Нормально открытые и нормально закрытые противопожарные клапаны. Устройство и применение противопожарных клапанов для систем вентиляции

Увеличение плотности застройки городов заставляет возводить многоэтажные здания. По современным нормативным требованиям все они должны содержать системы противопожарной защиты. Это относится не только к жилым зданиям, но и к общественным и промышленным сооружениям.

Стоит обратить внимание на то, что по статистике около 85% случаев гибели при пожаре происходит от влияния на организм продуктов горения. Их распространения зависит от скорости перемещения воздушных масс из одной точки здания в другую. Для уменьшения задымления всего сооружения во время пожара разрабатываются и устанавливаются системы противодымной защиты, в состав которых входят противопожарные клапаны для систем вентиляции.

Что это за элементы вентиляционной сети? Рассмотрим подробнее какие бывают виды клапанов, как подбираются и как происходит их монтаж.

Назначение противопожарных клапанов

В соответствии с нормативными документами противопожарный клапан для систем общеобменной вентиляция, кондиционирования и отопления воздухом является устройством для предотвращения попадания в комнаты продуктов сгорания, или удаления их из места возгорания.

Противопожарный клапан для вентиляции в некоторых модификациях применяется для удаления задымлений, газа, или продуктов сгорания из жилых и общественных помещений, тамбуров, коридоров, лифтовых шахт и других мест.

В общем, согласно технической литературы, противопожарным клапаном называется дистанционно или автоматически управляемое устройство для перекрывания вентиляционных воздуховодов или отверстий в ограждающих конструкциях здания. Как классифицируются и какие бывают клапаны?

Классификация противопожарных клапанов

Противопожарные клапана, которые выпускаются для применения в современных системах вентиляции, классифицируются на две основные категории. Каждая из которых предназначена для своей сферы применения и отличается конструктивно и местом расположения. Клапаны бывают:

1. НЗ (нормально закрытые), к которым относятся дымовые и используемые в приточно-вытяжных системах противодымной вентиляции. Их назначение — удаление дыма и газов после пожара. В нормальном состоянии задвижка в них находится в закрытом положении и воздух сквозь клапан не проходит. После возникновения пожара и срабатывания противопожарной сигнализации клапан под действием сервопривода или любых других регулирующих устройств открывается и с помощью вентиляции через него удаляется дым.
2. НО (нормально открытые). Клапан вентиляционный противопожарный из этой группы разработан для установки в системах общеобменной вентиляции, воздушного отопления или кондиционирования для защиты от попадания дыма. В обычном состоянии задвижка в нем открыта и воздух свободно движется по системе вентиляции. После срабатывания сигнализации клапан перекрывается, из-за чего предотвращается возможное попадание дыма из места пожара в соседние помещения. К одним из популярных устройств такого типа относят противопожарный клапан КЛОП-1.

Также существуют клапаны двойного действия. Они совмещают в себе характеристики двух рассмотренная групп. Устройство закрывается при пожаре, для защиты от проникновения дыма в соседние помещения, и автоматически открывается после пожара. Нормально закрытые клапаны еще называют дымовыми.

Одной из характеристик всех клапанов является предел огнестойкости, который характеризует время сохранения его целостности при воздействии огня.

Клапаны также выпускаются и разделяются по климатическому исполнению. Например, существуют устройства в морозостойком исполнении, которые предназначены для работы в условиях низкой температуры. Существуют устройства и морского исполнения, которые разработаны для функционирования в условиях агрессивного влажного морского воздуха.

Также клапаны классифицируются по способу установки на:

• стеновые;
• канальные.

Отличие указано в самом названии: стеновые устанавливается непосредственно в ограждающих конструкциях без подключения к вентиляционной сети, канальные подсоединяют к воздуховодам.

Регуляция

Для регуляции положения заслонок сейчас используют сервоприводы. Они контролируются подачей напряжения на устройство. Их выпускают нескольких типов с разными модификациями. Не все из них пригодны для устройства противопожарной и огнезадерживающей вентиляции.

