Вентиляторы осевые подпора воздуха

Вентиляторы осевые подпора воздуха: конструкция, принцип действия и применение в системах противодымной защиты

Вентиляторы осевые подпора воздуха (ВОПВ) представляют собой специализированное электромеханическое оборудование, предназначенное для создания избыточного давления в защищаемых объемах зданий и сооружений с целью предотвращения распространения продуктов горения при пожаре. Их основная задача – обеспечить условия для безопасной эвакуации людей по путям эвакуации (лестничным клеткам, лифтовым шахтам, тамбур-шлюзам) и создать условия для работы пожарных подразделений. В отличие от общеобменных вентиляторов, ВОПВ относятся к категории противопожарного оборудования, что накладывает строгие требования к их конструкции, материалам, электроприводу и сертификации.

Принцип действия и ключевые функции

Принцип действия осевого вентилятора подпора основан на создании направленного воздушного потока, ось которого параллельна оси вращения рабочего колеса. Воздух перемещается вдоль оси вращения за счет аэродинамического воздействия лопаток (крыльчатки). В системах противодымной защиты этот поток нагнетается в строго определенные зоны, создавая в них избыточное давление (подпор) относительно смежных помещений или наружной атмосферы.

Ключевые функции ВОПВ:

• Защита путей эвакуации от задымления. Поддерживая в лестничной клетке давление 20-150 Па (в зависимости от типа и этажности здания), вентилятор предотвращает проникновение в нее дыма через неплотности дверных проемов, открытые окна или двери на этажах.
• Обеспечение незадымляемости лифтовых шахт и тамбур-шлюзов. Это критически важно для работы пожарных лифтов и организации поэтапной эвакуации.
• Создание условий для удаления дыма. Системы подпора работают в комплексе с системами дымоудаления (вытяжными). Организованный подпор «вытесняет» дым через вытяжные шахты и клапаны, не позволяя ему распространяться по всему зданию.
• Подача воздуха в верхнюю часть атриумов и больших пространств для создания воздушного потока, направляющего дым к вытяжным устройствам.

Конструктивные особенности и состав агрегата

Стандартный вентилятор осевой подпора воздуха представляет собой моноблочный агрегат, смонтированный на единой раме. Его конструкция отличается повышенной надежностью и соответствием требованиям пожарной безопасности.

• Рабочее колесо (крыльчатка). Изготавливается из листовой стали (чаще всего углеродистой или нержавеющей) с лопатками аэродинамического профиля. Количество лопаток варьируется от 3 до 12 в зависимости от требуемых аэродинамических характеристик и уровня шума. Колесо статически и динамически сбалансировано.
• Электродвигатель. Устанавливается во взрывозащищенном или защищенном исполнении (степень защиты не ниже IP54). Для ВОПВ используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Класс нагревостойкости изоляции – не ниже F (155°C). Двигатель должен сохранять работоспособность в течение времени, необходимого для эвакуации (обычно не менее 1-2 часов при температуре транспортируемой среды 400°C).
• Кожух (обечайка). Цилиндрический корпус, изготавливаемый из стали. Внутренняя поверхность часто имеет звукопоглощающее покрытие. Зазор между концами лопаток и кожухом минимален для повышения эффективности.
• Обратный клапан. Обязательный элемент конструкции. Предотвращает обратную тягу и неконтролируемое движение воздуха через вентилятор при его остановке. Клапаны бывают лепестковыми (гравитационными) или с электроприводом.
• Вибрационные опоры или рама с амортизаторами. Служат для гашения вибраций, передаваемых на строительные конструкции.
• Огнезащитные материалы. Все элементы, включая раму, окрашиваются термостойкими красками. Кабельные вводы выполняются с использованием огнестойких уплотнений.

Классификация и основные технические параметры

Вентиляторы осевые подпора классифицируются по нескольким ключевым признакам.

По направлению вращения и установки:

• Правого вращения (колесо вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны всасывания).
• Левого вращения (против часовой стрелки).
• Универсальные (с возможностью изменения направления вращения переполюсовкой двигателя).

По конструктивному исполнению:

• Канальные (встраиваемые). Устанавливаются непосредственно в разрыв воздуховода. Наиболее распространенный тип.
• Крышные. Монтируются на кровле с специальными стаканами для забора наружного воздуха.
• Стеновые. Устанавливаются в проемах наружных стен с защитными решетками.

Основные технические параметры, регламентируемые при подборе:

• Производительность (расход воздуха), Q (м³/ч). Определяется расчетом, исходя из объема защищаемого пространства, количества открытых дверей, воздухопроницаемости ограждающих конструкций и требуемого избыточного давления.
• Полное давление, P (Па). Сумма статического и динамического давления, которое должен развивать вентилятор для преодоления аэродинамического сопротивления сети (воздуховодов, клапанов, решеток). Для систем подпора обычно находится в диапазоне 300-1000 Па.
• Частота вращения, n (об/мин). Как правило, 1000, 1500 или 3000 об/мин. Влияет на шумовые характеристики.
• Уровень звуковой мощности, Lw (дБ). Критичный параметр для жилых и общественных зданий.
• Температура транспортируемой среды. Для ВОПВ стандартный диапазон от -30°C до +400°C. Двигатель должен быть изолирован от горячего потока.
• Исполнение по электробезопасности. Двигатель должен соответствовать классу защиты I (заземление) или II (двойная изоляция).

