92 к: Тендер 0317100000221000035: Поставка АИ-92 К-5, ДТ на территории Алтайского края,4 квартал

Автомагистраль между штатами выезжает рядом с выездом 92

Автомагистрали между штатами рядом с выездом 92

Дороги государственного значения рядом с выездом 92

Консультации — Инженер по подбору | Как использовать NFPA 92 для проектирования систем контроля дыма

Роберт С.Hicks, PE, WSP, Хьюстон; и Кевин Миллер, PE, LEED AP, WSP, Даллас 26 мая, 2017

Цели обучения:

• Ознакомьтесь с NFPA 92: Стандарт для систем контроля дыма, который представляет собой комбинированный стандарт, который используется при проектировании систем контроля дыма.
• Реализация международных строительных норм и правил является основой проектирования систем контроля дыма.
• Примените расчеты для моделирования решения по борьбе с задымлением.

При проектировании систем контроля дыма необходимо знать NFPA 92: Стандарт для систем контроля дыма, издание 2015 года.Исторически сложилось так, что инженеры HVAC проектировали эти системы с использованием электронных таблиц и предписывающих расчетов в строительных нормах и правилах. Это привело к негабаритным системам, которые сильно повлияли на стоимость строительства и архитектуру здания, а также к непредсказуемым результатам в условиях реального пожара. Дни проектирования системы контроля дыма на основе объема пространства как единственного фактора ушли в прошлое, уступив место научному процессу, использующему новейшую научную информацию о пожаре, для более точного определения защиты, необходимой для различных сценариев контроля дыма.

В эволюции кодексов NFPA 92 — относительно новый документ, впервые появившийся в 1988 и 1991 годах как два отдельных документа, NFPA 92A и NFPA 92B соответственно. После публикации издания 2012 года Технический комитет NFPA по системам управления дымом объединил NFPA 92A и NFPA 92B в один стандарт, который будет использоваться для различных систем.

Как правило, NFPA 92 представляет собой документ, на который ссылаются другие коды для прикладных целей. Он предназначен для описания процесса проектирования различных систем контроля дыма, когда эти системы должны быть установлены в соответствии с различными принятыми нормами.К ним относятся Международный строительный кодекс (IBC) Международного совета кодексов, а также NFPA 101: Кодекс безопасности жизнедеятельности и NFPA 5000: Строительный кодекс и правила техники безопасности. NFPA 92 не диктует, когда требуется система контроля дыма, но диктует, как спроектировать систему.

Международные строительные нормы и правила и системы контроля дыма

Большинство местных юрисдикций приняли IBC; следовательно, это наиболее часто используемая отправная точка для определения потребности в системе контроля дыма.Двумя наиболее распространенными системами, которые требуются IBC, являются дымоудаление в атриуме (Раздел 402 IBC) и дымонепроницаемые ограждения (Раздел 403 IBC), необходимые для лестничных клеток в высотных зданиях.

В частности, IBC требует наличия системы дымоудаления атриума, когда атриум соединяет более двух этажей. (Обратите внимание на различия с NFPA 101, описанные ниже.) IBC требует дымонепроницаемых ограждений для лестниц, которые обслуживают перекрытия, превышающие порог для многоэтажных этажей. Еще одна система контроля дыма, которая используется не так часто, но требуется в качестве альтернативы обеспечению лифтовых холлов, — это система наддува лифта.Другой тип системы — это система контроля дыма для подземных зданий или частей зданий с уровнем пола более чем на 30 футов ниже уровня выходного отверстия. Кроме того, для помещений с защитой от дыма может потребоваться система контроля дыма.

По способу организации требований IBC, NFPA 92 используется только для расчета воздушного потока постоянных отверстий в номинальных барьерах, пересекающих границы дыма, и для вытяжки из пространств большого объема (атриумов или торговых центров). Критерии проектирования для других систем, хотя и рассматриваются в NFPA 92, конкретно прописаны в IBC.В этих случаях NFPA 92 можно использовать в качестве руководства для дальнейшего понимания того, как проектировать эти другие типы систем; однако необходимо будет выполнить требования IBC.