Нужно отметить, что раньше нормально закрытый клапан, который назывался клапан противопожарный огнезадерживающий, допускал применение пружинных приводов с тепловым замком и плавкой вставкой. Он срабатывал при повышении температуры, когда плавкая вставка разрушалась и клапан захлопывался. Но из-за того, что он не может управляться дистанционно в сегодняшних действующих нормативных документах их применение не допускается

Выбор клапана

Для выбора клапана учитываются несколько характеристик:

• тип и назначение — клапан дымоудаления или противопожарный;
• предел огнестойкости, который является основной характеристикой, которая определяет пожарные и технические свойства устройства; его можно узнать в документации к конкретному изделию;
• размеры, которые зависят от воздуховода, места установки и скорости движения воздуха;
• тип привода, который приводит в движение заслонку клапана;
• сопротивление;
• цена.

Все характеристики подбираются во время проектирования исходя из многих факторов. Также не стоит забывать о сопротивлении на противопожарном клапане, от которого зависят потери давления в сети и, как следствие, необходимость выбора более мощного вентилятора. Сопротивление рассчитывается по тем же принципам, что и для других устройств в вентиляционной сети.

Каждое изделие отличает коэффициент местного сопротивления, который используется при расчете. Аэродинамические характеристики каждого типа клапана отличается. Это является также одним из факторов, которые влияют на выбор. Все данные по каждому клапану обычно указаны в каталогах производителя, с которыми необходимо ознакомиться при проектировании.

Где устанавливаются противопожарные клапана системы вентиляции?

Для определения мест установки клапанов существуют нормативные документы и требования. Месторасположение устройства зависит от его назначения. Нормально открытые клапаны, которые выступают в качестве огнезадерживающих преград, обычно располагаются в ограждающей конструкции или около нее. Можно выделить три монтажные схемы противопожарных клапанов:

• непосредственно в стене или другой ограждающих конструкции, при этом к устройству подключаются воздуховоды;
• в некотором отдалении от ограждающих конструкций, но при этом участок воздуховода от клапана до стены или другого элемента должен обладать пределом огнестойкости не менее чем сам клапан;
• в строительной конструкции без подключения к воздуховодам, такой клапан обеспечивает переток воздуха между соседними помещениями.

Нормально закрытые (дымовые) клапаны устанавливаются чаще всего в дымовых вентиляционных каналах. Они также должны обладать требуемым уровнем огнестойкости, а внешняя часть, которая видна из помещения может быть закрыта декоративными решетками или другими элементами.

Выбор противопожарных клапанов во время проектирования является важной частью обеспечения безопасности здания. Подбор правильного и качественного оборудования способен спасти жизни и сохранить имущество во время пожаров.

С 1 мая 2009 года в России введены новые нормативные требования к приводам противопожарных клапанов систем вентиляции и противодымной защиты!

Часть 2 ст. 138 «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности» запрещает применение в системах вентиляции и кондиционирования противопожарных нормально открытых (ранее называемых огнезадерживающими) клапанов с пружинным приводом и тепловым замком (плавкой вставкой), так как такой привод не может управляться дистанционно и тепловой замок в составе привода является основным термочувствительным элементом, а не дублирующим, как того требует регламент.

Согласно СП 7.13130 исполнительные механизмы (приводы) противопожарных нормально закрытых (в том числе дымовых) клапанов приточно-вытяжных систем противодымной вентиляции (должны сохранять заданное положение заслонки клапана при отключении электропитания привода. Отличительной особенностью указанных систем, включающих несколько клапанов с адресным управлением, является наличие двух заданных положений заслонки – «открыта» (например, на этаже пожара) и «закрыта» (на других этажах), которые должен обеспечить привод при любых вариантах отключения напряжения цепи питания, в том числе и аварийных.

Данное требование фактически запрещает применение электромеханических приводов с возвратной пружиной на противопожарных
нормально закрытых и дымовых клапанах, так как при снятии с них напряжения обеспечивается только одно заданное положение заслонки – «открыта». Указанному требованию удовлетворяют противопожарные нормально закрытые (в том числе дымовые) клапаны с электромагнитным приводом или реверсивным электроприводом, управляющим сигналом на срабатывание которых
является подача напряжения на привод. Эти приводы обеспечивают заданные положения заслонки «открыта» и «закрыта» при отключении электропитания.

