PL220282B1

PL220282B1 - Hybrid system of general ventilation and smoke ventilation system installation with humidification of the compensation air

Info

Publication number: PL220282B1
Application number: PL395122A
Authority: PL
Inventors: Marek Stojek
Original assignee: Stojek Marek B Techniczne Mttr Energy
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2015-09-30
Also published as: PL395122A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest system hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej. System hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej dotyczy połączenia funkcji instalacji wentylacji ogólnej i funkcji instalacji wentylacji oddymiającej.The subject of the invention is a system of hybrid general ventilation and smoke exhaust ventilation systems. The system of hybrid general ventilation and smoke exhaust ventilation systems refers to the combination of the functions of the general ventilation installation and the functions of the smoke exhaust ventilation installation.

Stan techniki umożliwia stwierdzenie, że największym zagrożeniem dla ewakuujących się ludzi z budynków jest szybkość rozprzestrzeniania się dymu oraz toksyczne produkty spalania. Zgodnie z obowiązującymi przepisami techniczno-budowlanymi (Dz. U. 02.75.690) instalacja wentylacji oddymiającej w budynku powinna usuwać dym z intensywnością zapewniającą, że w czasie potrzebnym do ewakuacji ludzi na chronionych przejściach i drogach ewakuacyjnych nie wystąpi zadymienie lub temperatura uniemożliwiająca bezpieczną ewakuację. Instalacja oddymiająca powinna być tak zbudowana, aby mieć stały dopływ powietrza zewnętrznego (tj. powietrza kompensacyjnego) uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego wypływu wraz z dymem. Urządzeniami służącymi do usuwania dymu z budynków są klapy dymowe umieszczone na dachu budynku. Klapy dymowe są skutecznym zabezpieczaniem do chwili, w której następuje ochłodzenie dymu i zminimalizowanie zjawiska termicznego wypływu dymu. Zasady rozmieszania klap dymowych opisane są w normie PN-B-02877-4 „Instalacje grawitacyjne do odprowadzania dymu i ciepła”. Zasady budowy klap dymowych i sposoby ich testowania opisane są w normie PN-EN 12101-2 „Systemy kontroli rozprzestrzeniania się dymu i ciepła. Część 2”; „Wymagania techniczne dotyczące klap dymowych”.The state of the art makes it possible to state that the greatest threat to people evacuating from buildings is the speed of smoke spread and the toxic products of combustion. In accordance with the applicable technical and construction regulations (Journal of Laws 02.75.690), the installation of smoke exhaust ventilation in the building should remove smoke with the intensity ensuring that during the time needed to evacuate people on the protected passageways and escape routes there will be no smoke or temperature preventing safe evacuation. The smoke exhaust system should be constructed in such a way as to have a constant inflow of external air (i.e. compensation air) to supplement the shortages of this air as a result of its discharge along with the smoke. Devices used to remove smoke from buildings are smoke vents located on the roof of the building. Smoke dampers are effective protection until the smoke cools down and the thermal smoke outflow is minimized. The rules for the arrangement of smoke dampers are described in the standard PN-B-02877-4 "Gravity installations for smoke and heat extraction". The principles of construction of smoke dampers and methods of their testing are described in the standard PN-EN 12101-2 "Smoke and heat control systems. Part 2"; "Technical requirements for smoke dampers".

Najskuteczniejszą metodą usuwania dymu z chronionych przejść i dróg ewakuacyjnych jest mechaniczny wywiew za pomocą sieci kanałów i połączonych z nimi wentylatorów oddymiających. Wymagania techniczne, jakie powinny spełniać wentylatory oddymiające, kanały wentylacji oddymiającej oraz klapy pożarowe opisano w obowiązujących przepisach techniczno-budowlanych (Dz. U. 02.75.690).The most effective method of removing smoke from protected passages and escape routes is mechanical exhaust through a network of ducts and smoke exhaust fans connected to them. Technical requirements to be met by smoke exhaust fans, smoke exhaust ventilation ducts and fire dampers are described in the applicable technical and construction regulations (Journal of Laws 02.75.690).

Znane systemy mechanicznego usuwania dymów zostały opisane w normie EN 12101-4:2003 pod tytułem „Systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła; Część 4; Wymagania techniczne dotyczące składowych systemów odprowadzania dymu i ciepła”.Known mechanical fume extraction systems are described in EN 12101-4: 2003 under the title "Smoke and heat control systems; Part 4; Technical requirements for the components of smoke and heat extraction systems ".

Instalacje wentylacji oddymiającej mają za zadanie umożliwić bezpieczną ewakuację ludzi z zagrożonej strefy w określonym czasie. Instalacje wentylacji oddymiającej muszą zapobiegać nadmiernemu ograniczeniu widoczności przez przeciwdziałanie rozprzestrzenianiu się dymów i gazów pożarowych, obniżać odczuwalną temperaturę oraz ograniczać spadek stężenia tlenu poniżej wartości zagrażających życiu i zdrowiu ludzi. Znane są rozwiązania instalacji wentylacji pożarowej (system A, system B, systemy mieszane), których opisy zawarto w instrukcji nr 378/2002 autorstwa M. Kosiorek, P. Głąbski pod tytułem „Projektowanie instalacji wentylacji pożarowej dróg ewakuacyjnych w budynkach wysokich i wysokościowych” Instytutu Techniki Budowlanej, Warszawa 2002. Znane jest także rozwiązanie opisane w publikacji pt „Kondygnacyjny system oddymiania budynków” autorstwa B. Mizieliński, J. Wolanin wydanej przez Oficynę Wydawniczą Politechniki Warszawskiej w roku 2006 r. Znane Jest również rozwiązanie zawarte w EP 1 367 332 A1 opublikowane w dniu 03.12.2003 r. w biuletynie 2003/49 jako urządzenie klimatyzacyjne z funkcją wywiewu gazów pożarowych i nawilżania. Znane jest rozwiązanie zawarte w US Patent nr 5.788.571 opublikowane w 1998 jako system usuwania dymów z budynków wysokich. Znane są rozwiązania techniczne instalacji mgły wodnej zawarte w normie NFPA 750 „Standard on Water Mist Fire Protection Systems” lub w normie VdS 2498 „Guidelines for Water Extinguishing Systems Requirements”, ale dotyczą one wyłącznie systemów gaśniczych. Znane ze stanu techniki niedoskonałości działania instalacji wentylacji pożarowej powodujące dostarczanie dużych ilości tlenu do budynku i źródła pożaru i tym samym wzrost mocy pożaru. Natomiast zadziałanie wodnych urządzeń gaśniczych zlokalizowanych pod stropem pomieszczenia powoduje gwałtowne ochłodzenia podstropowej warstwy dymu i jej niekontrolowane opadanie w strefę ewakuacji ludzi.Smoke exhaust ventilation systems are designed to enable safe evacuation of people from the endangered zone at a specified time. Smoke exhaust ventilation systems must prevent excessive reduction of visibility by preventing the spread of fumes and fire gases, reduce the perceived temperature and limit the drop in oxygen concentration below the values that threaten human life and health. There are known solutions for fire ventilation systems (system A, system B, mixed systems), the descriptions of which are included in the manual No. 378/2002 by M. Kosiorek, P. Głąbski under the title "Designing fire ventilation systems for escape routes in high and high-rise buildings" of the Institute Techniki Budowlanej, Warsaw 2002. We also know the solution described in the publication titled "Storey building smoke exhaust system" by B. Mizieliński, J. Wolanin published by the Publishing House of the Warsaw University of Technology in 2006. The solution contained in EP 1 367 332 A1 is also known. published on December 3, 2003 in the 2003/49 bulletin as an air conditioning unit with the function of exhaust gas exhaust and humidification. The solution contained in US Patent No. 5,788,571 published in 1998 as a system for removing fumes from high-rise buildings is known. There are known technical solutions for water mist installations included in the NFPA 750 "Standard on Water Mist Fire Protection Systems" or in the VdS 2498 "Guidelines for Water Extinguishing Systems Requirements", but they only apply to extinguishing systems. Known art failures in the operation of a fire ventilation system resulting in the supply of large amounts of oxygen to the building and the source of the fire, thereby increasing the power of the fire. On the other hand, the activation of water extinguishing devices located under the ceiling of the room causes rapid cooling of the under-ceiling layer of smoke and its uncontrolled fall into the evacuation zone of people.

