Informacje o systemie Safety Way®
Safety Way® jest systemem nadciśnieniowego zabezpieczenia przed zadymieniem pionowych dróg ewakuacji oraz przedsionków pożarowych na wypadek pożaru. Cel ten jest realizowany poprzez wytworzenie oraz precyzyjną regulację nadciśnienia w zabezpieczanej kubaturze, a przez to uniemożliwienie infiltracji dymu ze strefy objętej pożarem. Safety Way® jest systemem modułowym, każdorazowo projektowanym jako rozwiązanie dedykowane do konkretnego obiektu.
Dzięki takiemu podejściu możliwa jest odpowiednia konfiguracja systemu pozwalająca na osiągnięcie kompromisu pomiędzy wymaganym poziomem bezpieczeństwa, a nakładami finansowymi na realizację przedsięwzięcia. Modułowy charakter systemu pozwala na jego aplikację do szerokiej gamy obiektów o różnym przeznaczeniu i zróżnicowanej geometrii.
Oprócz głównego zastosowania, jako systemu nadciśnieniowego zabezpieczenia pionowych dróg ewakuacyjnych przed zadymieniem, Safety Way® może być wykorzystany w obiektach w których konieczna jest precyzyjna regulacja ciśnienia na zadanym poziomie np. szpitale, pomieszczenia laboratoryjne itp. Rozwiązanie zapewnia możliwość regulacji parametrów pracy w szerokim zakresie oraz możliwość adaptacji do zmieniających się warunków pracy. Ideą powstania systemu było stworzenie alternatywy dla klasycznych instalacji pasywnych działających w oparciu o klapy upustowe.
Istotną zaletą systemu Safety Way® jest możliwość precyzyjnej regulacji ciśnienia w kubaturze klatki schodowej niezależnie od zmieniających się warunków otoczenia (wahania temperatury, fluktuacje prędkości wiatru). Jest to możliwe dzięki eliminacji wpływu zjawiska ciągu termicznego na pionowy rozkład ciśnienia w klatce schodowej, który jest szczególnie istotny w odniesieniu do budynków wysokich i wysokościowych.
Na poniższych ilustracjach przedstawiono przypadek przenoszenia się początkowego rozkładu ciśnienia w trzonie klatki schodowej po uruchomieniu klasycznego systemu napowietrzania do wartości 50 Pa w okresie zimowym.
Przykładowo dla obiektu o wysokości 50 m obliczeniowa wartość ciągu termicznego dla temperatur powietrza zewnętrznego te = -20oC oraz wewnętrznego ti = +18oC wyniesie ok. 90 Pa.
Rys. 1. Ilustracja zjawiska ciągu termicznego Rys. 2. Wpływ zjawiska ciągu kominowego na rozkład ciśnienia
podczas napowietrzania klatki schodowej
Wytworzenie i stabilizacja nadciśnienia uzyskiwane są poprzez wytworzenie ukierunkowanego i kontrolowanego przepływu powietrza w trzonie klatki schodowej z wykorzystaniem wentylatorów rewersyjnych i zespołu punktów nawiewno-wywiewnych zlokalizowanych na wybranych kondygnacjach. Przeprowadzone w ramach realizowanego projektu badawczego eksperymenty pozwoliły na określenie sposobu organizacji przepływu powietrza w obrębie klatki schodowej, w szczególności proporcji strumieni powietrza doprowadzanego oraz wywiewanego z klatki schodowej, jak również liczby i lokalizacji punktów nawiewnych i wywiewnych.
Poniżej przedstawiono schematy ideowe działania systemu Safety Way® dla okresów zimowego oraz letniego.
Rys. 3. Schemat ideowy działania dla okresu zimowego T2 < T1 Rys. 4. Schemat ideowy działania dla okresu letniego T2 > T1
Standardowo system Safety Way® składa się z zespołu wentylatorów WEN 1-2 nawiewnych, bądź nawiewno-wyciągowych (rewersyjnych), zespołu regulatorów ciśnienia REG 1-4, układu kontrolno-pomiarowego służącego do określenia rozkładu ciśnienia w klatce schodowej oraz aktualnego wydatku wentylatorów. System wyposażony jest również w układ zabezpieczający przed nadmiernym wzrostem ciśnienia w instalacji.
Praca całej instalacji kontrolowana jest przez system zarządzania GEMOS certyfikowany przez CNBOP w Józefowie. System składa się z modułowego oprogramowania do tworzenia aplikacji zarządzających oraz modułów interfejsowych pracujących za pośrednictwem magistrali systemowej GEMOS-BUS, połączonej z Siecią Ethernet lub poprzez bezpośrednie połączenia RS232, TCP/IP z integrowanymi systemami. System charakteryzuje się prostym i przejrzystym sposobem zarządzania. Informacje przesyłane ze współpracujących systemów są gromadzone w jednym miejscu i prezentowane w jednolity sposób. W sytuacjach alarmowych użytkownik otrzymuje nie tylko spójne dane w planach graficznych budynków, ale też wspomagany jest automatycznie wyświetlanymi procedurami postępowania.
Rozwiązanie Safety Way® jest wyposażone w dedykowany układ sterowania. Dla obiektów niewielkich ilość elementów składowych została zredukowana do niezbędnego minimum.
