Вентиляторы противопожарные

Вентиляторы противопожарные: классификация, конструкция, применение и требования нормативных документов

Противопожарные вентиляторы (дымососы, вентиляторы подпора воздуха) являются специализированным инженерным оборудованием, предназначенным для управления перемещением дыма, тепла и токсичных продуктов горения в зданиях и сооружениях при возникновении пожара. Их основная задача — обеспечение безопасных условий для эвакуации людей и работы пожарных подразделений путем создания избыточного давления в незадымляемых зонах (лестничных клетках, лифтовых шахтах, тамбур-шлюзах) и удаления дыма из горящих помещений или коридоров. В отличие от общеобменных вентиляторов, они проектируются, изготавливаются и испытываются в соответствии с жесткими требованиями пожарной безопасности, гарантирующими их работоспособность в условиях высоких температур газовой среды в течение заданного времени.

Классификация и типы противопожарных вентиляторов

Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам: назначению, конструктивному исполнению, типу привода и месту установки.

1. По назначению и функциональному применению

• Вентиляторы дымоудаления (ДУ): Устанавливаются в системах вытяжной противодымной вентиляции. Их функция — удаление дыма и продуктов горения непосредственно из очага пожара (из защищаемого помещения) или из смежных с ним эвакуационных путей (коридоров, холлов). Работают в условиях высоких температур (до 600°C), отводя нагретую газовую среду наружу. Как правило, это радиальные (центробежные) вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед или назад.
• Вентиляторы подпора воздуха (ПД): Устанавливаются в системах приточной противодымной вентиляции. Создают избыточное давление в защищаемых объемах (лестничных клетках, лифтовых шахтах, тамбур-шлюзах), предотвращая их задымление. Подают наружный воздух, поэтому работают в условиях нормальной температуры среды. Могут быть как радиальными, так и осевыми.
• Универсальные вентиляторы (ДУ/ПД): Конструктивно разработанные для попеременного использования в обоих режимах. Должны соответствовать требованиям как для дымоудаления (по температуре), так и для подпора (по производительности при заданном давлении).

2. По конструктивному исполнению и типу двигателя

• Вентиляторы с традиционным приводом (двигатель вне воздушного потока): Электродвигатель вынесен за пределы корпуса или защищен от горячего газового потока с помощью теплоизолирующей вставки и ременной передачи. Это наиболее распространенная конструкция для радиальных вентиляторов дымоудаления.
• Вентиляторы с непосредственным приводом (моноблочные): Колесо насажено непосредственно на вал двигателя. Требуют применения специальных электродвигателей с повышенным классом теплостойкости изоляции (как правило, не ниже H, 180°C), если поток проходит через двигатель. Чаще применяются в вентиляторах подпора и некоторых моделях дымоудаления.
• Вентиляторы с внешним ротором (с двигателем в потоке): Электродвигатель встроен в колесо вентилятора. Компактны, но для применения в дымоудалении требуют специальных термостойких исполнений. Широко используются в осевых вентиляторах подпора для установки в воздушных каналах.

3. По месту установки

• Крышные (К): Устанавливаются на кровле здания. Предназначены преимущественно для дымоудаления, выводя дым непосредственно в атмосферу. Имеют всепогодное исполнение, защитный козырек, виброизоляторы.
• Канальные (осевые и радиальные): Устанавливаются в разрыв вентиляционного канала внутри здания (в вентиляционных камерах, шахтах). Могут использоваться как для ДУ, так и для ПД.
• Стеновые: Монтируются в проеме наружной стены. Чаще применяются для выброса дыма или забора воздуха для подпора.

Ключевые технические требования и параметры

Работоспособность противопожарных вентиляторов регламентируется национальными и международными нормами. В РФ основополагающим документом является свод правил СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности», а также стандарты серии ГОСТ Р 53300 (например, ГОСТ Р 53300-2009 на вентиляторы).

Требования к огнестойкости и температуре

• Температурный режим для дымоудаления: Вентиляторы ДУ должны обеспечивать работоспособность при перемещении газовой среды с температурой 400°C в течение 120 минут (стандартное требование для большинства зданий). Для некоторых категорий помещений (например, с горючими жидкостями) может требоваться стойкость к 600°C в течение 90 минут.
• Термоизоляция: Узлы, не находящиеся в потоке, но подверженные нагреву (подшипниковые узлы, ременная передача), должны быть защищены теплоотражающими экранами или охлаждаемы.
• Огнестойкость корпуса и воздуховодов: Корпус вентилятора, установленный на проеме противопожарной преграды (стены, перекрытия), должен иметь предел огнестойкости не менее предела огнестойкости этой преграды (EI 45, EI 60, EI 90 и т.д.).