Żadne ze znanych rozwiązań;None of the known solutions;

- nie łączy funkcjonalnie i technicznie - w skali budynku lub obiektu - w jeden system instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej z instalacją umożliwiającą nawilżanie powietrza kompensacyjnego,- does not connect functionally and technically - on the scale of a building or facility - into one system of general ventilation and smoke exhaust ventilation with an installation enabling humidification of compensation air,

- nie wykorzystuje napływającego do budynku zewnętrznego powietrza kompensacyjnego do przenoszenia rozpylonej mgły wodnej (lub innego środka), w celu obniżenia temperatury odczuwalnej, temperatury dymów i gazów pożarowych oraz zmniejszenia ilości tlenu dostarczanego do źródła pożaru,- does not use the external compensating air flowing into the building to transport sprayed water mist (or other medium) in order to reduce the perceived temperature, temperature of fumes and fire gases and to reduce the amount of oxygen supplied to the source of the fire,

PL 220 282 B1PL 220 282 B1

- nie wykorzystuje jednocześnie kanałów wentylacyjnych i osprzętu do nawiewu powietrza wentylacyjnego i usuwania dymów pożarowych.- does not use both ventilation ducts and equipment for supplying ventilation air and removing fire fumes.

Celem wynalazku jest funkcjonalne i techniczne powiązanie w jeden system instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej i instalacji nawilżania powietrza kompensacyjnego, zmniejszenie wydajności instalacji wentylacji oddymiającej, polepszenie warunków i wydłużenie czasu ewakuacji ludzi z budynków, polepszenie warunków prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej, optymalne wykorzystanie obligatoryjnych (w większości budynków) systemów instalacji oddymiającej oraz wydłużenie czasu pracy urządzeń i elementów instalacji wentylacji oddymiającej.The aim of the invention is the functional and technical connection of the general ventilation system and the smoke exhaust ventilation system and the compensation air humidification system into one system, reducing the efficiency of the smoke exhaust ventilation system, improving the conditions and extending the evacuation time of people from buildings, improving the conditions of rescue and firefighting operations, optimal use of the obligatory (in most buildings) smoke exhaust systems and extending the service life of devices and components of the smoke exhaust ventilation system.

System hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej dla obiektu budowlanego co najmniej jednokondygnacyjnego z wieloma pomieszczeniami, w którym instalacja wentylacji ogólnej składa się z nawiewnych central wentylacyjnych uzdatniających powietrze wentylacyjne, sieci przewodów wentylacyjnych z przepustnicami łączących czerpnie powietrza i kratki wentylacyjne, przy czym wspomniana sieć przewodów wentylacyjnych, dodatkowo wyposażona w klapy przeciwpożarowe, pełni rolę przewodów instalacji wentylacji oddymiającej składającej się z usytuowanych na dachu wentylatorów oddymiających, a do sterowania wentylatorami i klapami przeciwpożarowymi służy system sygnalizacji pożaru, według wynalazku charakteryzuje się tym, że nawiewne centrale wentylacyjne od strony ssawnej połączone są siecią przewodów wentylacyjnych z czerpniami powietrza zewnętrznego i czerpniami powietrza wewnętrznego w celu odzysku ciepła, ponadto system hybrydowej wentylacji ma instalację nawilżania powietrza zewnętrznego dla wytworzenia nawilżonego powietrza kompensacyjnego. Korzystnie jest gdy system ma instalację kompensacyjnego powietrza zewnętrznego wyposażoną w dysze rozpylające. Korzystnie jest gdy dysze rozpylające instalacji nawilżania powietrza kompensującego są umieszczone poziomo w celu obniżania temperatury dymów i gazów pożarowych. Korzystnie jest gdy dysze rozpylające do nawilżania powietrza zewnętrznego są umieszczone na każdej kondygnacji i są uruchamiane lokalnie albo centralnie przez system sygnalizacji pożaru. Korzystnie jest gdy system jest wyposażony w środki do nawilżania powietrza kompensacyjnego mgłą wodną, albo aerozolem, albo innymi cieczami, albo innymi gazami lub innymi środkami nawilżającymi. Korzystnie jest gdy system jest wyposażony w środki do nawilżania powietrza kompensacyjnego wodą ciepłą, albo wodą zimną albo innymi środkami w celu podniesienia lub obniżenia wynikowej temperatury nawilżonego powietrza kompensacyjnego. Korzystnie jest gdy instalacja nawilżania powietrza kompensacyjnego ma lokalnie pojedyncze dysze rozpylające, albo zespół dysz rozpylających albo inne urządzenie bądź systemy nawilżające. Korzystnie jest gdy instalacja nawilżania powietrza kompensacyjnego ma dysze rozpylające instalacji nawilżającej umieszczone bezpośrednio w sieci przewodów wentylacyjnych albo nad drzwiami, albo oknami, albo innymi otworami i są ustawione współprądowo w kierunku przepływającego powietrza kompensacyjnego. Korzystnie jest gdy czerpnie powietrza wewnętrznego są połączone siecią przewodów wentylacyjnych z regulacyjnymi przepustnicami wielopłaszczyznowymi powietrza i wyrzutniami powietrza w celu usuwania gorącego powietrza z budynku bez używania wentylatorów.The system of hybrid general ventilation and smoke exhaust ventilation systems for a building with at least one storey with many rooms, in which the general ventilation system consists of supply air handling units that treat the ventilation air, a network of ventilation ducts with dampers connecting air intakes and ventilation grilles, the said network of ventilation ducts, additionally equipped with fire dampers, acts as a smoke ventilation system duct consisting of smoke exhaust fans located on the roof, and a fire alarm system is used to control the fans and fire dampers, according to the invention, the intake ventilation units are connected on the suction side with they are a network of ventilation ducts with external air intakes and internal air intakes for heat recovery, moreover, the hybrid ventilation system has a humidifier installation and outdoor air to produce humid compensated air. It is advantageous if the system has an external air compensating installation equipped with spray nozzles. Preferably, the spray nozzles of the compensating air humidifying installation are arranged horizontally in order to lower the temperature of the fumes and fire gases. Preferably, spray nozzles for humidifying the outside air are placed on each tier and are activated locally or centrally by the fire alarm system. Preferably, the system is provided with means for humidifying the compensating air with water mist or aerosol or other liquids or other gases or other wetting agents. Preferably, the system is provided with means for humidifying the compensating air with warm water, or with cold water or other means to raise or lower the resultant temperature of the humidified compensating air. Preferably, the compensation air humidification plant has locally single spray nozzles or a set of spray nozzles or other humidifying device or systems. It is advantageous if the compensation air humidification installation has the spraying nozzles of the humidifying installation located directly in the ventilation duct network or above the door or windows or other openings and are oriented downstream of the flowing compensating air. Preferably, the indoor air intakes are connected by a network of ventilation ducts to multi-blade air regulating dampers and air exhausts to remove hot air from the building without the use of fans.

System hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej charakteryzuje się połączeniem funkcji instalacji wentylacji ogólnej z odzyskiem ciepła oraz instalacji wentylacji oddymiającej z wodną instalacją nawilżania powietrza kompensacyjnego. W normalnym trybie pracy systemu hybrydowego (tj. brak pożaru), centrale wentylacyjne instalacji wentylacji ogólnej zasysają powietrze zewnętrzne a następnie po jego uzdatnieniu nawiewają do poszczególnych pomieszczeń: Nawiewne kanały wentylacyjne równocześnie będą pełniły rolę przewodów instalacji wentylacji oddymiającej. W trakcie normalnej pracy (wyłącznie praca wentylacji ogólnej) klapy pożarowe wentylacji oddymiającej pozostaną w pozycji zamkniętej. Odcinające klapy wentylacji ogólnej (będą znajdowały się w pozycji otwartej. Klapy pożarowe wentylacji mieszanej będą znajdowały się w pozycji otwartej. Dostosowanie do wymagań parametrów powietrza wentylacyjnego w pomieszczeniach będzie odbywać się przy pomocy lokalnego urządzenia klimatyzacyjnego takiego jak: pompa ciepła, klimakonwektor, urządzenie freonowe itp. Regulacja strumienia nawiewanego powietrza wentylacyjnego będzie realizowana przez odpowiednie zwymiarowanie kanałów wentylacyjnych, klap pożarowych oraz kratek wentylacyjnych. W celu zapewnienia właściwej wentylacji przestrzeni ogólnodostępnych zostanie wykorzystane powietrze wentylacyjne uzdatnione przez lokalne urządzenie klimatyzacyjne. Na zasadzie różnicy ciśnień powietrze wentylacyjne będzie przedostawało się do przestrzeni ogólnodostępnej. Wywiew powietrza z przestrzeni ogólnodostępnej będzie realizowany przez układ krat, kanałów i przepustnic regulacyjnych połączonych z centralami wentylacyjnymi. Latem przy wysokich temperaturach zewnętrznych w zależności od wielkości wymaganego nadciśnienia w budynku usuwanie nad4The system of hybrid general ventilation and smoke exhaust ventilation systems combines the functions of general ventilation with heat recovery and a smoke exhaust ventilation system with a water compensation air humidification system. In the normal operation of the hybrid system (i.e. no fire), ventilation units of the general ventilation system suck in the outside air and then, after its treatment, blow to individual rooms: The supply air ducts will simultaneously act as smoke ventilation system ducts. During normal operation (only general ventilation operation), smoke exhaust ventilation fire dampers will remain in the closed position. General ventilation shut-off dampers (they will be in the open position. Mixed ventilation fire dampers will be in the open position. Adjustment to the requirements of the ventilation air parameters in the rooms will be made with the local air-conditioning device such as: heat pump, fan coil, freon device, etc. The regulation of the supply air stream will be realized by appropriate dimensioning of the ventilation ducts, fire dampers and ventilation grilles. In order to ensure proper ventilation of public spaces, ventilation air will be used, treated by a local air-conditioning device. The ventilation air will flow into the public space on the basis of the pressure difference. The air exhaust from the public area will be realized through a system of grates, ducts and control dampers connected with air handling units. outside temperatures depending on the size of the required overpressure in the building removal of excess 4

PL 220 282 B1 miaru gorącego powietrza poza budynek będzie się odbywało samoistnie przez układ krat wywiewnych i kanałów wentylacyjnych z przepustnicami regulacyjnymi. Zimą lub w czasie chłodniejszych dni okresu przejściowego, w zależności od wielkości wymaganego nadciśnienia w budynku, szczelności przegród zewnętrznych budynku, część powietrza wentylacyjnego będzie recylkulowana kanałami wentylacyjnymi łączącymi kraty wywiewne, przepustnice regulacyjne i centrale wentylacyjne. W przypadku wykrycia pożaru i pojawienia się dymów, gazów pożarowych w pomieszczeniu nastąpi automatyczne wyłączenie central wentylacyjnych, lokalnych urządzeń klimatyzacyjnych, przesterowanie wybranych klap pożarowych a następnie zostaną uruchomione wentylatory oddymiające tak, aby możliwe było usuwanie dymu. W celu uzupełnienia niedoborów powietrza usuwanego z dymem równocześnie z uruchomieniem wentylatorów oddymiających nastąpi automatyczne otwarcie otworów dolotowych umożliwiających napływ zewnętrznego powietrza kompensacyjnego.The amount of hot air outside the building will take place spontaneously through the system of exhaust grates and ventilation ducts with control dampers. In winter or during colder days of the transition period, depending on the amount of the required overpressure in the building, the tightness of the building envelope, some of the ventilation air will be recirculated through ventilation ducts connecting exhaust grates, control dampers and air handling units. In the event of fire detection and the appearance of fumes, fire gases in the room, the ventilation units and local air conditioning devices will be automatically switched off, selected fire dampers will be overridden and the smoke exhaust fans will be activated so that the smoke can be removed. In order to supplement the shortages of air removed with the smoke, simultaneously with the start-up of the smoke exhaust fans, the inlet openings will be automatically opened, allowing the inflow of external compensating air.

W napływającym do budynku zewnętrznym powietrzu kompensacyjnym zostanie rozpylona woda, w formie mgły wodnej (inny środek), która będzie porywana i przenoszona dalej przez napływające powietrze. Nawilżone powietrze popłynie w kierunku przestrzeni chronionych przejść i dróg ewakuacyjnych a następnie źródła pożaru. Ukierunkowanie napływu nawilżonego powietrza zewnętrznego, oraz układ termiczny dolnej warstwy powietrza nawilżonego i podstropowej warstwy gorących dymów i gazów pożarowych będzie powodował, że w obrębie w przestrzeń chronionych przejść i dróg ewakuacyjnych zostanie obniżona odczuwalna temperatura, zmniejszona gęstości strumienia promieniowania cieplnego, a także lotności toksycznych produktów spalania. W wyniku poziomego umieszczenia dysz i rozpylania wody podstropowa warstwa dymu oraz usuwana mieszanina dymu i gazów pożarowych będą miały niższą temperaturę niż w przypadku, gdy nie zastosowano instalacji nawilżania powietrza kompensacyjnego. Czerpnie powietrza wewnętrznego, sieć przewodów wentylacyjnych, regulacyjne przepustnice wielopłaszczyznowe powietrza i wyrzutnie powietrza latem i w okresach przejściowych umożliwiają usuwanie gorącego powietrza z budynku bez używania wentylatorów. Korzystnym skutkiem jest także to, że system hybrydowej instalacji wentylacji wykorzystuje zasady działania typowych rozwiązań instalacji wentylacji oddymiającej stosowanych w budynkach do zabezpieczenia przed zadymieniem. Instalacja wentylacji oddymiającej powinna zostać wykonana zgodnie z wymaganiami obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych i norm. Jednym z podstawowych wymagań przepisów techniczno-budowlanych jest zapewnienie stałego dopływu powietrza zewnętrznego (tj. powietrza kompensacyjnego) uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego usuwania wraz z dymem przez instalację wentylacji oddymiającej. Wynalazek wykorzystuje powyższe wymaganie w celu dostarczenia nawilżonego powietrza, najpierw do przestrzeni chronionych przejść i dróg ewakuacyjnych a później w rejon źródła pożaru. Dodatkowo wynalazek wykorzystuje fizyczne zjawiska mające miejsce podczas pożaru i specyfikę działania instalacji wentylacji oddymiającej. Głównym zjawiskiem zachodzącym podczas typowego pożaru jest konwekcja energii do podsufitowej warstwy dymu i intensywne, samoczynne porywanie mas powietrza z dolnej przestrzeni pomieszczenia. Kolejną z cech wynalazku jest zastosowanie autonomicznej instalacji nawilżania zewnętrznego powietrza kompensacyjnego wodą (lub innym środkiem). Wynalazek wykorzystuje zasadę działania instalacji mgły wodnej polegającą na rozpylaniu w powietrzu kropel wody. Wynalazek, różni się od gaśniczej instalacji mgły wodnej tym, że głównym celem pracy instalacji nawilżania powietrza jest dostarczenie do przepływającego powietrza wody w określonej ilości i o określonej średnicy kropel. Wielkość kropel musi zostać tak dobrana, aby występowały zarówno duże krople o średnicy około 500 mikrometrów, jak i mniejsze o średnicy poniżej 150 mikrometrów. Zaobserwowano, że mniejsze krople wody szybciej obniżają temperaturę dymów i gazów pożarowych. Z kolei duże krople dobrze schładzają elementy wyposażenia budynku takie jak: wykładziny, papier itp. przyczyniając się do opóźniania rozwoju pożaru. Instalacja nawilżania powietrza kompensacyjnego powinna składać się z następujących głównych elementów: przyłącza wody, zbiornika wody i/lub zbiornika sprężonego gazu i wody, układu podnoszenia ciśnienia, rurociągów rozprowadzających, armatury, dysz oraz systemu uruchamiania. Instalacja nawilżania powietrza kompensacyjnego powinna zostać uruchomiona równocześnie z otwarciem otworów dolotowych umożliwiających napływ zewnętrznego powietrza kompensacyjnego. Instalacja nawilżania powietrza musi dostarczyć wodę w odpowiedniej ilości, z określonym wydatkiem i pod określonym ciśnieniem, rurociągami do dysz lub zespołu dysz. Czas zasilania wodą instalacji nawilżania powietrza nie powinien być krótszy niż 30 min. Źródłem wody może być zbiornik bezciśnieniowy o określonej pojemności lub butle wypełnione wodą pod ciśnieniem. Czynnikiem usuwającym wodę z butli ciśnieniowych może być dowolny gaz obojętny pod dostatecznie dużym ciśnieniem. Gaz obojętny może być również wykorzystywany do rozpylenia cieczy (instalacja dwufazowa). Każdy zbiornikWater will be sprayed into the inflowing external compensating air in the building, in the form of a water mist (another medium), which will be entrained and carried further by the incoming air. The humidified air will flow towards the areas of protected passages and escape routes, and then towards the source of the fire. Directing the inflow of humid external air, as well as the thermal system of the lower layer of humidified air and the under-ceiling layer of hot smoke and fire gases will reduce the perceived temperature within the space of protected passages and escape routes, reduce the thermal radiation flux density, and the volatility of toxic products burning. As a result of the horizontal positioning of the nozzles and the spraying of water, the ceiling layer of smoke and the mixture of smoke and fire gases removed will have a lower temperature than in the case when the compensation air humidification system is not used. Indoor air intakes, a network of ventilation ducts, multi-blade regulating air dampers and air exhausts in summer and in transitional periods enable the removal of hot air from the building without the use of fans. A beneficial effect is also that the hybrid ventilation system uses the principles of operation of typical smoke exhaust ventilation systems used in buildings to protect against smoke. The installation of smoke exhaust ventilation should be made in accordance with the requirements of the applicable technical and construction regulations and standards. One of the basic requirements of technical and construction regulations is to ensure a constant inflow of external air (i.e. compensation air) to replenish the shortages of this air as a result of its removal along with the smoke by the smoke exhaust ventilation system. The invention takes advantage of the above requirement in order to supply humidified air, first to the spaces of protected passageways and escape routes, and then to the area of the fire source. In addition, the invention uses the physical phenomena occurring during a fire and the specificity of the operation of the smoke exhaust ventilation system. The main phenomenon that occurs during a typical fire is the convection of energy to the ceiling layer of smoke and the intense, automatic entrainment of air masses from the lower space of the room. Another feature of the invention is the use of an autonomous external compensation air humidification system with water (or other means). The invention uses the principle of operation of a water mist installation, which consists in spraying water droplets in the air. The invention differs from a water mist extinguishing system in that the main purpose of the air humidifying installation is to supply the flowing air with water in a given quantity and with a given droplet diameter. The droplet size must be selected so that there are both large droplets with a diameter of about 500 microns and smaller ones with a diameter below 150 microns. It has been observed that smaller water droplets lower the temperature of fumes and fire gases more quickly. On the other hand, large drops cool well the elements of building equipment such as: carpets, paper, etc., contributing to delaying the development of a fire. The compensation air humidification installation should consist of the following main components: water connection, water tank and / or compressed gas and water tank, pressure boosting system, distribution pipes, fittings, nozzles and actuation system. The compensation air humidification system should be started simultaneously with the opening of the inlet openings allowing the inflow of external compensation air. The air humidification installation must deliver water in the right amount, with a certain flow rate and under a certain pressure, through pipelines to the nozzles or the set of nozzles. The time of water supply to the air humidification system should not be shorter than 30 minutes. The water source can be a non-pressurized tank with a certain capacity or pressurized water cylinders. The agent for removing water from the pressurized cylinders can be any inert gas under a sufficiently high pressure. Inert gas can also be used for spraying liquids (two-phase installation). Each tank

