Oddymianie klatki schodowej – znaczenie, przepisy, warunki techniczne
Klatka schodowa w budynku wielokondygnacyjnym jest elementem o fundamentalnym znaczeniu dla bezpieczeństwa pożarowego. Stanowi ona pionową drogę ewakuacji dla użytkowników obiektu.
W warunkach pożaru, ochrona tej przestrzeni przed dymem i toksycznymi gazami staje się absolutnym priorytetem.
Systemy oddymiania stanowią jeden z typów instalacji wentylacji pożarowej powszechnie stosowanych na pionowych drogach ewakuacji budynków wielokondygnacyjnych.
Cele właściwie zaprojektowanego systemu oddymiania
Właściwie zaprojektowany system oddymiania realizuje dwa kluczowe cele:
Ochrona Ewakuacji: Zapewnienie użytkownikom bezpiecznych warunków do opuszczenia budynku
Wsparcie Działań Ratowniczych: Ułatwienie ekipom Państwowej Straży Pożarnej dotarcia do źródła pożaru przede wszystkim poprzez utrzymanie widoczności, obniżenie temperatury oraz stężenia toksyn.
Obowiązek stosowania urządzeń służących usuwaniu dymu z klatek schodowych lub urządzeń zapobiegających zadymieniu tych przestrzeni wynika bezpośrednio z prawa budowlanego. Aktem nadrzędnym jest tu Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (dalej zwany "WT").
Ogólny cel stosowania tych systemów zdefiniowano w § 207 WT, który stanowi, że budynek i urządzenia z nim związane powinny być projektowane i wykonane w sposób zapewniający w razie pożaru m.in. "możliwość ewakuacji ludzi" oraz "uwzględnienie bezpieczeństwa ekip ratowniczych".
Zgodnie z § 245 WT Klatki schodowe przeznaczone do ewakuacji ze strefy pożarowej:
1) ZL II w budynku niskim (N),
2) ZL I, ZL II, ZL III lub ZL V w budynku średniowysokim (SW),
3) PM o gęstości obciążenia ogniowego powyżej 500 MJ/m2 lub zawierającej pomieszczenie zagrożone wybuchem w budynku niskim (N) bądź średniowysokim (SW)
– powinny być obudowane i zamykane drzwiami dymoszczelnymi oraz wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub służące do usuwania dymu, uruchamiane samoczynnie za pomocą systemu wykrywania dymu.
Zgodnie z § 246 WT Klatki schodowe i przedsionki przeciwpożarowe, stanowiące drogę ewakuacyjną w budynku wysokim (W) dla stref pożarowych innych niż ZL IV i PM oraz w budynku wysokościowym (WW) powinny być wyposażone w urządzenia zapobiegające ich zadymieniu; natomiast dla strefy pożarowej PM, powinny być wyposażone w urządzenia zapobiegające zadymieniu lub samoczynne urządzenia oddymiające uruchamiane za pomocą systemu wykrywania dymu.
Zastosowanie tego typu urządzeń dotyczy również budynków mieszkalnych (ZLIV), gdy przekroczona jest długość dojść ewakuacyjnych
Rodzaje systemów oddymiania klatek schodowych
Biorąc pod uwagę powyższe wymagania rozróżnić można dwa typy systemów wentylacji pożarowej stosowanych na klatkach schodowych:
- System oddymiania (grawitacyjny lub grawitacyjny z napowietrzaniem mechanicznym) – system, który usuwa dym wpływający na klatkę schodową z przestrzeni objętej pożarem podczas ewakuacji ludzi
- System zapobiegający zadymieniu (system różnicowania ciśnień) - system, którego celem jest wytworzenie odpowiedniej różnicy ciśnienia pomiędzy przestrzenią objętą pożarem, a przestrzenią chronioną, uniemożliwiając wpłynięcie dymu do tej przestrzeni.
W niniejszym artykule skupimy się na systemach do grawitacyjnego usuwania dymu i ciepła omawiając je szerzej w kontekście ochrony pionowych dróg ewakuacyjnych oraz znowelizowanej 17 lipca 2025 normy PN-B-02877-4:2025-07 Ochrona przeciwpożarowa budynków -- Systemy do grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła -- Część 4: Zasady projektowania
System oddymiania grawitacyjnego klatki schodowej
System do grawitacyjnego odprowadzania dymu i ciepła opiera swoje działanie na naturalnym zjawisku fizycznym - konwekcji czyli unoszenia gorącego dymu. Swobodna konwekcja ciepła wiąże się z ruchem powietrza wywołanym różnicą temperatur pomiędzy źródłem ciepła a otaczającym powietrzem. Dzięki temu zjawisku dym wpływający na klatkę schodową z przestrzeni objętej pożarem może zostać odprowadzony na zewnątrz budynku poprzez otwór oddymiający.