Ознакомится с ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» можно на сайте РГ

Приложение А (обязательное). Схема стендового оборудования для испытания на огнестойкость огнезадерживающих клапанов вентиляционных систем различного значения Приложение Б (обязательное). Схема стендового оборудования для испытания на огнестойкость огнезадерживающих клапанов для защиты технологических проемов Приложение В (обязательное). Схема стендового оборудования для испытания на огнестойкость дымовых клапанов

Нормы пожарной безопасности НПБ 241-97
"Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытания на огнестойкость"
(утв. Главным государственным инспектором РФ по пожарному надзору,
введены в действие приказом ГУГПС МВД РФ от 31 июля 1997 г. N 52)

Fire dampers of ventilations systems. The test method for fire resistance

Вводятся впервые

1. Область применения

Настоящие нормы устанавливают метод испытания на огнестойкость противопожарных клапанов:

огнезадерживающих - для вентиляционных систем различного назначения;

огнезадерживающих - для защиты технологических проемов в ограждающих строительных конструкциях;

дымовых - для систем аварийной противодымной вентиляции.

Настоящие нормы не предназначены для проведения испытаний на огнестойкость:

огнезадерживающих клапанов для защиты транспортных технологических проемов;

дымовых клапанов систем аварийной противодымной вентиляции, обслуживающих одно помещение.

Установление пределов огнестойкости противопожарных клапанов осуществляют в целях определения возможности их применения в соответствии с противопожарными требованиями нормативных документов (в том числе при сертификации).

ГОСТ 6616-91. Преобразователи термоэлектрические ГСП. Общие технические условия

Таблица 1

5.3. Перепад давления на испытываемом образце в процессе теплового воздействия должен составлять 70 +- 5 Па для огнезадерживающих клапанов и 300 +- 6 Па для дымовых клапанов . С учетом специфики функционального назначения клапанов указанные значения могут быть изменены в соответствии с технической документацией заказчика.

6. Стендовое оборудование и измерительная аппаратура

6.1. Стенд для проведения испытаний клапанов состоит (приложения А , , ) из печи размером (внутренним) не менее 1,2 х 1,1 х 0,7 м с проемом для установки клапанов, системы для поддержания и регулирования избыточного давления на образце, соединительных магистралей для стыковки испытываемого образца с указанной выше системой.

Система поддержания и регулирования избыточного давления состоит из вентилятора с обвязкой и регулирующими заслонками, мерного участка с расходомерной диафрагмой.

Печь должна быть оборудована форсунками, работающими на жидком топливе, в количестве, необходимом для обеспечения требуемого теплового воздействия по 5.1 и 5.2 .

Технические характеристики элементов системы поддержания и регулирования избыточного давления и соединительных магистралей должны подбираться с учетом максимально допустимых значений расходов газов через закрытый клапан по 4.2.5 и перепада давления на испытываемом образце по 5.3 .

6.2. Испытательный стенд оснащается средствами измерения температуры, расхода газов и давлений.

6.2.1. Для измерения температуры используют термоэлектрические преобразователи (ТЭП) типа ТХА (технические условия по ГОСТ 6616), номинальные статистические характеристики и пределы допускаемых отклонений т.э.д.с которых должны соответствовать ГОСТ Р 50431 или ТЭП с индивидуальной градуировкой.

6.2.2. Для измерения температуры в печи используют три ТЭП с диаметром электродов от 1, 2 до 3 мм. Количество и расстановка ТЭП относительно обогреваемой поверхности испытываемого образца приведены в приложениях А , , .

6.2.3. Для измерения температур на необогреваемых поверхностях огнезадерживающего клапана , узла его уплотнения в проеме печи и в выходном сечении клапана (только для клапанов, защищающих технологические проемы) используют ТЭП с диаметром электродов от 0,5 до 0,7 мм.

Способ крепления ТЭП на указанных поверхностях должен обеспечивать точность измерения температуры в пределах +- 5%.

Количество ТЭП и места их установки указаны в приложениях А и Б.

6.2.5. Расход газов измеряют с помощью стандартных расходомерных диафрагм в соответствии с Правилами 28-64.

Допускается использование для измерения расхода газов нестандартных диафрагм при наличии на них тарировочных характеристик, полученных в установленном порядке.