PL 220 282 B1 ciśnieniowy musi być wyposażony w urządzenia wymagane przez Urząd Dozoru Technicznego (tj. zawór bezpieczeństwa, manometr itp.).The pressure gauge must be equipped with devices required by the Office of Technical Inspection (ie safety valve, pressure gauge, etc.).

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunkach, na których:The subject of the invention in the exemplary embodiments is shown in the drawings, in which:

- fig. 1 przedstawia ideowy schemat systemu hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej z nawilżaniem powietrza kompensacyjnego w trybie normalnej pracy (brak pożaru).- fig. 1 shows a schematic diagram of a hybrid general ventilation system and a smoke exhaust ventilation system with humidification of the compensation air in normal operation (no fire).

- fig. 2 przedstawia ideowy schemat systemu hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej z nawilżaniem podciśnieniowo napływającego powietrza kompensacyjnego w trybie awaryjnej pracy (pożar).- fig. 2 shows a schematic diagram of the system of a hybrid general ventilation system and a smoke exhaust ventilation system with humidification of the negative pressure incoming compensation air in the emergency operation mode (fire).

- fig. 3 przedstawia ideowy schemat systemu hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej z częściowym nawiewem mechanicznym nawilżonego powierza i nawilżaniem podciśnieniowo napływającego powietrza kompensacyjnego w trybie awaryjnej pracy (pożar).- Fig. 3 shows a schematic diagram of a system of a hybrid general ventilation system and a smoke exhaust ventilation system with partial mechanical ventilation of the humidified air and humidification of the negative pressure incoming compensation air in the emergency operation mode (fire).

- fig. 4 przedstawia ideowy schemat instalacji przygotowana wody do nawilżania powietrza kompensacyjnego.- Fig. 4 shows a schematic diagram of the installation for preparing water for humidifying the compensating air.

Przedmiot wynalazku w przykładzie I realizacji, w normalnym trybie pracy (brak pożaru) został uwidoczniony na rysunku zawierającym fig. 1.The subject of the invention in the 1st embodiment, in normal operation (no fire), is shown in the drawing including Fig. 1.