Использование кодов NFPA

Для проектов, использующих NFPA 101 или NFPA 5000, существует более прямая корреляция между кодом и использованием NFPA 92. NFPA 5000 требует систем контроля дыма для подземных зданий, помещений и атриумов с защитой от дыма, а также дымонепроницаемых кожухов для помещений с высоким уровнем шума. возвышаются здания.Требования NFPA 101 схожи, но отличаются тем, что дымонепроницаемые кожухи не требуются для большинства зданий, а система контроля дыма не требуется для подземных зданий, а требуется только дымоотвод.

Одно существенное различие между потребностями в контроле дыма в атриуме в кодексах NFPA и IBC заключается в том, что с кодами NFPA требуется провести анализ, чтобы показать, что дым может поддерживаться для всех предсердий. Нет исключения для атриумов, где всего 2 этажа, как в IBC.Это может иметь значительное влияние на затраты на проекты, которые должны соответствовать кодексам NFPA (например, медицинские учреждения).

Типы систем управления задымлением

NFPA 92 делит типы систем контроля дыма на две основные категории: сдерживание дыма и управление задымлением. Система дымоудаления — это система, в которой с помощью механических средств используется перепад давления через барьер. Система управления задымлением — это система, в которой используются естественные или механические системы для поддержания приемлемой среды для пространств большого объема или уменьшения миграции дыма между областью происхождения и любыми пространствами, которые имеют прямое сообщение с этой областью происхождения.

Эти две разные категории имеют несколько разных подходов к проектированию для каждого типа системы. В категории защиты от дыма типы систем могут включать следующее: герметизация лестницы, герметизация лифта, герметизация зон, герметизация вестибюлей и герметизация зоны убежища. Примеры систем управления задымлением включают вытяжку атриума, заполнение дыма, естественную вентиляцию и противоточный воздушный поток.

Наиболее часто используемые системы — это герметизация лестниц и вытяжка атриумов, отвечающие требованиям дымонепроницаемости лестничных ограждений и атриумов соответственно.Открытые вестибюли — менее распространенная опция, разрешенная нормами для дымонепроницаемых помещений. Кроме того, естественная вентиляция может использоваться вместо механических систем для обеспечения устойчивости атриума. Однако этот подход требует определенного набора условий, касающихся архитектуры пространства и внешних факторов, особенно ветра, которые должны быть благоприятными для того, чтобы система этого типа обеспечивала адекватную защиту.

Герметизация лифта — это то, что можно использовать вместо пассивных защищенных от дыма вестибюлей в каждом лифтовом вестибюле.Однако эти системы очень сложно использовать из-за эффекта пакета, эффекта поршня и утечки. Требуются отдельные шахты, примыкающие к шахтам лифта, со средствами балансировки на нескольких уровнях для поддержания требуемых диапазонов перепада давления на каждом уровне. Настоятельно рекомендуется планировать здания с закрытыми лифтовыми холлами, чтобы избежать необходимости в этой системе. Если система требуется, следует использовать детальное моделирование дыма для определения критериев проектирования системы наддува лифтов и шахт.

Зонированные системы наддува требовались во многих юрисдикциях для высотных зданий в соответствии с некоторыми из старых кодексов. Однако базовые нормы больше не требуют этого типа системы, в которой используется наддув и выхлоп для создания «сэндвич-подобных» условий, препятствующих миграции дыма из отсека происхождения. Эти зонированные системы сейчас требуются только в подземных зданиях, но могут потребоваться в некоторых юрисдикциях, которые изменили базовые требования IBC.

Системы наддува или вентиляции вестибюля являются альтернативой наддува лестницы, разрешенной в кодексах, где между ограждением лестницы и остальной частью пола предусмотрено отдельное ограждение, а наддув или вентиляция вестибюля создает зазор перепада давления между лестницей и полом.Это также можно комбинировать с герметизацией лестницы.

