Wentylacja garaży zamkniętych

O ile 20 lat temu kompleksy handlowe stawiano głównie na obrzeżach miast, a parkingi zajmowały duże place, obecnie takie centra powstają także w miastach i służą nie tylko zakupom, ale też odpoczynkowi, rozrywce i rekreacji. A w przypadku takich lokalizacji teren jest drogi i obiekty te mają wielopoziomowe parkingi podziemne. Podobnie jest w budownictwie mieszkaniowym – na tanich terenach podmiejskich dominuje budownictwo szeregowe z miejscami postojowymi, a na terenach mocno zurbanizowanych garaże podziemne.

Garaży dotyczą bardzo wysokie wymagania odnośnie do wentylacji i bezpieczeństwa pożarowego. Przepisy te (§ 108 rozporządzenia w sprawie warunków technicznych [1]) wymagają stosowania różnych rozwiązań w zależności od lokalizacji garażu, jego wielkości i tego, czy jest on otwarty, czy zamknięty. Regulują też kwestie wentylacji bytowej i pożarowej.

Wentylacja bytowa ma za zadanie utrzymanie prawidłowych warunków w garażu, czyli rozrzedzenie i usunięcie spalin z silników samochodowych, oraz zapobieganie ryzyku gromadzenia się i wybuchu gazów wybuchowych z nieszczelnych instalacji gazowych w pojazdach. W zamkniętych nieogrzewanych garażach nadziemnych wolnostojących, przybudowanych lub wbudowanych w inne budynki należy stosować co najmniej wentylację naturalną, przez przewietrzanie otworami wentylacyjnymi umieszczonymi w ścianach przeciwległych lub bocznych bądź we wrotach garażowych, o łącznej powierzchni netto otworów wentylacyjnych nie mniejszej niż 0,04 m² na każde wydzielone przegrodami budowlanymi stanowisko postojowe.W garażach ogrzewanych nadziemnych lub częściowo zagłębionych, mających nie więcej niż 10 stanowisk postojowych, WT wymagają co najmniej wentylacji grawitacyjnej, zapewniającej 1,5-krotną wymianę powietrza na godzinę. Wyrażenie „co najmniej” sugeruje (choć nie nakazuje) wentylację mechaniczną kanałową lub strumieniową (kierunkową).

W garażach zamkniętych powyżej 10 stanowisk postojowych należy stosować wentylację mechaniczną sterowaną czujkami niedopuszczalnego poziomu stężenia tlenku węgla. Warunki techniczne wyraźnie określają, gdzie powinny zostać zastosowane detektory CO (§ 108). Ale z doświadczenia wynika, że aby unikać nagromadzenia się związków szkodliwych (nie tylko trujących – czego bezwzględnie wymagają przepisy), jak np. CO₂, tlenki azotu, sadza i węglowodory, to warto w układ sterowania wentylacją bytową włączyć także detektory dwutlenku węgla. Ten gaz jest zawsze obecny w spalinach i łatwo go mierzyć za pomocą trwałych i skutecznych sensorów optycznych pracujących w podczerwieni.
W garażach, w których dopuszcza się parkowanie samochodów zasilanych gazem propan-butan i poziom podłogi znajduje się poniżej poziomu terenu, wymagane jest sterowanie czujnikami niedopuszczalnego poziomu stężenia gazu propan-butan.

Propagowana, także przez nasz kraj, idea odchodzenia w transporcie od paliw wytwarzanych z ropy naftowej na rzecz gazu ziemnego i energii elektrycznej oraz wodoru z czasem będzie wymagać stosowania do sterowania wentylacją bytową także detektorów metanu i wodoru. Różne cechy fizyczne tych gazów skłaniają do tego, żeby już dziś, projektując obiekt z garażem, tak rozwiązać wentylację, aby mogła skutecznie wywiewać gazy lżejsze i cięższe od powietrza.

Kolejnym aspektem dotyczącym wentylacji bytowej są warsztaty, kasy lub miejsca pracy, np. pracowników ochrony w garażach – muszą one posiadać odrębną instalację wentylacyjną dostosowaną do warunków i wymagań dla danego pomieszczenia czy obszaru przeznaczonego do pracy [5].

W garażach zamkniętych, w których strefa pożarowa jest większa niż 1500 m² lub mniejsza, ale nie ma bezpośredniego wjazdu lub wyjazdu z budynku (§ 277), wymagana jest wentylacja oddymiająca uruchamiana za pomocą systemu wykrywania dymu (samoczynna wentylacja oddymiająca). Intensywność oddymiania powinna zapewniać, że nie dojdzie do zadymienia lub wzrostu temperatury uniemożliwiającego bezpieczną ewakuację w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi w przejściach i drogach ewakuacyjnych. To wymaganie trzeba traktować łącznie z wymaganiem § 207 ust. 1, pkt 5, czyli takim projektowaniem budynku, aby uwzględnione było bezpieczeństwo ekip ratowniczych – zatem wentylacja pożarowa powinna wspomagać działania strażaków. Długość przejść ewakuacyjnych w garażach zamkniętych może wynosić maksymalnie 40 m. Można je wydłużyć o 20 m, gdy zostanie w nich zastosowana samoczynna wentylacja oddymiająca lub stałe samoczynne urządzenia gaśnicze wodne. Wentylacja oddymiająca powinna mieć zapewniony stały napływ powietrza uzupełniającego to wywiewane wraz z dymem.