W normalnym trybie pracy systemu hybrydowego (praca wentylacji ogólnej - brak pożaru), powietrze zewnętrzne będzie zasysane przez czerpnie (14.1) i (14.2), przygotowane w centralach wentylacyjnych (16.1) i (16.2) usytuowanych na np. dachu budynku. Kanały nawiewne (8.1) i (8.2) central wentylacyjnych będą pracowały na potrzeby wybranych przestrzeni na poszczególnych kondygnacjach budynku. Nawiewne kanały wentylacyjne (8.1) i (8.2) równocześnie będą pełniły rolę przewodów instalacji wentylacji oddymiającej. W trakcie normalnej pracy systemu hybrydowego (wyłącznie praca wentylacji ogólnej) klapy pożarowe wentylacji oddymiającej (6.1), (6.2), (10), (10.1), (10-2), (19.1) i (19.2) pozostaną w pozycji zamkniętej. Odcinające klapy wentylacji ogólnej (7.1), (7.2), (7.3), (7.4), (7.5) i (7.6) będą znajdowały się w pozycji otwartej. Odcinające klapy wentylacji mieszanej (9), (9.1), (9.2) będą znajdowały się w pozycji otwartej. Uzdatnione w centralach wentylacyjnych (16.1), (16.2) powietrze wentylacyjne (tj. przefiltrowane, ogrzane lub ochłodzone na wymiennikach (17) będzie nawiewane bezpośrednio do pomieszczeń przebywania ludzi (3.1) i (3.2). Dostosowanie do lokalnych wymagań parametrów powietrza w pomieszczeniach (3.1), (3.2) będzie odbywać się przy pomocy lokalnego urządzenia klimatyzacyjnego (31) takiego jak; pompa ciepła, klimakonwektor, urządzenie freonowe itp. Nawiew powietrza do pomieszczeń (3.1), (3.2) będzie odbywał się siecią kanałów wentylacyjnych (8.1), (8.2) przez otwarte klapy ppoż. (9), (9.1), (9.2) i kratki wentylacyjne (12), (12.1), (12.2). Regulacja ilości nawiewanego uzdatnionego powietrza zewnętrznego do pomieszczeń (3.1), (3.2) będzie realizowana przez odpowiednie zwymiarowanie klap pożarowych (9), (9.1), (9.2) oraz kratek wentylacyjnych (12), (12.1), (12,2). W celu zapewnienia właściwej wentylacji przestrzeni ogólnodostępnych (30) (np. atrium) zostanie wykorzystane uzdatnione miejscowo przez urządzenie (31) powietrze wentylacyjne (32). Na zasadzie różnicy ciśnień powietrze wentylacyjne (32) będzie przedostawało się do przestrzeni ogólnodostępnej (30). W przypadku wydzielenia pomieszczeń (3.1), (3.2) ścianami, przepływ powietrza (32) będzie się odbywał przez kraty kontaktowe (konieczne do napływu powietrza kompensującego niezbędnego do prawidłowego działania instalacji wentylacji oddymiającej) zamontowane w ścianach i/lub otwarte drzwi wejściowe. Wywiew powietrza z przestrzeni ogólnodostępnej (30) będzie realizowany przez wykorzystanie krat wywiewnych (18.1), (18.2), odcinków kanałów wentylacyjnych (8), (21.1), (21.2), wielopłaszczyznowych przepustnic z siłownikami (13.1), (13.2), (15.1), (22.1), (22.2) oraz central wentylacyjnych (16.1), (16.2). Latem przy wysokich temperaturach zewnętrznych w zależności od wielkości wymaganego nadciśnienia w przestrzeniach ogólnodostępnych (30) budynku (tj. po uwzględnieniu eksfiltracji, wyeliminowaniu niepożądanych przepływów powietrza itp.), usuwanie nadmiaru powietrza będzie się odbywało przez kraty wywiewne (18.1), (18.2), otwarcie przepustnic wielopłaszczyznowych (22.1), (22.2), zamknięcie przepustnic (13.1), (13.2) i wywiew nadmiaru gorącego powietrza przez wyrzutnie (23.1), (23.2). Wykorzystane zostanie zjawisko naturalnej cyrkulacji powietrza wentylacyjnego. Ogrzane powietrze będzie cyrkulowało do górnej części budynku i na skutek powstałej różnicy ciśnień samoistnie, przez kraty wywiewne (18.1), (18.2), sieć kanałów wentylacyjnych (8), (21.1), (21.2) i wyrzutnie powietrza (23.1), (23.2) zostanie usunięte na zewnątrz budynku.In the normal operation of the hybrid system (general ventilation operation - no fire), the outdoor air will be sucked in through the air intakes (14.1) and (14.2) prepared in the air handling units (16.1) and (16.2) located on e.g. the roof of the building. The air supply ducts (8.1) and (8.2) of the air handling units will work for the needs of selected spaces on individual floors of the building. The supply air ducts (8.1) and (8.2) will simultaneously act as the smoke exhaust ventilation system ducts. During normal operation of the hybrid system (only general ventilation operation), the smoke exhaust ventilation fire dampers (6.1), (6.2), (10), (10.1), (10-2), (19.1) and (19.2) will remain in the closed position. The general ventilation shut-off dampers (7.1), (7.2), (7.3), (7.4), (7.5) and (7.6) shall be in the open position. The cut-off dampers for mixed ventilation (9), (9.1), (9.2) will be in the open position. Ventilation air treated in air handling units (16.1), (16.2) (i.e. filtered, heated or cooled on exchangers (17) will be blown directly into the rooms where people live (3.1) and (3.2). 3.1), (3.2) will take place using a local air-conditioning device (31) such as; heat pump, fan coil, freon device, etc. Air supply to the rooms (3.1), (3.2) will take place through a network of ventilation ducts (8.1), (8.2) through open fire dampers (9), (9.1), (9.2) and ventilation grids (12), (12.1), (12.2). implemented by appropriate dimensions of fire dampers (9), (9.1), (9.2) and ventilation grills (12), (12.1), (12.2). used locally treated through the device (31) ventilation air (32). On the basis of the pressure difference, the ventilation air (32) will enter the public space (30). In the case of separating the rooms (3.1), (3.2) with walls, the air flow (32) will take place through contact gratings (necessary for the inflow of compensating air necessary for the proper operation of the smoke exhaust ventilation system) mounted in the walls and / or open entrance door. Air exhaust from the public area (30) will be realized by using exhaust grates (18.1), (18.2), sections of ventilation ducts (8), (21.1), (21.2), multi-blade dampers with actuators (13.1), (13.2), ( 15.1), (22.1), (22.2) and air handling units (16.1), (16.2). In summer, at high outdoor temperatures, depending on the amount of the required overpressure in public areas (30) of the building (i.e. after taking into account exfiltration, elimination of undesirable air flows, etc.), excess air will be removed through exhaust grates (18.1), (18.2), opening the multi-leaf dampers (22.1), (22.2), closing the dampers (13.1), (13.2) and exhausting excess hot air through the ejectors (23.1), (23.2). The phenomenon of natural ventilation air circulation will be used. The heated air will circulate to the upper part of the building and as a result of the pressure difference, it will spontaneously through the exhaust grates (18.1), (18.2), the network of ventilation ducts (8), (21.1), (21.2) and air exhausts (23.1), (23.2 ) will be removed outside the building.

Zimą lub w czasie chłodniejszych dni okresu przejściowego, w zależności od wielkości wymaganego nadciśnienia w budynku (tj. po uwzględnieniu infiltracji (eksfiltracji, wyeliminowaniu niepożą6In winter or during the colder days of the transition period, depending on the amount of overpressure required in the building (i.e. after taking into account infiltration (exfiltration, elimination of

PL 220 282 B1 danych przepływów powietrza itp.), szczelności przegród zewnętrznych budynku, część powietrza wentylacyjnego (32) będzie recylkulowana przez kraty wywiewne (18.1), (18.2), kanały wentylacyjne (8), przesterowanie przepustnic (22.1), (22,2) w pozycję zamkniętą oraz odpowiednie ustawienie przepustnic (13.1), (13.2), (15.1), (15.2) tak, aby centrale wentylacyjne (16.1), (16,2) mogły pracować z wymaganym udziałem powietrza zewnętrznego zasysanego przez czerpnie (14.1), (14.2). W celu zwiększenia walorów użytkowych przedmiotowego rozwiązania konstrukcja central wentylacyjnych będzie umożliwiała ich pracę z dowolnym udziałem powietrza zewnętrznego w powietrzu wentylującym. Użytkownik budynku, w zależności od bieżących potrzeb i wymagań higienicznych (np. w zależności od ilości osób aktualnie przebywających w budynku, sposobu organizacji funkcjonowania obiektu itp.) będzie miał możliwość regulacji ilości nawiewanego powietrza zewnętrznego do obiektu.Given air flows, etc.), tightness of the building envelope, part of the ventilation air (32) will be recirculated through the exhaust grates (18.1), (18.2), ventilation ducts (8), dampers (22.1), (22, 2) in the closed position and appropriate setting of the dampers (13.1), (13.2), (15.1), (15.2) so that the air handling units (16.1), (16.2) can operate with the required proportion of external air sucked through the air intakes (14.1 ), (14.2). In order to increase the functional values of the solution in question, the design of the air handling units will enable their operation with any share of the outside air in the ventilating air. The user of the building, depending on the current needs and hygiene requirements (e.g. depending on the number of people currently staying in the building, the way the facility is organized, etc.) will be able to adjust the amount of external air blown into the facility.