Требования нормативных документов и сертификация

Проектирование, производство и монтаж ВОПВ строго регламентируется. Основные документы в РФ:

• Федеральный закон № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
• СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности».
• СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».
• ГОСТ Р 53302-2009 «Оборудование противодымной защиты зданий и сооружений. Вентиляторы. Метод испытаний на огнестойкость».
• ГОСТ Р 53303-2009 «Оборудование противодымной защиты зданий и сооружений. Клапаны противопожарные. Метод испытаний на огнестойкость».

Каждый вентилятор подпора воздуха подлежит обязательной сертификации в системе МЧС России. Сертификат подтверждает соответствие требованиям пожарной безопасности, в частности, способности работать при высоких температурах дымовых газов в течение нормируемого времени.

Особенности монтажа, пусконаладки и эксплуатации

Монтаж ВОПВ должен выполняться специализированными организациями в строгом соответствии с проектной документацией и паспортом изделия.

• Место установки. Как правило, в отдельных вентиляционных камерах с огнестойкими ограждениями или на технических этажах. Должен быть обеспечен свободный доступ для обслуживания.
• Подключение к воздуховодам. Соединение с сетью противопожарных воздуховодов (огнестойкостью EI) осуществляется через гибкую вставку из негорючего материала для компенсации вибраций. Все стыки должны быть герметизированы.
• Электропитание. Осуществляется по отдельным линиям от щитов управления противодымной вентиляцией (ЩУПВ). Обязательно наличие автоматического выключателя и устройства защиты двигателя (тепловое реле). Питание должно относиться к категории надежности I (по ПУЭ) – от двух независимых источников с АВР.
• Автоматика и управление. ВОПВ запускаются автоматически по сигналу от системы пожарной сигнализации или автоматического пожаротушения для конкретной зоны. Обязательно наличие дистанционного пуска от кнопок, установленных у пожарных кранов или на этажных площадках, а также местного пуска от щита управления.
• Эксплуатация. Требует регулярного технического обслуживания: проверки креплений, состояния виброизоляторов, работоспособности обратного клапана, контроля затяжки клеммных соединений, измерения сопротивления изоляции. Не реже одного раза в месяц проводится пробный пуск вхолостую или на сеть.

Сравнительная таблица: Осевые vs Радиальные вентиляторы подпора

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли использовать обычный промышленный осевой вентилятор в системе подпора?

Нет, категорически запрещено. Обычный вентилятор не имеет сертификата пожарной безопасности, его двигатель не рассчитан на длительную работу при температуре 400°C, конструкция не включает обязательный обратный клапан и не соответствует требованиям по огнестойкости материалов. Его применение приведет к отказу системы в критический момент и повлечет административную ответственность.

2. Как часто нужно испытывать вентиляторы подпора?

Согласно Правилам противопожарного режима в РФ, проверка работоспособности систем противодымной защиты (включая запуск вентиляторов) должна проводиться не реже одного раза в квартал. Ежегодно должны проводиться комплексные испытания с измерением параметров (давления, расхода) и оформлением акта.

3. Что важнее при подборе: производительность или давление?

Оба параметра критичны и взаимосвязаны. Подбор осуществляется по аэродинамической характеристике сети. Сначала расчетным путем определяется необходимая производительность и требуемое давление в точке подключения. Затем по сводному графику характеристик вентилятора и сети выбирается агрегат, рабочая точка которого (пересечение характеристик) удовлетворяет расчетным значениям с запасом 10-15%.

4. Как быть, если при испытаниях давление в лестничной клетке не достигает нормы?

Возможные причины: недостаточная производительность вентилятора, неверный расчет, утечки воздуха через неплотности в ограждающих конструкциях (отсутствие уплотнений на дверях, открытые окна), неисправность или заклинивание обратного клапана, ошибки в настройке системы автоматики. Требуется обследование системы специалистами проектной и монтажной организаций.

5. Нужно ли устанавливать частотный преобразователь (ЧРП) на двигатель ВОПВ?

Установка ЧРП не является обязательной, но часто рекомендуется. Она позволяет точно регулировать производительность для поддержания стабильного давления при разном количестве открытых дверей, снизить пусковые токи и энергопотребление. Однако сам ЧРП должен быть установлен вне пожароопасной зоны, а алгоритм его работы должен гарантировать выход вентилятора на полную мощность при любом аварийном сценарии.

6. Каков средний срок службы ВОПВ?

Средний расчетный срок службы качественного ВОПВ при соблюдении условий эксплуатации и графика ТО составляет 10-15 лет. Наиболее уязвимые элементы, требующие регулярной проверки и замены: подшипники двигателя, элементы виброизоляции, уплотнения обратного клапана.

Заключение

Вентиляторы осевые подпора воздуха являются высокоспециализированным и критически важным инженерным оборудованием, от безотказной работы которого зависят человеческие жизни. Их выбор, проектирование систем с их применением, монтаж и эксплуатация должны осуществляться с неукоснительным соблюдением норм пожарной безопасности и технических регламентов. Понимание конструктивных особенностей, принципов работы и нормативной базы позволяет специалистам энергетического и строительного комплекса принимать грамотные технические решения, обеспечивающие надежную защиту объектов от задымления в случае возникновения пожара.