — | Для помещений с категориями по взрывопожарной опасности А, Б (например, окрасочные цеха, склады ЛВЖ). Маркировка, например, 1ExdIIBT4. |
Требования нормативных документов и порядок монтажа
Проектирование, монтаж и приемка систем дымоудаления регламентируется строгим набором нормативных документов: Федеральные законы (№123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»), своды правил (СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности»), ГОСТы (ГОСТ Р 53302-2009 «Оборудование противодымной защиты. Клапаны вентиляционные. Метод испытаний на огнестойкость»).
Ключевые требования к монтажу осевых ВОД:
Эксплуатация, испытания и техническое обслуживание
Вентиляторы дымоудаления находятся в режиме постоянной готовности. Регламент технического обслуживания (ТО) включает:
По результатам периодических проверок составляется акт установленной формы. Любые неисправности должны устраняться немедленно, так как отказ оборудования в момент пожара ведет к катастрофическим последствиям.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Можно ли использовать один вентилятор для дымоудаления и для общеобменной вентиляции?
Нет, это запрещено нормами пожарной безопасности (СП 7.13130.2013). Вентилятор дымоудаления является специализированным аварийным оборудованием и не предназначен для постоянной эксплуатации. Использование одного вентилятора для двух целей приведет к его преждевременному износу, а также к загрязнению воздуховодов общеобменной системы сажей и продуктами горения после срабатывания.
Как рассчитать необходимую производительность вентилятора дымоудаления?
Расчет выполняют по методике, изложенной в СП 7.13130.2013 (Приложение П). Он основан на определении расхода дыма в зависимости от типа помещения (офис, торговый зал, склад и т.д.), его площади, высоты и вида пожарной нагрузки. Для помещений площадью до 1600 м² часто используется упрощенный метод, связывающий производительность с площадью и выбранной кратностью воздухообмена (как правило, 10 крат для приточных систем подпора и соответствующий расчет для вытяжных). Окончательный расчет должен производиться проектировщиком.
Чем отличается осевой вентилятор дымоудаления от радиального (крышного центробежного)?
Осевые ВОД создают меньшее давление (до 500-800 Па), но при этом могут обеспечивать большие расходы воздуха при сравнительно компактных размерах и меньшем энергопотреблении. Они оптимальны для систем с низким аэродинамическим сопротивлением. Радиальные (центробежные) вентиляторы дымоудаления развивают высокое давление (свыше 1000 Па), что необходимо для протяженных систем воздуховодов со множеством поворотов и огнезадерживающих клапанов. Они, как правило, более габаритны и дороги.
Что важнее при выборе: производительность (м³/ч) или давление (Па)?
Оба параметра критически важны и взаимосвязаны. Вентилятор должен обеспечивать расчетный расход воздуха (производительность) именно при том давлении, которое требуется для преодоления сопротивления конкретной сети воздуховодов. Рабочая точка (пересечение характеристики сети и характеристики вентилятора) должна лежать в зоне максимального КПД вентилятора. Выбор только по производительности без учета давления приведет к тому, что в реальной системе вентилятор не сможет выдать нужный расход.
Как часто нужно проводить испытания вентиляторов дымоудаления под нагрузкой?
Проверка работоспособности в режиме автоматического и дистанционного пуска проводится ежеквартально. Однако, длительные испытания под полной нагрузкой (с открытыми огнезадерживающими клапанами) проводятся реже – обычно при приемке системы в эксплуатацию и после любых значительных ремонтов, так как они создают сильную нагрузку на электросеть, механические части и могут привести к выбросу пыли и грязи из воздуховодов в помещения. Порядок должен быть регламентирован в инструкции по эксплуатации и локальных актах объекта.
Можно ли установить вентилятор дымоудаления внутри помещения, а не на кровле?
Да, такое исполнение (канальное или стеновое) допустимо. Однако при этом необходимо обеспечить:
Кровельный монтаж часто предпочтительнее, так как минимизирует длину дымовых воздуховодов внутри здания.