Urządzenia do Odprowadzania Dymu i Ciepła
Są to urządzenia oddymiające, zgodne z normą PN-EN 12101-2 Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła; Część 2: Wymagania techniczne dotyczące klap dymowych
- Klapy dymowe (dachowe): Najpopularniejsze rozwiązanie; urządzenia montowane
w dachu lub stropodachu, w najwyższym punkcie klatki schodowej. Muszą być odporne na obciążenie wiatrem i śniegiem oraz zapewniać niezawodne otwarcie w warunkach pożaru. - Ścienne urządzenia oddymiające: Alternatywa montowana w ścianach zewnętrznych na najwyższej kondygnacji (w budynkach wysokich, z nawiewem mechanicznym)
Urządzenia Dostarczające Powietrze Kompensacyjne
Są to urządzenia zapewniające dopływ powietrza uzupełniającego. W praktyce są to najczęściej automatycznie otwierane:
- Drzwi wejściowe do budynku.
- Okna na najniższej kondygnacji klatki schodowej.
Dla drzwi i okien kluczowe jest obliczenie ich powierzchni efektywnej (Aeff), która jest iloczynem powierzchni geometrycznej (Ai) i współczynnika korygującego (Cz), zależnego od rodzaju otworu napowietrzającego oraz kąta otwarcia.
W budynkach wysokich (W) oraz tych, w których nie ma możliwości zaprojektowania otworu napowietrzającego dostarczającego powietrze do kompensacji grawitacyjnie, należy przewidzieć nawiew mechaniczny (z wykorzystaniem wentylatora). Wentylator napowietrzający powinien być dobrany przez projektanta w zależności od parametrów klatki schodowej, zgodnie z zasadami wiedzy technicznej.
System Sterowania i Zasilania
Wyzwalanie systemu: System musi być uruchamiany na dwa sposoby:
1. Samoczynnie: Przez punktowe czujki dymu zainstalowane w przestrzeni klatki schodowej wpięte do centrali oddymiania lub systemu sygnalizacji pożaru.
2. Ręcznie: Przez przyciski oddymiania (RPO), umieszczone przy wejściach na klatkę schodową, na najniższej, najwyższej oraz na co trzeciej kondygnacji.
Centrala sterująca (czyli urządzenie odbierające sygnał z czujek, systemu sygnalizacji pożaru (jeżeli jest) lub przycisków i wysyłające sygnał sterujący do siłowników) musi zapewnić jednoczesne otwarcie urządzeń oddymiających i napowietrzających. Centrala musi posiadać awaryjne źródło zasilania (akumulatory), które zagwarantuje możliwość zadziałania systemu przez co najmniej 30 minut po zaniku podstawowego zasilania sieciowego.
Projektowanie Oddymiania Grawitacyjnego w świetle Normy PN-B-02877-4:2025-07
Wymagania dla budynków Niskich (N) i Średniowysokich (SW)
- Do odprowadzania dymu i ciepła stosuje się wyłącznie klapy dymowe (montowane w dachu)
- Wymagana powierzchnia czynna oddymiania musi wynosić co najmniej 5% największej powierzchni rzutu poziomego podłogi klatki schodowej z uwzględnieniem wszystkich kondygnacji, jednak nie mniej niż 1,0m2
- Powietrze kompensacyjne należy dostarczyć bezpośrednio spoza budynku. Łączna powierzchnia efektywna otworów napływu powietrza kompensacyjnego nie powinna być mniejsza niż wymagana powierzchnia czynna oddymiania
- Jeżeli napływ powietrza odbywa się przez dwa otwory w układzie szeregowym (np. drzwi do wiatrołapu klatki), powierzchnia efektywna każdego z nich musi wynosić co najmniej 130% wymaganej powierzchni czynnej oddymiania Przy trzech otworach w układzie szeregowym – co najmniej 150%
Wymagania dla budynków Wysokich (W)
- Do odprowadzania dymu i ciepła dopuszcza się stosowanie klap dymowych lub ściennych urządzeń oddymiających.