6.2.6. Регистрацию температур осуществляют приборами с диапазоном измерения от 0 до 1300 °С, класса точности не ниже 1,0.

6.2.7. Для измерения перепада давления на расходомерной диафрагме используют дифференциальные манометры классом точности не более 1,5.

6.2.8. Регистрацию времени осуществляют секундомером с погрешностью измерения не более 30 с в течение одного часа испытания.

7. Подготовка к испытаниям

7.1. Испытанию на огнестойкость подлежат два образца клапана одного типоразмера.

Для каналов одного типа с различными типоразмерами испытанию подлежат клапаны, эквивалентный диаметр которых отличается от максимального не более чем на 25%.

В зависимости от особенностей конструктивного исполнения количество клапанов, подлежащих испытанию, может быть увеличено.

7.2. Образцы клапанов, поставленных для испытаний, должны соответствовать конструкторской документации. Степень соответствия устанавливается входным контролем, при котором:

выявляется комплектность каждого образца;

измеряются габариты клапана, величины зазоров между посадочными поверхностями корпуса и заслонки образца и другие размеры, определяющие характер поведения клапана при проведении его испытаний;

определяется соответствие комплектующих узлов проектным, визуально контролируется качество их состояния.

Данные входного контроля заносятся в протокол испытаний.

7.3. Перед проведением испытания для каждого образца осуществляется контроль срабатывания всех узлов конструкции.

Для проверки клапана необходимо произвести не менее 50 циклов срабатывания клапана, при котором заслонка полностью перекрывает (огнезадерживающие клапаны) или открывает (дымовые клапаны) его проходное сечение.

7.4 Для проведения испытания образец в закрытом положении устанавливается на стенде (приложения А , , ).

Плотность вентиляционного канала, присоединяемого к испытываемому образцу, по величине утечек и подсосов воздуха должна быть определена предварительно и составлять не более 10% максимально допустимого значения расхода газов по 4.2.5 настоящих норм.

7.5. Непосредственно перед проведением испытаний осуществляется определение воздухопроницаемости образца. При этом мерный участок вентиляционного канала, присоединенного к образцу, подключается к всасывающему патрубку вентилятора. Путем дросселирования вентилятора на образце создается не менее 5 значений перепада давления, равномерно расположенных в диапазоне от 0 до 700 Па.

Расходомерным устройством измеряются соответствующие каждому значению перепада давления величины расхода воздуха, проходящего через неплотности конструкции образца. Затем реверсом тяги, создаваемым путем подключения мерного участка к нагнетательному патрубку вентилятора, перепад давления на клапане изменяется в противоположном направлении, и измерение повторяется в аналогичной последовательности.8.4. Во время испытаний регистрируют:

1) момент срабатывания автоматического привода образца и его термопривода (только для огнезадерживающих клапанов);

2) температуру в печи и с необогреваемой стороны на наружных поверхностях корпуса образца, примыкающего к нему воздуховода (при теплоизолированном корпусе клапана), узла уплотнения корпуса в проеме печи, температуру газа в выходном сечении клапана (только для огнезадерживающих клапанов, защищающих технологические проемы);

3) момент наступления и характерные признаки потери плотности (разрушение, предельные деформации узла уплотнения корпуса образца, в том числе образование сквозных трещин, прогаров и отслоений уплотнения, приводящих к выходу дымовых газов и появлению пламени с необогреваемой стороны);

4) расход и температуру газового потока, проходящего через неплотности конструкции образца.

Измерения температур, расходов и давлений в каждой точке контроля должны проводиться с интервалом не более 2 мин.

8.5. Испытания должны проводиться до наступления одного или двух (при необходимости) предельных состояний конструкции клапана согласно разделу 4 настоящего документа.

9. Обработка и оценка результатов испытаний

9.1. Приведенное сопротивление образца дымогазопроницанию S_кл.пр определяется усреднением результатов измерений согласно формуле

1 n 2 S = --- Сумма (P /G)(ро /po), кл.пр n i=1 клi клi i 20 где P - избыточное давление на образце в i-том измерении, Па; клi G - расход газа, фильтрующегося через неплотности образца в i-том клi измерении, кг x с(-1); ро - плотность газа, фильтрующегося через неплотности образца i в i-том измерении, кг х м(-3); ро - плотность газа при температуре 20°С, кг х м(-3); 20 n - число измерений в течение времени испытаний.