Требования к конструкционным материалам

• Корпуса и колеса вентиляторов дымоудаления изготавливаются из углеродистой стали с термостойким покрытием (порошковая краска, термостойкий лак) или из нержавеющей стали (AISI 430, 304).
• Для вентиляторов подпора может применяться оцинкованная сталь.
• Уплотнения, если они необходимы, должны быть из термостойких материалов (например, графит, силикон с высокой температурой воспламенения).

Требования к электродвигателю и электропитанию

• Питание должно осуществляться по цепям категории надежности I по ПУЭ (особой группы).
• Электродвигатели должны иметь степень защиты оболочки не ниже IP55.
• Для двигателей, расположенных в потоке дымовых газов, класс нагревостойкости изоляции должен быть не ниже H (180°C).
• Пуско-защитная аппаратура (ПЗА) выбирается с учетом высоких пусковых токов и должна быть рассчитана на работу в аварийном режиме.

Аэродинамические характеристики и подбор

Подбор противопожарного вентилятора — критически важная задача проектировщика. Он осуществляется на основе аэродинамического расчета противодымной вентиляции, определяющего требуемые расход воздуха (L, м³/ч) и давление (P, Па).

Основные принципы подбора:

• Для систем дымоудаления из помещений: производительность определяется из условия удаления дыма с поверхности пола со скоростью не менее 1 м/с (для помещений до 1600 м²) или другим методом согласно СП 7.13130.2013. Давление должно преодолевать сопротивление дымовых клапанов, воздуховодов, огнезадерживающих клапанов и гравитационное давление «холодного» наружного воздуха.
• Для систем подпора: производительность рассчитывается для создания избыточного давления 20 Па в лифтовых шахтах, тамбур-шлюзах и 40-50 Па в лестничных клетках (при закрытых дверях на этаже пожара). Давление вентилятора должно компенсировать потери в сети и обеспечивать этот избыток.

Характеристики вентилятора (аэродинамическая кривая) должны быть устойчивыми в рабочей зоне. Особое внимание уделяется точке «запирания» у радиальных вентиляторов. Рабочая точка (Lтр, Pтр) должна лежать в зоне максимального КПД агрегата или близко к ней.

Таблица 1. Сравнительные характеристики основных типов противопожарных вентиляторов

Параметр	Радиальный вентилятор дымоудаления (крышный)	Осевой канальный вентилятор дымоудаления	Радиальный вентилятор подпора	Осевой вентилятор подпора
Типичный диапазон производительности	Высокая и сверхвысокая (10 000 – 100 000+ м³/ч)	Средняя и высокая (5 000 – 50 000 м³/ч)	Средняя и высокая (5 000 – 40 000 м³/ч)	Низкая и средняя (1 000 – 20 000 м³/ч)
Создаваемое полное давление	Высокое (800 – 1500 Па и более)	Низкое и среднее (300 – 800 Па)	Высокое (600 – 1200 Па)	Низкое (100 – 500 Па)
Температурная стойкость	400°C / 120 мин (стандарт)	400°C / 120 мин (специальные модели)	До +40°C (работа на наружном воздухе)	До +40°C
Тип привода	Ременная передача, двигатель вне потока	Непосредственный или с внешним ротором (в термостойком исполнении)	Непосредственный или ременная передача	Непосредственный или с внешним ротором
Основное преимущество	Высокая надежность в экстремальных условиях, высокое давление	Компактность, удобство монтажа в канал	Стабильная характеристика давления, подходит для разветвленных сетей	Компактность, высокая производительность при низком давлении
Основной недостаток	Большие габариты и вес, сложный монтаж	Ограниченное давление, требования к термостойкости двигателя	Большие габариты по сравнению с осевыми	Неустойчивая характеристика при высоком сопротивлении сети

Особенности монтажа, пусконаладки и эксплуатации

Монтаж противопожарных вентиляторов должен выполняться специализированными организациями в строгом соответствии с проектной документацией и паспортом изготовителя.

Критически важные моменты монтажа:

• Фундамент/рама: Крышные и тяжелые радиальные вентиляторы требуют устройства отдельного фундамента или несущей рамы, рассчитанной на динамические и статические нагрузки. Обязательно применение виброизолирующих оснований.
• Присоединение воздуховодов: Соединение вентилятора с противодымной вентиляционной сетью должно выполняться через гибкую вставку из негорючего материала (например, стеклоткань) для компенсации вибраций. Стык должен быть герметичным.
• Огнезащита проходов: Место прохода воздуховода или корпуса вентилятора через противопожарные преграды должно быть заделано огнестойкими материалами (базальтовые маты, огнезащитные мастики) с сохранением предела огнестойкости преграды.
• Электромонтаж: Кабели питания и управления должны прокладываться с соблюдением требований пожарной безопасности (кабели с низким дымо- и газовыделением, в негорючих оболочках, в металлических трубах или коробах).