Przedmiot wynalazku w przykładzie I realizacji, w awaryjnym trybie pracy systemu hybrydowego (pożar w budynku) został uwidoczniony na rysunku zawierającym fig. 2 oraz na rysunku zawierającym fig. 4. W przypadku wybuchu pożaru (1), pojawienia się dymów pożarowych (2) w pomieszczeniu (3.1) i wykryciu tego stanu przez odrębny system sygnalizacji pożaru (SSP), odrębna centrala sygnalizacji pożaru (CSP) spowoduje automatyczne wyłączenie central wentylacyjnych (16.1), (16.2), wyłączenie urządzeń (31), przesterowanie klap pożarowych (7.1), (7.2), (7.3), (7.4), (7,5), (7.6) w pozycję zamknięta, przesterowanie klap pożarowych (9), (9.2) w pozycję zamknięta, z wyjątkiem klapy pożarowej (9.1) w pomieszczeniu (3.1), która musi pozostać otwarta. Klapy pożarowe (10) i (10.2) pozostają w pozycji zamkniętej. Klapa pożarowa (6.1) oraz klapa pożarowa (10.1) w pomieszczeniu (3.1) muszą zostać przesterowane w położenie otwarte. Następnie powinien zostać uruchomiany wentylator oddymiający (4.1), aby możliwe było usuwanie dymu (2) z pomieszczenia (3.1). Ze względu na konieczność zwymiarowania kanałów (8), (8.1), (8.2) na strumień usuwanych gazów pożarowych (2) oraz znaczne różnice między strumieniem powietrza wentylacji ogólnej (nawiewanego i wywiewanego) przepływającego kanałami wentylacyjnymi (8), (8.1), (8.2), strumieniem usuwanych gazów pożarowych (2) przyjęto, że straty ciśnienia w przedmiotowych kanałach do miejsca zamontowania klapy ppoż. (10), (10.1), (10,2) są pomijalnie małe dla strumieni powietrza wentylacji ogólnej. Klapy pożarowe wentylacji oddymiającej (10), (10.1) i (10.2) - w czasie normalnej pracy pozostają w pozycji zamkniętej - oraz kratki wywiewne (11), (11.1), (11.2) muszą zostać zwymiarowane na różnice strumieni dymów pożarowych usuwanych przez kratkę wywiewną (12), (12.1), (12.2), a całkowitym strumieniem wywiewanego dymu (2) niezbędnego do zachowania warunków bezpiecznej ewakuacji. W celu uzupełnienia niedoborów powietrza usuwanego z dymem równocześnie z uruchomieniem wentylatora oddymiającego (4.1) nastąpi automatyczne otwarcie otworów dolotowych (tj. drzwi wejściowych (24), okien (25) itp.) umożliwiających dopływ zewnętrznego powietrza kompensacyjnego (26) przez okna (25) i powietrza kompensacyjnego (28) przez drzwi (24). W napływającym do budynku zewnętrznym powietrzu kompensacyjnym (26) i (28) zostanie rozpylona przez dyszę (10A) woda, w formie mgły wodnej (inna ciecz lub gaz), która będzie porywana i przenoszona dalej przez powietrze. Nawilżone powietrze (29) popłynie w kierunku przestrzeni chronionych przejść i dróg ewakuacyjnych a następnie źródła pożaru (1). Ukierunkowanie napływu nawilżonego powietrza zewnętrznego (29) oraz układ termiczny między warstwą powietrza nawilżonego (29) i dymem (2) będzie powodował, że w obrębie stref ewakuacji ludzi zostanie obniżona odczuwalna temperatura, strumień gęstości promieniowania cieplnego, a także lotność toksycznych produktów spalania.The subject of the invention in the 1st embodiment, in the emergency mode of operation of the hybrid system (fire in a building), is shown in the drawing containing Fig. 2 and in the drawing containing Fig. 4. In the event of a fire (1), the appearance of fire fumes (2) in room (3.1) and this state is detected by a separate fire alarm system (SSP), a separate fire alarm control panel (CSP) will automatically shut down the air handling units (16.1), (16.2), turn off devices (31), override fire dampers (7.1), (7.2), (7.3), (7.4), (7.5), (7.6) in the closed position, activation of the fire dampers (9), (9.2) in the closed position, except for the fire damper (9.1) in the room (3.1 ) that must remain open. Fire dampers (10) and (10.2) remain in the closed position. The fire damper (6.1) and the fire damper (10.1) in the compartment (3.1) must be moved to the open position. Then the smoke exhaust fan (4.1) should be started to remove the smoke (2) from the room (3.1). Due to the need to dimension the ducts (8), (8.1), (8.2) for the stream of removed fire gases (2) and significant differences between the air stream of general ventilation (supply and exhaust) flowing through the ventilation ducts (8), (8.1), ( 8.2), with the stream of removed fire gases (2), it was assumed that the pressure losses in the ducts in question to the place of installation of the fire damper. (10), (10.1), (10.2) are negligible for general ventilation air streams. Smoke exhaust ventilation fire dampers (10), (10.1) and (10.2) - remain in the closed position during normal operation - and the exhaust grilles (11), (11.1), (11.2) must be dimensioned for differences in the streams of fire fumes removed through the grille exhaust (12), (12.1), (12.2), and with the total exhaust smoke flow (2) necessary to maintain safe evacuation conditions. In order to replenish the shortages of air removed with the smoke, simultaneously with the start of the smoke exhaust fan (4.1), the inlet openings (i.e. the entrance door (24), windows (25) etc.) will be automatically opened, allowing the inflow of external compensating air (26) through the windows (25). and compensation air (28) through the door (24). In the external compensating air (26) and (28) flowing into the building, water will be sprayed through the nozzle (10A) in the form of a water mist (another liquid or gas), which will be entrained and carried further through the air. The humidified air (29) will flow towards the areas of protected passages and escape routes, and then towards the source of the fire (1). Directing the inflow of humidified outside air (29) and the thermal system between the layer of moistened air (29) and smoke (2) will reduce the perceived temperature, heat radiation density flux, and the volatility of toxic combustion products within the evacuation zones of people.

W przypadku wypływu dymu do przestrzeni ogólnodostępnej (30) zostaną przesterowane w pozycję otwarte klapy pożarowe (19.1), (19.2), a następnie uruchomione wentylatory oddymiające (20.1), (20.2) . W skutek wzrostu strumieni wywiewanego dymu (2) wzrośnie proporcjonalnie strumień napływającego do budynku zewnętrznego powietrza kompensacyjnego (26), (28), a zatem musi zostać zwiększona również intensywność rozpylanej wody przez dysze (10A).In the event of smoke escaping to the public area (30), fire dampers (19.1), (19.2) will be switched to the open position, and then the smoke exhaust fans (20.1), (20.2) will be activated. As a result of the increase of the exhaust smoke streams (2), the stream of external compensating air (26), (28) flowing into the building will increase proportionally, and therefore the intensity of the water sprayed through the nozzles (10A) must also be increased.

Zasadniczym celem wynalazku jest funkcjonalne i techniczne powiązanie w jeden system instalacji wentylacji ogólnej z instalacją wentylacji oddymiającej z nawilżaniem powietrza kompensacyjnego, polepszenie warunków ewakuacji ludzi w budynkach, wydłużenie czasu ewakuacji ludzi, polepszenie warunków prowadzenia akcji gaśniczej i ratunkowej, optymalne wykorzystanie obligatoryjnych (w większości budynków) systemów instalacji oddymiającej oraz wydłużenie czasu pracy urządzeń i elementów instalacji wentylacji oddymiającej tj. wentylatorów oddymiających (4.1), (4.2), (20.1), (20.2) ; tłumików akustycznych (5); klap pożarowych (6.1), (6.2), (9), (9.1), (9.2), (10), (10.1), (10.2), (19.1) , (19.2); kanałów oddymiających (8), (8.1), (8.2); kratek wentylacyjnych (11), (11,1), (11,2), (12), (12.1) , (12,2), (18,1) i (18.2).The main goal of the invention is the functional and technical connection of a general ventilation system with a smoke exhaust ventilation system with compensation air humidification into one system, improvement of people evacuation conditions in buildings, extension of people evacuation time, improvement of firefighting and rescue operations, optimal use of obligatory (in most buildings) ) smoke exhaust systems and extending the operation time of devices and components of the smoke exhaust ventilation system, i.e. smoke exhaust fans (4.1), (4.2), (20.1), (20.2); acoustic silencers (5); fire dampers (6.1), (6.2), (9), (9.1), (9.2), (10), (10.1), (10.2), (19.1), (19.2); smoke exhaust ducts (8), (8.1), (8.2); ventilation grids (11), (11.1), (11.2), (12), (12.1), (12.2), (18.1) and (18.2).

PL 220 282 B1PL 220 282 B1

Wynalazek wykorzystuje zasady działania typowych rozwiązań instalacji wentylacji oddymiającej stosowanych w budynkach do zabezpieczenia przed zadymieniem.The invention uses the principles of operation of typical solutions for smoke exhaust ventilation systems used in buildings to protect against smoke.

Instalacja wentylacji oddymiającej powinna zostać wykonana zgodnie z wymaganiami obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych i norm. Jednym z podstawowych wymagań przepisów techniczno-budowlanych jest zapewnienie stałego dopływu powietrza zewnętrznego (tj. powietrza kompensacyjnego (26) i (28)) uzupełniającego braki tego powietrza w wyniku jego usuwania wraz z dymem (2) przez instalację wentylacji oddymiającej. Wynalazek wykorzystuje powyższe wymaganie w celu dostarczenia nawilżonego powietrza (29), najpierw do przestrzeni chronionych przejść i dróg ewakuacyjnych a później w rejon źródła pożaru (1). Dodatkowo wynalazek wykorzystuje fizyczne zjawiska mające miejsce podczas pożaru. Głównym zjawiskiem zachodzącym podczas typowego pożaru jest konwekcja energii do podsufitowej warstwy dymu i intensywne, samoczynne porywanie mas powietrza z dolnej przestrzeni pomieszczenia. Kolejną z cech wynalazku jest zastosowanie autonomicznej instalacji nawilżania zewnętrznego powietrza kompensacyjnego wodą (inną cieczą lub gazem). Wynalazek wykorzystuje zasadę działania gaśniczej instalacji mgły wodnej polegającą na rozpylaniu w powietrzu kropel wody. Wynalazek, różni się od instalacji mgły wodnej tym, że głównym celem pracy instalacji nawilżania powietrza jest dostarczenie do przepływającego powietrza wody w określonej ilości i o określonej średnicy kropel. Wielkość kropel musi zostać tak dobrana, aby występowały zarówno duże krople o średnicy około 500 mikrometrów, jak i mniejsze o średnicy poniżej 150 mikrometrów.The installation of smoke exhaust ventilation should be made in accordance with the requirements of the applicable technical and construction regulations and standards. One of the basic requirements of technical and construction regulations is to ensure a constant inflow of external air (i.e. compensation air (26) and (28)) that replenishes the shortages of this air as a result of its removal with smoke (2) by a smoke exhaust ventilation system. The invention takes advantage of the above requirement in order to supply moist air (29), first to the spaces of protected passageways and escape routes, and then to the area of the fire source (1). Additionally, the invention makes use of the physical phenomena occurring during a fire. The main phenomenon that occurs during a typical fire is the convection of energy to the ceiling layer of smoke and the intense, automatic entrainment of air masses from the lower space of the room. Another feature of the invention is the use of an autonomous external air humidifying installation with water (other liquid or gas). The invention uses the principle of operation of a water mist extinguishing system, which consists in spraying water droplets in the air. The invention differs from the water mist installation in that the main purpose of the air humidifying installation is to supply the flowing air with water in a certain amount and with a certain diameter of droplets. The droplet size must be selected so that there are both large droplets with a diameter of about 500 micrometers and smaller ones with a diameter less than 150 micrometers.