Приведенное сопротивление образца воздухопроницанию определяется по той же формуле с использованием результатов измерений согласно 7.5 настоящих норм.

9.2. Предел огнестойкости для каждого образца определяется в часах или минутах по моменту наступления одного из предельных состояний.

9.3. Фактический предел огнестойкости клапана принимается по минимальному из значений, установленных в испытаниях образцов.

9.4. В обозначении предела огнестойкости клапана результаты испытания приводят к ближайшей меньшей величине из ряда чисел, приведенного в 4.2.1 .

10. Отчет об испытании

1) наименование организации, проводящей испытания;

2) наименование и адрес заказчика;

3) характеристику объекта испытаний;

4) метод испытания;

5) процедуру испытания;

6) испытательное оборудование;

7) результаты испытаний;

8) оценку результатов испытаний.

11. Техника безопасности

11.2. К испытанию допускаются лица, ознакомленные с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации испытательного стенда.

11.3. Перед проведением испытания необходимо проверить надежность соединений стендового оборудования.

Основным нормативным документом, устанавливающим классификацию и область применения противопожарных клапанов систем вентиляции, в настоящее время является СНиП 41-01-2008 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». В соответствии с этим документом для систем вентиляции и противодымной защиты следует предусматривать:

— противопожарные нормально открытые клапаны воздуховодах общеобменной вентиляции кондиционирования и воздушного отопления целях предотвращения проникания в помещения продуктов горения дыма во время пожара а также в приточных и вытяжных системах помещений защищаемых установками газового аэрозольного или порошкового пожаротушения.
— противопожарные клапаны двойного действия системах основной вентиляции помещений газовым аэрозольным или порошковым пожаротушением используемых для удаления газов и дыма после пожара.
— дымовые клапаны вытяжной противодымной вентиляции.
— противопожарные нормально закрытые клапана в системах вытяжной и приточной противодымной вентиляции и системах для удаления дыма и газа после пожара из помещений защищаемых установками газового аэрозольного или порошкового пожаротушения.

В соответствии с НПБ 241-97 обозначение предела огнестойкости противопожарных клапанов включает буквы, соответствующие нормируемым предельным состояниям, и цифру, представляющую собой время (мин.) достижения одного из нормируемых предельных состояний, первого по времени. Учитываются два вида предельных состояний клапана: E — потеря плотности; I — потеря теплоизолирующей способности. Например, запись в сертификате EI 60 означает, что предел огнестойкости клапана равен 60 мин. по признакам потери плотности и потери теплоизолирующей способности, независимо от того, какой из двух признаков достигается ранее.

Потеря теплоизолирующей способности I противопожарных клапанов характеризуется повышением температуры корпуса клапана и узла уплотнения корпуса в проеме конструкции с необогреваемой стороны до заданной максимально допустимой величины, а потеря плотности Е — снижением сопротивления клапана дымогазопроницанию до минимально допустимой величины или образованием в узле уплотнения корпуса клапана сквозных трещин или отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя.

Режимы испытаний противопожарных нормально открытых (НО), дымовых и противопожарных нормально закрытых (НЗ) клапанов отличаются друг от друга, поэтому запись в сертификате о возможности применения клапана в качестве дымового или НЗ делается на основе результатов испытаний по соответствующему режиму. Так, например, запись в сертификате «Клапан противодымной вентиляции зданий и сооружений КДМ-2 с пределом огнестойкости: в режиме НЗ клапана -EI 30; в режиме дымового клапана — EI 90, E 90» означает, что клапан может применяться в качестве противопожарного нормально закрытого и дымового клапана в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2008, в которых предел огнестойкости указанных клапанов характеризуется буквами EI, и в качестве дымового в соответствии с НПБ 241-97, где предел огнестойкости дымовых клапанов характеризуется буквой Е.