Перед тем, как начать процесс проектирования, необходимо рассмотреть и обсудить несколько важных моментов с командой разработчиков и компетентным органом (AHJ). Это включает определение целей проекта и того, какой тип системы должен использоваться для достижения этих целей. По мере того, как проектировщик проектирует систему дымоудаления, ему необходимо определить перепады давления, которые необходимо получить.NFPA 92 описывает различные перепады давления в зависимости от наличия спринклеров и высоты потолка помещения. Кроме того, эти перепады давления не могут превышать требования IBC или NFPA 101 для превышения максимального усилия двери. Что касается систем управления задымлением, проектировщик должен определить, будет ли управление дымом осуществляться путем поддержания слоя дыма выше уровня занятости, чтобы обеспечить безопасный выход, использования дымовых заслонок для разделения проходных пространств, обеспечения потока воздуха для предотвращения распространения дыма или комбинация этих.NFPA 92 требует, чтобы эти факторы определялись инженерным анализом и расчетами.

При подготовке этой оценки проектировщик должен учитывать как устойчивость среды, так и время выхода. Это может потребовать проведения анализа выхода, чтобы показать, что люди могут безопасно покинуть пространство до того, как попадут в неприемлемые условия. Анализ выхода из строя выходит за рамки NFPA 92. Для получения этой информации проектировщику необходимо будет обратиться к другим справочным материалам, например, к Техническому руководству Общества инженеров по противопожарной защите по противопожарной защите, основанной на характеристиках.

Расчет системы управления задымлением

NFPA 92 предоставляет уравнения, необходимые для расчета многих необходимых факторов при проектировании системы контроля дыма. Предпосылка расчетов аналогична модели зоны: существует примерно однородный интерфейс слоя дыма, который должен поддерживаться в соответствии с требованиями кода. Основная цель инженера, использующего эти уравнения, — определить объемную скорость дымообразования, чтобы определить скорость выхлопа, необходимую для поддержания слоя дыма на этом уровне.Как правило, это будет два отдельных типа шлейфов: осесимметричный и балконный разлив.

Осесимметричный расчет довольно прост и после некоторых предположений / инженерных оценок требует только ввода размера пожара и высоты слоя дыма. Для шлейфа балконного разлива эти факторы необходимы в дополнение к геометрии шлейфа, когда он разливается по балкону. Это зависит от высоты балкона над огнем и расстояния от камина до края балкона.Как правило, расчеты шлейфа разлива на балконе предсказывают больше дыма, чем расчет осесимметричного шлейфа, что часто делает сценарий осесимметричного пожара несущественным. Для балконов большой ширины расчеты шлейфа разлива на балконе часто преувеличивают фактическое количество дыма, которое может образоваться, и в этих случаях обычно рекомендуют использовать модель вычислительной гидродинамики (CFD) для определения скорости вытяжки.

Вместо того, чтобы каждый раз вручную выполнять эти вычисления, обычно создают электронную таблицу, которая включает уравнения и автоматически дает ответы на основе ввода данных пользователем.Любые созданные электронные таблицы должны быть тщательно проверены и проанализированы инженером по пожарной безопасности, прежде чем использоваться для проектирования систем в проектах.

Типы моделирования дыма

Масштабное моделирование — это необычно используемая форма моделирования в коммерческой сфере. Предпосылка состоит в том, что создается масштабная модель пространства и моделируется пожар. Геометрия, температура, скорость, скорость тепловыделения и т. Д. Масштабируются с использованием масштабированных выражений для определения фактических значений, которые должны быть на предприятии.

Моделирование зон — это упрощенный подход к моделированию дыма. Предпосылка состоит в том, что в пожарной ситуации есть две зоны: высокая зона, которая считается полностью задымленной, и низкая зона, считающаяся бездымной. Требуемый расход выхлопа может быть определен алгебраически, но также может быть определен с помощью дифференциальных уравнений. Последний обычно используется в расчетных моделях зон, включая консолидированную модель переноса огня и дыма (CFAST).