Zaobserwowano, że mniejsze krople wody szybciej obniżają temperaturę dymów i gazów pożarowych. Z kolei duże krople dobrze schładzają elementy wyposażenia budynku takie jak: wykładziny, papier itp. przyczyniając się do opóźniania rozwoju pożaru. Instalacja nawilżania powietrza kompensacyjnego (27) powinna składać się z następujących głównych elementów: przyłącza wody (1A), zbiornika wody (4A) i/lub zbiornika sprężonego gazu i wody (7A), układu podnoszenia ciśnienia (5A), rurociągów rozprowadzających (9A), armatury (2A), (3A), (8A), dysz (10A), (11A) oraz systemu uruchamiania. Instalacja nawilżania powietrza kompensacyjnego (27) powinna zostać uruchomiona równocześnie z otwarciem otworów dolotowych (24), (25) umożliwiających napływ zewnętrznego powietrza kompensacyjnego (26), (28). Instalacja nawilżania powietrza (27) musi dostarczyć wodę w odpowiedniej ilości, z określonym wydatkiem i pod określonym ciśnieniem, rurociągami (9A) do dysz (10A) lub zespołu dysz (11A). Czas zasilania wodą instalacji nawilżania powietrza nie powinien być krótszy niż 30 min. Źródłem wody może być zbiornik bezciśnieniowy o określonej pojemności (4A) lub butle (7A) wypełnione wodą pod ciśnieniem. Czynnikiem usuwającym wodę z butli ciśnieniowych (7A) może być dowolny gaz obojętny pod dostatecznie dużym ciśnieniem. Gaz obojętny może być również wykorzystywany do rozpylenia cieczy (instalacja dwufazowa). Każdy zbiornik ciśnieniowy musi być wyposażony w urządzenia wymagane przez Urząd Dozoru Technicznego (tj. zawór bezpieczeństwa, manometr itp.). Najważniejszym elementem instalacji nawilżania powietrza są dysze (10A), (11A). Podstawowym zadaniem dysz jest rozpylenie wody w postaci kropel o różnych średnicach, skierowanie rozpylonej wody w kierunku otworów dolotowych (24), (25) zewnętrznego powietrza kompensacyjnego (26), (28).It has been observed that smaller water droplets lower the temperature of fumes and fire gases more quickly. On the other hand, large drops cool well the elements of building equipment such as: carpets, paper, etc., contributing to delaying the development of a fire. The compensation air humidification system (27) should consist of the following main components: water connection (1A), water tank (4A) and / or compressed gas and water tank (7A), pressure boosting system (5A), distribution pipes (9A) , fittings (2A), (3A), (8A), nozzles (10A), (11A) and the actuation system. The compensation air humidification installation (27) should be started simultaneously with the opening of the inlet openings (24), (25) allowing the inflow of external compensation air (26), (28). The air humidification system (27) must deliver water in the right amount, with a certain flow and pressure, through pipelines (9A) to nozzles (10A) or a set of nozzles (11A). The time of water supply to the air humidification system should not be shorter than 30 minutes. The water source can be a non-pressurized tank with a certain capacity (4A) or cylinders (7A) filled with pressurized water. The agent for removing water from the pressurized cylinders (7A) can be any inert gas under a sufficiently high pressure. Inert gas can also be used for spraying liquids (two-phase installation). Each pressure vessel must be equipped with devices required by the Office of Technical Inspection (i.e. safety valve, pressure gauge, etc.). The most important elements of the air humidification installation are the nozzles (10A), (11A). The main task of the nozzles is to spray water in the form of droplets of various diameters, directing the sprayed water towards the inlet holes (24), (25) of the external compensating air (26), (28).

Przedmiot wynalazku, w kolejnym przykładzie II realizacji został pokazany na rysunku zawierającym fig. 3. Zmiana w porównaniu z rozwiązaniem przedstawionym w przykładzie II polega na tym, że wykorzystano możliwość dodatkowego nawiewu nawilżonego powietrza kompensacyjnego przez centralę wentylacyjną (16.2). W przypadku wykrycia pożaru (1), system hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej z nawilżaniem powietrza kompensacyjnego zadziałają tak samo, jak zostało to opisane w przykładzie I. Różnica polega na tym, że w celu przyspieszenia oddziaływania nawilżonego powietrza kompensacyjnego na dymy pożarowe (2) i źródło pożaru (1) zostanie dodatkowo uruchomiona centrala wentylacyjna (16.2) pracująca na potrzeby wentylacji ogólnej tej części budynku, w której nie wybuchł pożar (1). Po przesterowaniu klapy odcinającej (7.6) w pozycję otwarta, klapy pożarowej (6.2) w pozycję zamknięta, klap pożarowych (9.2), (10.2) w pozycję otwartą, centrala wentylacyjna (16.2) po zassaniu przez czerpnię (14.2) powietrza zewnętrznego, nawilżeniu powietrza zespołem dysz (11A), siecią kanał wentylacyjnych (8.2) i kratkami (10.2, 11.2) nawieje powietrze do wnętrza budynku.The subject of the invention, in another embodiment of the second embodiment, is shown in the drawing including fig. 3. The change compared to the solution presented in example II consists in the fact that the possibility of additional supply of humidified compensating air through the air handling unit (16.2) is used. If a fire is detected (1), the hybrid general ventilation system and the smoke extract ventilation system with compensation air humidification will operate in the same way as described in example I. The difference is that in order to accelerate the action of the humidified compensation air on fire fumes ( 2) and the source of fire (1), the air handling unit (16.2) will be additionally activated to provide general ventilation for the part of the building where there was no fire (1). After switching the cut-off damper (7.6) to the open position, the fire damper (6.2) to the closed position, fire dampers (9.2), (10.2) to the open position, the air handling unit (16.2) after sucking the outside air through the intake (14.2), air humidification a set of nozzles (11A), a network of ventilation ducts (8.2) and grilles (10.2, 11.2) will blow air into the building.

Nawiew mechaniczny nawilżonego powietrza kompensacyjnego może stanowić około 30% całkowitej ilości powietrza kompensacyjnego. Nawiew mechaniczny nawilżonego powietrza kompensacyjnego poprawi szybkość oddziaływania mas nawilżonego powietrza (29) na dymy pożarowe (2) oraz źródło pożaru (1).The mechanical flow of humidified compensating air may constitute about 30% of the total amount of compensating air. The mechanical flow of humidified compensation air will improve the speed of the impact of the humidified air masses (29) on fire fumes (2) and the source of fire (1).

PL 220 282 B1PL 220 282 B1

System hybrydowej instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej z nawilżaniem powietrza kompensacyjnego charakteryzuje się szeregiem zalet, które sprawiają że może stać się alternatywą dla tradycyjnych rozwiązań instalacji wentylacji oddymiającej, instalacji tryskaczowej oraz instalacji wentylacji ogólnej (bytowej).The system of hybrid general ventilation and smoke exhaust ventilation systems with compensation air humidification is characterized by a number of advantages that make it an alternative to traditional solutions for smoke exhaust ventilation, sprinkler systems and general (comfort) ventilation systems.