Область применения противопожарных клапанов во взрыво-защищенном исполнении регламентируется СНиП 41-01-2008, ПУЭ, ГОСТ Р 51330.99, ГОСТ Р 51330.13-99 и др. Дополнительно к серти­фикатам пожарной безопасности данные клапаны должны иметь сертификат на соответствие требованиям взрывобезопасности.

Предприятием изготавливаются противопожарные клапаны различного функ­ционального назначения в соответствии со СНиП 41-01-2008:

— противопожарные нормально открытые НО.
— дымовые
— противопожарные нормально закрытые НЗ.

Клапаны изготавливаются «стенового» и «канального» типов. Клапаны «стенового» типа КДМ-2 (КЛАД-2) и КЛОП-3 имеют один присоединительный фланец, их удобно устанавливать в проемах стен, перегородок, воздуховодов, подвесных потолков, ограждающих конструкций шахт и т.п. Клапаны «канального» типа прямо­угольного сечения КДМ-2 (КЛАД-2), КЛОП-1 (обычного и взрывозащищенного исполнения), КЛОП-2, КЛОП-3 и КОМ-1 имеют два фланца для присоединения к воздуховодам с одной или с двух сторон. «Канальные» КЛОП-1 круглого сечения обычного исполнения изготавливаются с двумя фланцами (фланцевые клапаны) и с ниппельным соединением (ниппельные клапаны). Вид климатического исполнения всех противопожарных клапанов У3 (клапанов КЛОП-1 «морского» исполнения М2) по ГОСТ 15150-69. Клапаны могут устанавливаться внутри помещений с температурой среды от -30°С до +40 °С при отсутствии прямого воздействия атмосферных осадков и конденсации влаги на заслонке. Окружающая среда не должна содержать агрессивных паров и газов в концентрациях, разрушающих металлы, лакокрасочные покрытия и электроизоляцию.

Противопожарные нормально открытые (огнезадерживающие) клапаны
, КЛОП-2, КЛОП-3 и КОМ-1 предназначены для предотвращения распространения пожара и продуктов горения по воздуховодам, шахтам и каналам систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий и сооружений различного назначения. В соответствии с п. 5.14 СНиП 21-01-97* противопожарные НО клапаны являются заполнением проемов в противопожарных преградах с нормированным пределом огнестойкости (противопо­жарных стенах, перегородках и перекрытиях). Эти кла­паны в нормальных условиях (без пожара) открыты, а при пожаре должны закрываться, обеспечивая нераз­рывность противопожарной преграды. Величину предела огнестойкости НО клапанов рекомендуется выбирать с учетом требуемого предела огнестойкости строительных конструкций, регламентируемого СНиП 21-01-97*, СНиП 41-01-2008 и другими нормативными документами. Все типы приводов НО клапанов, как правило, имеют термоэлемент, который в электропри­водах используется для дублирования автоматического срабатывания клапана в условиях теплового воздейст­вия пожара.

Дымовые клапаны
, КЛОП-1, КЛОП-2, КЛОП-3 и КОМ-1 предназначены для систем вытяжной противодымной вентиляции. Дымовые клапаны в нормальных условиях закрыты. При пожаре эти клапаны должны открыться для удаления дыма из зоны задымления, а в остальных зонах, например, на других этажах здания, должны оставаться закрытыми для обеспечения нормативных требований по подсосу воздуха в канал дымоудаления. Для управления заслонкой дымовых клапанов используются электро­приводы без термоэлемента.

Противопожарные нормально закрытые клапаны
КДМ-2 (КЛАД-2), КЛОП-1, , КЛОП-3 предназначены для систем вытяжной и приточной противодымной вентиляции, а также для систем удаления дыма и газов после пожара в помещениях, защищаемых установками газового, аэрозольного или порошкового пожаротушения. В нор­мальных условиях эти клапаны закрыты. При пожаре НЗ клапаны открываются для обеспечения удаления дыма или подачи воздуха в защищаемые объемы, например, тамбур-шлюзы, незадымляемые лестничные клетки типа Н2, шахты лифтов, а также для удаления дыма и газов после тушения пожара газовыми, аэро­зольными или порошковыми установками. Конструкция НЗ клапанов и способы управления заслонкой ана­логичны дымовым клапанам, отличие заключается в области применения и режимах сертификационных испытаний этих клапанов.