Dzięki zastosowaniu zmotoryzowanych przepustnic wyposażonych w elementy precyzyjnej automatyki jak również wentylatorów sterowanych przetwornicami częstotliwości, powstało rozwiązanie pozwalające na optymalny dobór parametrów pracy do zmieniających się warunków zewnętrznych oraz wymagań eksploatacyjnych.
Wykorzystanie dedykowanego układu zarządzania systemem pozwala dodatkowo na błyskawiczne wykrycie ewentualnej awarii oraz w istotny sposób upraszcza procedurę testowania i serwisowania instalacji.
Podstawowym parametrem w oparciu od którego uzależniony jest tryb pracy systemu jest pomiar ciśnienia różnicowego pomiędzy zabezpieczanym pomieszczeniem, a otoczeniem. Ciśnienie atmosferyczne traktowane jest jako poziom odniesienia.
W szczególnych przypadkach mierzone może być ciśnienie różnicowe pomiędzy dwoma pomieszczeniami zabezpieczanymi nadciśnieniowo. Elementem wykonawczym jest jedno- bądź wielopłaszczyznowa przepustnica wyposażona w siłownik, regulator oraz przetwornik statycznego ciśnienia różnicowego, działająca w funkcji regulatora ciśnienia. System działa zasadniczo w dwóch trybach:
1. Tryb nadciśnienia - w chronionej strefie, klatce schodowej lub przedsionku pożarowym utrzymywane jest zadane w nastawach nadciśnienie. Tryb ten realizowany jest w sytuacji, kiedy drzwi do danego pomieszczenia pozostają zamknięte. Wartość nadciśnienia mierzona jest w sposób ciągły i w zależności od tej wartości przegroda przepustnicy przyjmuje odpowiednie położenie. Standardowa wartość nadciśnienia to 45-50 Pa. System Safety Way® pozwala jednak na zadanie dowolnych wartości nadciśnienia w zależności od specyfiki obiektu
2. Tryb wydatku - przejście do tego wariantu pracy systemu ma miejsce w momencie otwarcia drzwi, kiedy nie ma dalszej możliwości stabilizacji nadciśnienia. Przepustnica regulacyjna przechodzi do pozycji całkowicie otwartej, a sterowany przetwornicą częstotliwości wentylator pracuje z wydajnością konieczną do uzyskania zadanej prędkości wypływu powietrza w drzwiach otwartych. Zastosowanie falowników umożliwiło lepsze dopasowanie parametrów pracy wentylatora do zmieniających się dynamicznie warunków podczas prowadzenia akcji ewakuacyjnej
Wariantem najistotniejszym jest tryb pracy w funkcji zwalczania ciągu termicznego:
3. Tryb zwalczania ciągu termicznego - scenariusz ten realizowany jest w klatkach schodowych, w których z uwagi na aktualne warunki pogodowe występuje naturalne rozwarstwienie ciśnienia. Zjawisko to może być niebezpieczne i w istotny sposób utrudniać lub w skrajnych przypadkach uniemożliwiać otwarcie drzwi ewakuacyjnych. Ten wariant pracy systemu realizowany jest równocześnie z trybem nadciśnienia. Oprócz napowietrzania klatki schodowej poprzez doprowadzenie określonej ilości powietrza do jej kubatury realizowany jest dodatkowo wyciąg powietrza. Wytworzenie kontrolowanego przepływu powietrza w trzonie klatki schodowej pozwala na jednoczesne zabezpieczenie przed zadymieniem, jak również eliminację naturalnego rozwarstwienia ciśnienia powietrza na wysokości klatki schodowej
Aby umożliwić pracę systemu w trybie zwalczania ciągu kominowego konieczne było opracowanie koncepcji algorytmu sterowania, który po rozpoznaniu rozkładu ciśnień w trzonie klatki schodowej w sposób automatyczny zrealizuje zadany scenariusz uruchomienia i pracy całego systemu.
Od wstępnej fazy projektu system Safety Way® tworzony był z myślą o spełnieniu wymagań obowiązujących obecnie przepisów, w szczególności normy PN EN 12101-6 oraz wytycznych ITB nr 378/2002. Obecnie po serii eksperymentów prowadzonych na poligonie doświadczalnym, obiektach rzeczywistych oraz z wykorzystaniem narzędzi komputerowych możliwe stało się spełnienie wymogów dotyczących czasu zadziałania systemu, osiągnięcia normatywnych wydatków przepływu powietrza w drzwiach otwartych oraz nie przekroczenia maksymalnej siły koniecznej do otwarcia drzwi w pomieszczeniu zabezpieczanym ciśnieniowo.
Wszystkie wyniki pomiarów i prób prowadzonych w trakcie realizacji projektu konsultowane były ze specjalistami z dziedziny wentylacji pożarowej działającymi na rynku polskim i zagranicznym min. pracownikami ITB, rzeczoznawcami pożarowymi, projektantami oraz członkami Komitetu działającego przy Europejskim Komitecie Normalizacyjnym (CEN). Dzięki takiej współpracy możliwe było opracowanie rozwiązania spełniającego oczekiwania szerokiej grupy odbiorców oraz dobór odpowiednich parametrów pracy systemu.