- Wymagana powierzchnia czynna oddymiania musi wynosić co najmniej 7,5% największej powierzchni rzutu poziomego podłogi klatki schodowej z uwzględnieniem wszystkich kondygnacji, jednak nie mniej niż 1,5m2
- Powietrze kompensacyjne należy dostarczyć za pomocą nawiewu mechanicznego (wentylatora). Wydajność nawiewu należy określić "zgodnie z zasadami wiedzy technicznej",
Tabela Porównawcza Wymagań Projektowych wg PN-B-02877-4:2025-07
|
Parametr |
Budynki Niskie (N) i Średniowysokie (SW) |
Budynki Wysokie (W) |
|
Otwór oddymiający |
Grawitacyjny (wyłącznie klapy dymowe) |
Grawitacyjny (klapy dymowe lub urządzenia ścienne) |
|
Wymagana pow. czynna oddymiania |
min. 5% rzutu poziomego klatki
nie mniej niż 1,0 m2 |
min. 7,5% rzutu poziomego klatki
nie mniej niż 1,5 m2 |
|
Napływ powietrza kompensacyjnego |
Grawitacyjny (otwory na dole klatki) |
Mechaniczny (obowiązkowy nawiew z wykorzystaniem wentylatora) |
|
Aeff,klatka ≥ Aodd,klatka |
Wydajność nawiewu mechanicznego dobrana wg zasad wiedzy technicznej |
Najczęstsze błędy przy projektowaniu/eksploatacji systemu oddymiania klatek schodowych
- Napowietrzanie przez hol np. z funkcją recepcji – przestrzeń przez którą napływa powietrze kompensacyjne, nie powinna pełnić funkcji pomocniczych i powinna być wolna od materiałów palnych. Ponadto przestrzeń ta powinna być zabezpieczona przed napływem dymu z przylegających do niej pomieszczeń
- Zbyt długa droga napowietrzania – wydłużona droga napływu powietrza kompensacyjnego do klatki schodowej może negatywnie wpływać na skuteczność oddymiania klatki schodowej. Zgodnie z normą PN-B-02877-4:2025-07 odległość między zewnętrznym otworem kompensacyjnym, a drzwiami do klatki schodowej nie powinna przekraczać 10,0 m. W przypadku odległości przekraczającej 10m, skuteczność systemu oddymiania klatki schodowej powinna być potwierdzona analizą numeryczną CFD
- Napowietrzanie realizowane z wyższych kondygnacji – aby zapewnić skuteczny przepływ dymu otwory kompensacyjne powinny być zlokalizowane na najniższej kondygnacji użytkowej.
- Zablokowanie otwarcia – otwory napowietrzające powinny otwierać się samoczynnie po wykryciu dymu oraz powinny pozostać w pozycji otwartej. Nie mogą zostać zablokowane przez inne sygnały np. system kontroli dostępu. Nie powinny być zastawiane żadnymi elementami powodującymi ograniczenie wpływu powietrza kompensacyjnego
- Lokalizacja okien oddymiających poniżej ostatniej kondygnacji – taka lokalizacja okien oddymiających może powodować gromadzenie się dymu w najwyższej części klatki i pogorszenie warunków ewakuacji z ostatniej kondygnacji budynku. Okna oddymiające powinny być lokalizowane jak najwyżej pod przykryciem dachu.
Co decyduje o skuteczności grawitacyjnego systemu oddymiania klatki schodowej?
Grawitacyjny system oddymiania klatki schodowej jest jednym z kluczowych systemów bezpieczeństwa pożarowego w budynku. Jego fundamentalnym celem jest ochrona pionowych dróg ewakuacyjnych, co bezpośrednio przekłada się na możliwość bezpiecznego opuszczenia obiektu przez użytkowników oraz znaczące wsparcie dla działań ekip ratowniczych.
Jak wykazano w artykule, skuteczność tego rozwiązania nie zależy wyłącznie od montażu klapy dymowej na dachu. Jest to kompletny system, którego poprawne działanie opiera się na współdziałaniu trzech kluczowych elementów:
- Odprowadzania dymu (poprzez urządzenia o odpowiednio dobranej powierzchni czynnej oddymiania).
- Dostarczania powietrza kompensacyjnego (grawitacyjnie lub mechanicznie, zlokalizowanego na najniższej kondygnacji).
- Niezawodnego sterowania i zasilania awaryjnego (uruchamiającego oba powyższe elementy jednocześnie).
Nowelizacja normy PN-B-02877-4:2025-07 stanowi istotny krok w standaryzacji podejścia projektowego. Wyraźnie rozgranicza ona wymagania dla budynków N i SW od budynków W, gdzie z uwagi na wysokość obiektu i potencjalne trudności w zapewnieniu skutecznego przepływu dymu, obligatoryjny staje się mechaniczny nawiew powietrza kompensacyjnego w klatkach budynków wysokich.
Należy podkreślić, że nawet najlepiej zaprojektowany system zawiedzie, jeśli na etapie projektowania, wykonania lub późniejszej eksploatacji pojawią się nieprawidłowości. Świadomość inżynierska, rzetelne projektowanie zgodne z przepisami, normami, zasadami wiedzy technicznej oraz regularna konserwacja i przeglądy są niezbędne, aby w chwili próby – jaką jest pożar – system oddymiania spełnił swoje zadanie i skutecznie chronił ludzkie życie.
Anna Osenkowska,
Projektant Systemów Oddymiania Grawitacyjnego
Pion Systemów Oddymiania i Doświetleń Dachowych