Jak obliczyć oddymianie klatki schodowej? Poradnik

Bezpieczeństwo pożarowe w budynkach to kwestia priorytetowa, a jednym z kluczowych elementów zapewniających ochronę jest system oddymiania, szczególnie w klatkach schodowych. W przypadku pożaru, dym stanowi śmiertelne zagrożenie, utrudniając ewakuację i działania ratownicze. Właściwie zaprojektowany i wykonany system oddymiania, oparty na klapach dymowych, może znacząco zwiększyć bezpieczeństwo osób przebywających w budynku. W tym artykule szczegółowo omówimy, jak obliczyć oddymianie klatki schodowej, jak dobrać odpowiednią klapę dymową oraz jakie aspekty są kluczowe przy projektowaniu takiego systemu.

Czym jest klapa dymowa i jak działa?

Klapa dymowa to urządzenie, które montuje się najczęściej na dachu budynku, choć istnieją również rozwiązania fasadowe. Jej podstawowym zadaniem jest usuwanie dymu i ciepła powstałych w wyniku pożaru na zewnątrz budynku. Oprócz funkcji bezpieczeństwa, klapy dymowe mogą również pełnić funkcję doświetlenia pomieszczenia oraz wentylacji, co jest ich dodatkowym atutem w codziennym użytkowaniu budynku.

Standardowa klapa dymowa składa się z kilku podstawowych elementów:

• Podstawa: Wykonana z blachy stalowej ocynkowanej, profilowana w kształcie litery „C”, co umożliwia łatwy montaż i docieplenie.
• Skrzydło: Najczęściej wykonane z aluminium i poliwęglanu komorowego, zapewniającego lekkość i trwałość konstrukcji.
• Napęd: Zazwyczaj elektryczny, zębatkowy, umożliwiający szybkie i niezawodne otwarcie klapy w sytuacji zagrożenia.

Klapy dymowe mogą być jedno- lub dwuskrzydłowe, w zależności od potrzeb i wymagań projektu.

Kluczowe pojęcia przy doborze klapy dymowej

Aby prawidłowo dobrać klapę dymową, należy zrozumieć kilka kluczowych pojęć:

• Powierzchnia geometryczna klapy dymowej: To wielkość otworu w klapie, mierzona w płaszczyźnie montażu. Jest to fizyczny rozmiar otworu, jaki zapewnia klapa dymowa, gdy jest całkowicie otwarta. Oblicza się ją, mnożąc szerokość i długość otworu.
• Powierzchnia czynna klapy dymowej (Acz): To parametr, który określa rzeczywistą skuteczność usuwania dymu przez klapę. Nie jest to to samo co powierzchnia geometryczna. Powierzchnia czynna uwzględnia współczynnik przepływu powietrza przez klapę, który zależy od konstrukcji klapy i warunków przepływu. Jest to wynik mnożenia powierzchni geometrycznej urządzenia oraz współczynnika przepływu. Parametr ten jest ściśle określony przez Producenta dla konkretnego wymiaru klapy i zazwyczaj podawany w aprobatach technicznych.

Jak obliczyć wymaganą powierzchnię czynną oddymiania dla klatki schodowej?

Polskie normy, w szczególności PN-B-02877-4, określają wymagania dotyczące systemów oddymiania grawitacyjnego w klatkach schodowych. Zgodnie z tą normą, wymagana powierzchnia czynna otworu oddymiającego powinna wynosić co najmniej:

• 5% powierzchni rzutu poziomego klatki schodowej na kondygnacji, gdzie jest ona największa, w budynkach niskich i średniowysokich.
• 7,5% powierzchni rzutu poziomego w budynkach wysokich.

Dodatkowo, norma określa minimalną powierzchnię otworu pod klapę, która nie może być mniejsza niż:

• 1 m² w budynkach niskich i średniowysokich.
• 1,5 m² w budynkach wysokich.

Przykład obliczeń

Rozważmy klatkę schodową o wymiarach 3x4 m w budynku niskim:

1. Powierzchnia rzutu poziomego klatki schodowej: 3 m x 4 m = 12 m²
2. Wymagana powierzchnia czynna klapy dymowej: 12 m² x 5% = 0,6 m²

W tym przypadku, należy dobrać klapę dymową, której powierzchnia czynna oddymiania będzie wynosić co najmniej 0,6 m². Na przykład, klapa dymowa o wymiarach 100x100 cm i wysokości podstawy 30 cm, o powierzchni czynnej oddymiania 0,65 m², spełni to wymaganie.

Powierzchnia napowietrzania – klucz do skutecznego oddymiania

System grawitacyjnego odprowadzania dymu będzie skuteczny tylko wtedy, gdy zapewniona zostanie odpowiednia ilość powietrza uzupełniającego. Powietrze napływające do klatki schodowej wypycha dym na zewnątrz przez klapę dymową. Zgodnie z wiedzą techniczną, powierzchnia geometryczna otworu napowietrzającego powinna wynosić co najmniej 130% powierzchni geometrycznej klapy dymowej.

Do napływu świeżego powietrza najczęściej wykorzystuje się:

• Automatycznie otwierane drzwi wejściowe na najniższej kondygnacji.
• Okna zlokalizowane na najniższej kondygnacji, na której przebywają ludzie.