Пусконаладка и испытания:

• После монтажа проводятся приемо-сдаточные испытания, регламентированные нормами. Проверяется: соответствие фактических аэродинамических характеристик (расхода и давления) проектным значениям, срабатывание по сигналам автоматической пожарной сигнализации (АПС), правильность переключения с основного на резервный источник питания (если есть).
• Измерения производятся с помощью дифференциальных манометров, анемометров или методом Пито-Прандтля.
• Результаты испытаний оформляются актом, который является частью исполнительной документации.

Эксплуатация и техническое обслуживание (ТО):

• ТО должно проводиться ежеквартально и ежегодно в соответствии с регламентом производителя и РД 03-493-02.
• Типовые операции: проверка состояния и натяжения ремней (для ременного привода), контроль уровня масла в подшипниковых узлах, очистка лопаток рабочего колеса и корпуса от загрязнений, проверка целостности термоизоляции.
• Обязательна проверка работоспособности в составе системы не реже 1 раза в год с пуском от АПС и замерами основных параметров.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли использовать обычный общеобменный вентилятор в системе противодымной вентиляции?

Нет, категорически запрещено. Обычные вентиляторы не рассчитаны на работу при высоких температурах дымовых газов (400-600°C), их конструкция, материалы и электродвигатели не обеспечат необходимой огнестойкости и времени работоспособности, что приведет к отказу системы в критический момент и создаст прямую угрозу жизни людей.

2. Как определяется требуемая огнестойкость (EI) корпуса вентилятора?

Требуемый предел огнестойкости корпуса вентилятора, монтируемого в проеме стены или перекрытия, должен быть равен или превышать предел огнестойкости самой этой строительной конструкции, указанный в проекте. Например, если стена имеет предел огнестойкости REI 60, то и корпус вентилятора, установленный в этой стене, должен иметь сертификат на EI 60.

3. Чем отличается вентилятор дымоудаления для нормальных условий от вентилятора для взрывоопасных зон?

Вентиляторы для взрывоопасных зон (помещений категорий А, Б по взрывопожарной опасности) имеют взрывозащищенное исполнение электродвигателя и всей конструкции (маркировка Ex). Двигатель должен быть во взрывозащищенном корпусе, предотвращающем передачу взрыва во внешнюю среду. Все внутренние и внешние поверхности должны исключать накопление статического электричества. Такие вентиляторы проходят дополнительные виды испытаний.

4. Обязательно ли делать резервирование электропитания для противопожарных вентиляторов?

Да, согласно ПУЭ (п. 7.1.1) и СП 7.13130.2013, электроприемники систем противодымной вентиляции относятся к I категории особой группы. Это требует питания их от двух независимых источников электроснабжения (чаще всего, от двух разных трансформаторных подстанций или от одной подстанции и автономного источника — дизель-генератора), с автоматическим переключением на резервный источник при отказе основного.

5. Как часто нужно проводить испытания и техническое обслуживание противопожарных вентиляторов?

Визуальный осмотр и проверка работоспособности в составе системы (с пуском от АПС) — ежеквартально. Полное техническое обслуживание с разборкой (при необходимости), смазкой, проверкой всех узлов — ежегодно. После каждого реального срабатывания системы при пожаре вентилятор должен быть подвергнут внеплановому осмотру и, при необходимости, ремонту.

6. Что важнее при подборе вентилятора дымоудаления: производительность или давление?

Оба параметра критически важны и взаимосвязаны. Недостаточная производительность не обеспечит необходимой скорости удаления дыма. Недостаточное давление не позволит вентилятору «продавить» сеть воздуховодов и клапанов, и требуемый расход не будет достигнут. Подбор всегда ведется по точке (L, P), определенной в результате аэродинамического расчета системы. Нельзя компенсировать недостаток давления увеличением производительности, и наоборот.

Заключение

Противопожарные вентиляторы представляют собой высокоспециализированное и регламентированное оборудование, от корректного выбора, монтажа и эксплуатации которого напрямую зависит эффективность системы противодымной защиты здания. Инженерам-проектировщикам, монтажникам и службам эксплуатации необходимо глубоко понимать различия между типами вентиляторов, требования нормативных документов и принципы их интеграции в общую систему безопасности. Пренебрежение любым из аспектов — от сертификации и подбора до регулярного ТО — может свести на нет функциональность всей дорогостоящей системы в момент возникновения реальной чрезвычайной ситуации. Строгое соблюдение норм и регламентов при работе с противопожарными вентиляторами является не только технической, но и этической обязанностью специалистов.