Powierzchnia jednej strefy pożarowej w nadziemnym lub podziemnym garażu zamkniętym nie powinna przekraczać 5000 m2. Może zostać zwiększona o 100% pod warunkiem zastosowania ochrony strefy pożarowej stałymi samoczynnymi urządzeniami gaśniczymi wodnymi lub gdy wykonano, oddzielające od siebie nie więcej niż po dwa stanowiska postojowe, ściany o klasie odporności ogniowej w części pełnej co najmniej EI 30, od posadzki do poziomu zapewniającego pozostawienie prześwitu pod stropem o wysokości od 0,1 do 0,5 m na całej ich długości.

W garażu zamkniętym obejmującym więcej niż dwie kondygnacje podziemne lub znajdującym się poniżej drugiej kondygnacji podziemnej należy stosować stałe samoczynne urządzenia gaśnicze wodne. Wymagania tego nie stosuje się do strefy pożarowej garażu, która ma bezpośredni wjazd lub wyjazd z budynku [1].

Obowiązek montażu w garażach instalacji detekcji pożaru nakłada rozporządzenie w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów [2]. W § 28 stanowi ono, że stosowanie systemu sygnalizacji pożarowej obejmującego urządzenia sygnalizacyjno-alarmowe służące do samoczynnego wykrywania i przekazywania informacji o pożarze, a także urządzenia odbiorcze alarmów pożarowych i urządzenia odbiorcze sygnałów uszkodzeniowych jest wymagane w garażach podziemnych, w których strefa pożarowa przekracza 1500 m2 lub obejmujących więcej niż jedną kondygnację podziemną.

Skutecznie zadanie oddymiania realizuje mechaniczna wentylacja oddymiająca kanałowa – utrzymuje dym i ciepło pod stropem, a na dole znajduje się warstwa czystego powietrza – ułatwia to ewakuację i akcję gaśniczą. Taka instalacja nie tylko jest kosztowna, ale też wymaga odpowiedniej ilości miejsca pod stropem, a garaże przeznaczone są dla samochodów osobowych i przez to niskie. To głównie ten drugi czynnik powoduje, że w stosunkowo niskich garażach stosuje się wentylację strumieniową. System wentylacji strumieniowej to m.in. wentylatory podstropowe oraz wentylatory główne wyciągowe i nawiewne. Aby mogły pełnić funkcje wentylacji oddymiającej, podlegają wymaganiom dotyczącym odporności ogniowej.

Wentylatory, w tym strumieniowe, mają różne wykonania – do wentylacji ogólnej i oddymiającej – i są certyfikowane na 200°C/2 h, 300°C/2 h i na klasę F120 400. Dostępne są w różnych średnicach, a także w wykonaniu rewersyjnym.

Wentylacja strumieniowa może być wykonana jako system kontroli rozprzestrzeniania się dymu i ciepła lub system oczyszczania z dymu. Pierwszy polega na przetłaczaniu dymu i ciepła w całym przekroju strefy, od źródła pożaru w kierunku punktów wyciągowych do określonej przestrzeni garażu, tak aby ułatwić działanie ekip ratowniczo-gaśniczych. Drugi to rozwiązanie, które rozcieńcza dym, ale nie jest w stanie zapewnić strażakom czystej od dymu drogi do źródła pożaru i tylko obniża stężenie dymu i temperaturę, aby mogły zostać rozpoczęte działania ratowniczo-gaśnicze [3].

Wentylacja strumieniowa w garażach zamkniętych pełni dwie funkcje – wentylacji bytowej i oddymiającej. W ramach pierwszej usuwa powietrze zanieczyszczone przez spaliny pojazdów, a w przypadku wykrycia obecności gazów wybuchowych z instalacji samochodowych intensywnie wentyluje garaż. Funkcja ta jest realizowana podczas normalnej eksploatacji systemu, a odpowiednie rozmieszczenie wentylatorów strumieniowych zapewnia ruch powietrza w całej przestrzeni (bez stref martwych), co ma szczególne znaczenie w zapobieganiu gromadzeniu się gazów trujących i wybuchowych. Intensywność wentylacji jest w tej funkcji regulowana według intensywności ruchu i liczby samochodów, a także wg progów określanych przez detektory CO i LPG czy metanu. Uruchomienie wentylacji po sygnale z detektorów powinno następować niezależnie od trybu przewietrzania z powodu spalin. Zaleca się dwa progi intensywności usuwania gazów trujących i wybuchowych.