Анализ CFD стал отраслевым стандартом для моделирования дыма, а имитатор динамики пожара, произведенный Национальным институтом стандартов и технологий, является стандартной программой для CFD.Концепция CFD заключается в том, что модель разбита на ячейки, и каждая ячейка имеет набор свойств. Клетки взаимодействуют с соседними клетками. Посредством этих отношений можно моделировать поток и эффекты огня во всем пространстве. Не существует стандарта для размеров ячеек, поэтому инженер должен провести анализ чувствительности модели, чтобы определить, подходит ли размер ячейки. Исходя из нашего опыта, кубическая ячейка размером 1 фут часто бывает достаточно мала, чтобы обеспечить точные результаты.Это ни в коем случае не ответ, который может применяться к каждой модели, поскольку для таких характеристик, как расстояние до огня, расположение относительно слоя дыма и размер пожара, могут потребоваться ячейки большего или меньшего размера, но это хорошая отправная точка для большинство моделей.

Чтобы оценить успех конкретного проекта, необходимо заранее установить определенные критерии устойчивости, чтобы гарантировать сохранение устойчивости. Желательно предварительно просмотреть критерии с AHJ, чтобы гарантировать, что целевые стойки не будут перемещены после завершения анализа.Оцениваемые критерии устойчивости часто включают температуру, токсичность и видимость, хотя видимость обычно является движущим фактором.

Модель создается для каждого сценария пожара, включая различные характеристики, такие как ветер, размер пожара, место пожара и скорость выхлопа. Поскольку скорость выхлопа указывается в модели, это обычно итеративный процесс, который начинается с скорости выхлопа, определенной алгебраическими вычислениями. Затем скорость выхлопа изменяется по мере необходимости, чтобы соответствовать критериям устойчивости.В зависимости от количества ячеек, продолжительности анализа и компьютера, выполняющего вычисления, каждый запуск может длиться часы, дни или даже недели. Однако недельное время выполнения непрактично, и часто принимаются допущения относительно размера ячейки или площади модели, чтобы сократить прогоны модели до разумного времени.

Определение сценария пожара

Самым важным фактором при проектировании системы контроля дыма, который остается на усмотрение инженера, является фактический сценарий пожара.Независимо от того, используется ли решение для алгебры или моделирования, сценарии должны быть выбраны так, чтобы проект системы обеспечивал разумный уровень безопасности. Обычно это одиночный пожар, расположенный в «худшей» части помещения. Часто это может быть связано с возгоранием под балконами на первом этаже, рядом с отверстиями для подпиточного воздуха или в местах, где нельзя рассчитывать на активацию спринклера. Следует оценивать несколько сценариев, чтобы определить худшую часть пространства как часть каждого проекта, чтобы гарантировать, что система спроектирована надлежащим образом.Большинство конструкций включают, по крайней мере, одно осесимметричное и одно состояние шлейфа разлива с балкона.

Как и размеры ячейки модели, стандартного размера огня не существует. Д-р Джон Х. Клот, PE предлагает минимум 2000 БТЕ / с для кратковременных пожаров в Справочнике ASHRAE по проектированию дымоудаления, но это минимальный размер пожара, если не контролируется спринклерами. Часто используются пожары мощностью 5 МВт, но это консервативное значение из более ранних кодов, которое не является репрезентативным для всех сценариев. Если позволяют особенности помещения, можно использовать огонь меньшего размера, а размер огня часто определяется предполагаемой мебелью в помещении.Диваны и кресла-кровати имеют широкий диапазон показателей тепловыделения (HRR), и возникает соблазн использовать наименьший репрезентативный HRR, когда дизайн архитектора включает только минималистичную мебель с низким уровнем горючести. Инженер должен учитывать не только мебель в пространстве при открытии здания, но и потенциальное использование пространства на протяжении всего срока службы здания. В то время как инженер может оговорить, что в помещении может использоваться только непенная металлическая мебель как часть проекта, если у владельца нет операционных процедур, чтобы фактически обеспечить соблюдение этого условия, инженер принимает на себя огромный риск, допуская небольшой размер пожара. .

Если спринклеры могут управлять пожаром, пиковое значение HRR обычно определяется как температура, при которой срабатывают спринклеры. После этого момента HRR остается неизменным. Вплоть до срабатывания спринклеров некоторые сценарии моделируют устойчивый пожар, а другие предполагают квазистационарный (t ² рост) пожар. Время срабатывания спринклера можно определить по разным соотношениям, которые подходят для разных пожаров. В промышленности принято использовать корреляцию Альперта для определения HRR при активации спринклера; однако корреляция Альперта предназначена для устойчивых пожаров.Это уместно, если предполагается устойчивый пожар, но эта корреляция часто используется для пожара роста ² и занижает прогноз HRR при активации спринклера. Для пожара роста t ² более уместна корреляция Бейлера.