Elementy te powinny być wyposażone w siłowniki elektryczne, które otwierają je niezwłocznie po wykryciu pożaru.

W naszym przykładowym przypadku, dla klapy dymowej 100x100 cm o powierzchni geometrycznej 1 m², wymagana powierzchnia napowietrzania wynosi:

1 m² x 130% = 1,3 m²

To wymaganie mogą spełnić na przykład drzwi wejściowe do budynku.

Jak dobrać klapę dymową – na co zwrócić uwagę?

Dobór klapy dymowej to proces, który wymaga uwzględnienia kilku istotnych czynników. Oprócz wspomnianej powierzchni czynnej, ważne są również:

• Wymiary otworu w dachu: Muszą być dostosowane do wybranej klapy dymowej.
• Wysokość podstawy klapy: Standardowo dostępne są wysokości 30, 50 i 75 cm. Wyższa podstawa zazwyczaj oznacza większą powierzchnię czynną oddymiania. Należy pamiętać, że podstawa klapy po montażu powinna wystawać co najmniej 30 cm ponad poszycie dachu.
• Akcesoria dodatkowe: Możliwość zastosowania owiewek aerodynamicznych i dyszy kierującej, które mogą zwiększyć powierzchnię czynną klapy. Owiewki osłaniają narożniki i boki klapy, a dysza kierująca (lej) poprawia przepływ dymu.
• Rodzaj napędu i sterowania: Dostępne są klapy sterowane pneumatycznie, elektrycznie (24V współpracujące z systemem przeciwpożarowym), oraz sprężyną gazową z bezpiecznikiem termicznym. Wybór zależy od specyfiki budynku i systemu bezpieczeństwa pożarowego.
• Rodzaj klapy: Możemy wybierać spośród klap wolnostojących (jedno- lub dwuskrzydłowych), klap montowanych w pasmach świetlnych, czy nowoczesnych systemów sterowanych pneumatycznie.
• Odporność ogniowa: Klapy dymowe muszą spełniać określone wymagania dotyczące odporności ogniowej.

Rozmieszczenie klap dymowych w klatce schodowej

Prawidłowe rozmieszczenie klap dymowych ma kluczowe znaczenie dla ich skuteczności. Zaleca się, aby otwory w dachu pod klapy dymowe były sytuowane jak najbardziej centralnie w stosunku do podstawy klatki schodowej. W przypadku klatek ze skośnymi stropami, otwory te umieszcza się w górnej 1/3 części stropu.

Ważne jest, aby otwór klapy nie został zmniejszony przez pokrycie stropu, podciągi, belki czy inne przeszkody.

Normy i wytyczne dotyczące oddymiania

Oprócz polskiej normy PN-B-02877-4, warto również zwrócić uwagę na wytyczne VdS 2221:2001-08 „Urządzenia do oddymiania klatek schodowych. Projektowanie i instalowanie”. Wytyczne VdS, choć niemieckie, są często stosowane i uznawane w branży. Określają one nieco inne wymagania dotyczące powierzchni oddymiania i napowietrzania, szczególnie w przypadku otworów w ścianach, gdzie wymagana powierzchnia geometrycznie wolna wynosi co najmniej 7,5% podstawy klatki schodowej, ale nie mniej niż 1,50 m².

Urządzenia oddymiające powinny spełniać klasę skuteczności działania co najmniej B300 30, zgodnie z normą PN-EN 12101-2.

Podsumowanie

Prawidłowe obliczenie i dobór systemu oddymiania klatki schodowej, w tym klap dymowych, to kluczowy element zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego w budynkach. Zrozumienie pojęć takich jak powierzchnia czynna i geometryczna, oraz znajomość obowiązujących norm, pozwala na zaprojektowanie skutecznego i niezawodnego systemu, który w sytuacji zagrożenia pożarowego może uratować życie i zdrowie ludzi. Pamiętaj, że bezpieczeństwo jest najważniejsze, a inwestycja w odpowiedni system oddymiania to inwestycja w bezpieczeństwo wszystkich użytkowników budynku.

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

1. Jak obliczyć powierzchnię czynną klapy dymowej?
   Powierzchnia czynna jest podawana przez producenta w aprobatach technicznych klap. Jest to wynik mnożenia powierzchni geometrycznej klapy i współczynnika przepływu.
2. Jaka jest minimalna powierzchnia czynna klapy dymowej dla klatki schodowej w budynku niskim?
   Minimalna powierzchnia czynna to 5% powierzchni rzutu poziomego klatki schodowej, ale nie mniej niż 1 m².
3. Czy powierzchnia napowietrzania jest obowiązkowa?
   Polska Norma nie precyzuje konieczności napowietrzania, jednak jest to rozwiązanie stosowane na zasadzie wiedzy technicznej, aby system oddymiania działał sprawnie. Zalecana powierzchnia napowietrzania to 130% powierzchni geometrycznej klapy dymowej.
4. Gdzie powinny być umieszczone klapy dymowe w klatce schodowej?
   Najlepiej centralnie w dachu klatki schodowej, a w przypadku stropów skośnych w górnej 1/3 części stropu.
5. Co to są owiewki aerodynamiczne i dysza kierująca?
   To akcesoria dodatkowe, które zwiększają powierzchnię czynną klapy dymowej. Owiewki osłaniają narożniki i boki, a dysza kierująca to lej poprawiający przepływ dymu.