W razie pożaru system wentylacji przechodzi do pełnienia drugiej funkcji, czyli wentylacji oddymiającej, i usuwa dym i gorące powietrze, aby umożliwić akcję gaśniczą oraz zapobiec uszkodzeniu konstrukcji budynku. Trybem nadrzędnym jest zawsze tryb pożarowy i to on ma priorytet w procesie projektowania i doboru urządzeń. Tryb ten wymaga instalacji wentylacyjnej m.in. z detekcją dymu i wzrostu temperatury, a urządzenia i materiały muszą mieć odpowiednią klasę ogniową.

W wentylacji oddymiającej ważną rolę ogrywa scenariusz uruchamiania systemu – czyli podejmowanie czynności według ściśle ustalonej kolejności i w zależności od lokalizacji źródła pożaru w garażu. Szczególnie istotne dla wentylacji strumieniowej jest zapewnienie takiej pracy systemu, aby nie wszedł on w tryb pełnej mocy, zanim dobiegnie końca czas przewidziany na ewakuację. Zadaniem wentylacji strumieniowej jest bowiem przetłaczanie dymu i ciepła w całym przekroju, tak aby ułatwić działanie ekip ratowniczo-gaśniczych. Wentylacja strumieniowa spełni swoje zadanie, gdy ma do dyspozycji duże szachty, przez które można wtłoczyć duże ilości powietrza w jednym miejscu, tak aby nadać oczekiwany kierunek wywiewu w całej kubaturze garażu i usunąć z niego dym.

Oprócz przepisów zawartych w rozporządzeniach funkcjonują też wytyczne ITB 493/2015 „Wentylacja pożarowa garaży – dobór systemu i projektowanie” [3], które dokładnie opisują ścieżki projektowania. Systemy oczyszczania z dymu mogą być stosowane w budynkach ZL IV i ZL V o powierzchni strefy mniejszej niż 5000 m2. Jest to najmniej efektywne rozwiązanie wentylacji pożarowej garażu i nie może stanowić rozwiązania zamiennego przedstawianego w ekspertyzie pożarowej w myśl § 2 ust. 1 warunków technicznych [2] czy wniosku o odstępstwo w myśl § 9 ustawy Prawo budowlane [3]. Zapewnienie wyższego niż minimalny poziomu bezpieczeństwa daje system kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. W garażach o większej powierzchni oraz takich, w których zachodzi prawdopodobieństwo jednoczesnej obecności dużej liczby użytkowników (np. ZL I, III), wytyczne ITB zalecają stosowanie zamiast systemu oczyszczania z dymu wentylacji strumieniowej działającej jako system kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła.

Prowadzenie prac projektowych wg wytycznych ITB jest ułatwione m.in. dzięki przejrzystym schematom postępowania. Zalecają one weryfikację optymalnego rozmieszczenia wentylatorów strumieniowych za pomocą symulacji CFD, tak aby cały system został zaprojektowany zgodnie z wymaganiami oraz zachowaniem specyfiki architektonicznej danej przestrzeni. Pomoc w symulacjach CFD i wsparcie projektowe można uzyskać w niektórych firmach oferujących systemy wentylacji strumieniowej.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2002, nr 75, poz. 690, z późn. zm.).
2. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (DzU 2010, nr 109, poz. 719).
3. Węgrzyński Wojciech, Krajewski Grzegorz, Wentylacja pożarowa garaży – dobór systemu i projektowanie, ITB 493/2015.
4. Charkowska Anna, Wentylacja bytowa garaży zamkniętych, „Rynek Instalacyjny” 4/2020, rynekinstalacyjny.pl.
5. Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU 2018, poz. 1286).
6. PN-EN 12101-3 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła. Część 3: Wymagania techniczne dotyczące urządzeń do mechanicznego odprowadzania dymu i ciepła (wentylatorów).
7. Mizieliński Bogdan, Kubicki Grzegorz, Wentylacja pożarowa. Oddymianie, WNT, 2012.
8. Brzezińska Dorota, Skuteczna wentylacja garaży z dopuszczalnym wjazdem samochodów na LPG, materiały seminaryjne „Forum Wentylacja – Salon Klimatyzacja”, Stowarzyszenie Polska Wentylacja, 2019.
9. Kubicki Grzegorz, Oddymianie garaży zamkniętych – wymagania przepisów a efektywność rozwiązań technicznych, „Rynek Instalacyjny” nr 6/2018, s. 48–52, rynekinstalacyjny.pl.
10. Materiały firm: Aereco, Alter, FläktGroup, Gazex, Hekato, Mercor, Pro-Service, Sensor Tech, Smay, Systemair, Venture Industries.

Artykuł pochodzi z magazynu Rynek Instalacyjny, wydanie 7-8/2020.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!