После определения величины пожара и размера системы дымоудаления следующим важным шагом в процессе проектирования является определение оборудования системы. Как в строительном кодексе, так и в NFPA 92 есть особые требования о том, как это должно быть сделано.Системы управления зданием, которые используются для управления функциями контроля задымления, должны быть специально указаны как система UUKL в соответствии с UL 864: Стандарт на блоки управления и аксессуары для систем пожарной сигнализации. Система должна быть единой системой управления с целью упрощения работы системы, особенно при реагировании на персонал пожарной части. Помимо общих требований к системе, в NFPA 92 изложены основные требования к активации, времени отклика системы, станции управления задымлением пожарного и материалам, которые необходимо использовать для компонентов системы.

Документация, тестирование и квалификация NFPA 92

Подобно IBC, NFPA 92 требует, чтобы проектировщик (и) подготовил подробный отчет о проектировании и подготовил руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию (O&M). В подробный отчет о проектировании требуется включать цель системы, цели проектирования, допущения и другие различные факторы, которые влияют на проектирование системы. В этом разделе NFPA 92 конкретно перечисляются процедуры ввода в эксплуатацию как один из аспектов подробного отчета о проектировании.Дополнительное руководство по разработке процедур ввода в эксплуатацию можно найти в NFPA 3: Рекомендуемая практика ввода в эксплуатацию систем противопожарной защиты и безопасности жизнедеятельности и NFPA 4: Стандарт для комплексного тестирования систем противопожарной защиты и безопасности жизнедеятельности. Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию поможет владельцу понять работу системы, ограничения системы и требования к периодическим испытаниям.

Последний основной раздел NFPA 92 описывает требования как к приемочным испытаниям, так и к периодическим испытаниям для всех различных типов систем контроля дыма.Процесс тестирования начинается с проверки компонентов, включает тестирование отдельных компонентов и заканчивается комплексным тестированием системы. Документация по каждому из этих предметов должна быть предоставлена ​​как владельцу, так и AHJ. NFPA 92 устанавливает периодичность ежегодных периодических испытаний для неспециализированных систем и полугодовые испытания для специализированных систем.

NFPA 92 не устанавливает конкретных квалификаций для тех, кто проектирует и испытывает системы контроля дыма. В качестве примечания, IBC теперь устанавливает минимальную квалификацию для специальных инспекционных испытаний, чтобы иметь опыт в противопожарной защите и машиностроении, а также сертификацию балансировки воздуха.Однако этот кодекс также не устанавливает квалификацию для проектирования системы. С практической точки зрения, система контроля дыма должна разрабатываться специалистами в области противопожарной защиты, а также в области машиностроения. Если ваша команда разработчиков не включает в себя обе эти дисциплины, то следует изыскать дополнительные ресурсы с этими наборами навыков, чтобы избежать неправильного понимания концепций и принципов, необходимых для успешного проектирования и реализации системы.

Изменения в NFPA 92 (издание 2018 г.)

На данном этапе цикла разработки кода не предлагается значительное количество изменений для следующей редакции.Один из основных факторов, который сейчас рассматривается, — это добавление требований к устойчивости. Хотя, как правило, инженер-проектировщик устанавливает эти факторы устойчивости из других ссылок, описанных выше, а затем соглашается с ними с AHJ, включение этой информации в стандарт может помочь как разработчику, так и AHJ более объективно определить обоснованность конструкции системы.

NFPA 92 — это руководство, которое гарантирует, что при проектировании системы контроля дыма были учтены все относительные факторы, основанные на последних имеющихся научных достижениях в области противопожарной защиты.Хотя на него прямо ссылаются только некоторые нормы, рекомендуется, чтобы этот документ использовался при разработке и проектировании любой системы контроля дыма, планируемой для достижения целей безопасности жизнедеятельности каждого проекта.

Роберт С.