Najważniejsze zalety systemu to:The most important advantages of the system are:

- funkcjonalne i techniczne powiązanie w jeden system instalacji wentylacji ogólnej i instalacji wentylacji oddymiającej z instalacją nawilżającą powietrze kompensacyjne,- functional and technical connection of the general ventilation system and the smoke exhaust ventilation system with the compensation air humidification system into one system,

- zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego w budynku przez zapewnienie stałego napływu odpowiednio nawilżonego powietrza kompensacyjnego,- increasing fire safety in the building by ensuring a constant inflow of adequately moistened compensating air,

- optymalne wykorzystanie technicznych możliwości obligatoryjnie wykonywanych w budynkach systemów instalacji wentylacji oddymiającej,- optimal use of the technical capabilities of compulsory smoke exhaust ventilation systems in buildings,

- polepszenie warunków ewakuacji ludzi ze stref zagrożonych przez obniżenie temperatury odczuwalnej dzięki własnościom chłodzącym rozpylonej wody (innej cieczy lub gazu),- improving the conditions for evacuating people from endangered zones by lowering the perceived temperature due to the cooling properties of sprayed water (other liquid or gas),

- polepszenie warunków ewakuacji ludzi ze stref zagrożonych przez obniżenie lotności toksycznych produktów spalania dzięki własnościom rozpylonej wody (innej cieczy lub gazu),- improving the conditions for evacuating people from endangered zones by reducing the volatility of toxic combustion products due to the properties of sprayed water (other liquid or gas),

- polepszenie warunków akcji gaśniczej i ratowniczej,- improving the conditions of firefighting and rescue operations,

- wydłużenie czasu ewakuacji ludzi z zagrożonych stref dzięki chłodzącym własnościom rozpylonej wody (innej cieczy lub gazu) i ograniczeniu lotności toksycznych produktów spalania,- extending the time of evacuation of people from the endangered zones due to the cooling properties of sprayed water (other liquid or gas) and limitation of the volatility of toxic combustion products,

- możliwość obniżenia wymagań w zakresie parametrów temperaturowych urządzeń instalacji wentylacji oddymiającej (obniżenie temperatury usuwanych dymów i gazów pożarowych),- the possibility of lowering the requirements for the temperature parameters of the devices of the smoke exhaust ventilation system (lowering the temperature of the removed fumes and fire gases),

- uruchamianie instalacji nawilżania powietrza kompensacyjnego w początkowej fazie pożaru a tym samym wczesne oddziaływanie na źródło pożaru,- starting the compensation air humidification system in the initial stage of the fire and thus early influence on the fire source,

- wykorzystanie naturalnych zjawisk fizykochemicznych (tj. porywanie nawilżonego powietrza przez źródło pożaru i kolumnę konwekcyjną) do kontrolowania mocy pożaru lub jego całkowitego ugaszenia,- use of natural physicochemical phenomena (i.e. entrainment of humidified air by the fire source and convection column) to control the power of the fire or its complete extinguishing,

- uruchamianie instalacji nawilżania powietrza w początkowej fazie pożaru a tym samym ograniczenie szybkości rozwoju pożaru przez wczesne zwilżanie materiałów palnych i wyposażenia budynku,- starting the air humidification system in the initial stage of the fire, thus limiting the rate of fire development by early wetting of flammable materials and building equipment,

- ograniczenie strat wtórnych wynikających ze sposobu funkcjonowania systemu,- reduction of secondary losses resulting from the way the system operates,

- niższe wymagania w zakresie parametrów technicznych elementów instalacji nawilżania powietrza ze względu na brak bezpośredniego kontaktu z gorącymi dymami i gazami pożarowymi,- lower requirements in terms of technical parameters of the elements of the air humidification installation due to the lack of direct contact with hot fumes and fire gases,

- zmniejszenie energochłonności systemu wentylacji ogólnej przez optymalne wykorzystanie uzdatnionego powietrza wentylującego oraz tzw. freecoolingu,- reducing the energy consumption of the general ventilation system through the optimal use of treated ventilation air and the so-called free-cooling,

- uniezależnienie mikroklimatu w budynku od wpływów zewnętrznych np. niekontrolowany napływ powietrza zewnętrznego przez nieszczelne przegrody zewnętrzne itp.- independence of the microclimate in the building from external influences, e.g. uncontrolled inflow of external air through leaky external partitions, etc.

- brak ujemnego wpływu nawilżonego powietrza kompensacyjnego na ludzi i środowisko naturalne,- no negative impact of humid compensated air on people and the natural environment,

- niewielkie zapotrzebowanie wody, niewielkie gabaryty i ciężar instalacji nawilżania w porównaniu z klasycznymi instalacjami tryskaczowymi,- low water demand, small dimensions and weight of the humidification system compared to classic sprinkler systems,

- w przypadku wody - niskie koszty i łatwość nabycia środka nawilżającego powietrze kompensacyjne,- in the case of water - low cost and easy to purchase a compensating air humidifier,

- możliwość zastosowania centralnych lub lokalnych instalacji nawilżania powietrza kompensacyjnego.- possibility of using central or local installations of compensating air humidification.

- możliwość zastosowania centralnych lub lokalnych instalacji nawilżania powietrza kompensacyjnego bez zasilania elektrycznego.- possibility of using central or local installations of compensating air humidification without electric power supply.

Przedmiotowy wynalazek jest rozwiązaniem alternatywnym, które może zostać wykorzystane jako rozwiązanie zastępcze i zmienne polepszające warunki ochrony przeciwpożarowej, szczególnie w budynkach modernizowanych. Biorąc pod uwagę prostotę działania, stosunkowo niskie koszty inwestycyjne, optymalne wykorzystanie instalacji wentylacji ogólnej i zalety powiązania instalacji wentylacji oddymiającej z nawilżaniem powietrza kompensacyjnego można przypuszczać, że przedmiotowe rozwiązanie będzie cieszyć się dużym zainteresowaniem na rynku.The present invention is an alternative solution that can be used as a replacement and variable for improving the conditions of fire protection, especially in modernized buildings. Taking into account the simplicity of operation, relatively low investment costs, optimal use of the general ventilation system and the advantages of combining a smoke exhaust ventilation system with humidifying the compensation air, it can be assumed that the solution in question will be very popular on the market.

Claims

1. The system of hybrid general ventilation and smoke exhaust ventilation systems for a building with at least one storey with many rooms, in which the general ventilation system consists of supply air handling units that treat the ventilation air, a network of ventilation ducts with dampers connecting air intakes and ventilation grilles, where the aforementioned network of ventilation ducts, additionally equipped with fire dampers, acts as a smoke ventilation system duct consisting of smoke exhaust fans located on the roof, and a fire alarm system is used to control the fans and fire dampers, characterized by the fact that the supply air handling units (16.1, 16.2) on the suction side they are connected with a network of ventilation pipes with external air intakes (14.1, 14.2) and internal air intakes (18.1, 18.2) for heat recovery, moreover, the hybrid ventilation system has a humidification system (27) of the outside air (26, 28) to produce humidified compensation air (29).

2. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the outside air compensating air humidification plant (27) (26, 28) is provided with spray nozzles (10A, 11A).

3. The system according to p. The method of claim 2, characterized in that the spray nozzles (10A, 11A) are arranged horizontally to lower the temperature of the fumes and fire gases.

4. The system according to p. The method of claim 2, characterized in that the spray nozzles (10A, 11A) for humidifying the outside air are located on each storey and are actuated locally or centrally by the fire alarm system.

5. The system according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that it is provided with means for humidifying the compensating air with water mist or aerosol or other liquids or other gases or other moisturizing means.

6. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that it is provided with means for humidifying the compensation air with warm or cold water or other means to raise or lower the resultant temperature of the moistened compensating air (29).

7. The system according to p. A method as claimed in claim 2, characterized in that it has locally single spray nozzles (10A) or a set of spray nozzles (11A) or other humidifying device or systems.

8. The system according to p. The method of claim 2, characterized in that the spray nozzles of the humidifying installation (10A), (11A) are placed directly in the network of ventilation ducts (8.1, 8.2) or above the door or windows or other openings and are oriented downstream of the flowing: compensation air.

9. The system according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the internal air intakes (18.1, 18.2) are connected by a network of ventilation ducts (21.1, 21.2) with multiplane air control dampers (22.1, 22.2) and air exhausters (23.1, 23.2) in order to remove hot air from the building without use of fans.