Dūmu un karstuma izvades sistēmas. Dūmu izvadīšana.

Saskaņā ar LBN 201-15 no kurām telpām ir jāorganizē dūmu izvadīšana

Saskaņā ar Latvijas būvnormatīvu LBN 201-15 „Būvju ugunsdrošība” ir noteiktas prasības par dūmu un karstuma izvadi no telpām, lai ugunsgrēka gadījumā ierobežotu dūmu izplatīšanos un nodrošinātu drošu evakuāciju. LIKUMI.LV

📌 Galvenie nosacījumi par dūmu izvadi

Dūmu izvades nodrošināšana jāparedz telpās, kur tas ir nepieciešams, ja:

telpā nav paredzētas dūmu izvades ailas (vai tām neizpildās attāluma/prasību nosacījumi) — šādās telpās projektē neautomātisku vai automātisku dūmu un karstuma izvades sistēmu; LIKUMI.LV

nav iespējams dabīgā ceļā nodrošināt dūmu izvadi — tad izmanto mehānisku vilkmi vai mehānisku kompensācijas gaisa padevi; LIKUMI.LV

telpa ir ātrijs, kur paredz automātisko dūmu un karstuma izvades sistēmu; LIKUMI.LV

Neautomātiskās dūmu un karstuma izvades sistēmas jāparedz, piemēram:

ugunsdrošības nodalījumos un telpās, kur nav atbilstošu dūmu izvades ailu;

pazemes stāvos, ja tie atrodas zem zemes līmeņa (zemāki par 4 m);

skatuvēs ar šņorbēniņiem;

ja dūmu lūkas ierīkotas jumta konstrukcijā; LIKUMI.LV

📌 Izņēmumi — no kurām telpām dūmu izvade nav obligāta

LBN 201-15 paredz, ka dūmu izvadi var neparedzēt šādos gadījumos:

telpas ar zemu ugunsslodzi (VI un VIa lietošanas veida telpas) ar ugunsslodzi ≤ 300 MJ/m²;

citām telpām līdz 50 m², kur ugunsslodze ≤ 300 MJ/m²;

**telpām, caur kurām nenotiek evakuācija, un ugunsslodze ≤ 300 MJ/m²;

atklāta tipa būvēm (telpas, kur gaiss var brīvi cirkulēt);

U3 ugunsnoturības pakāpes būvju VI un VIa telpām.

Dūmu izvadīšanas sistēmas izvadāmā un kompensējamā gaisa daudzuma aprēķins Latvijā tiek veikts, balstoties uz LBN 201-15, kā arī praksē – uz LVS EN 12101 sēriju (īpaši EN 12101-5 un -6). Zemāk ir praktiski pareiza un projektēšanā lietota metodika, nevis teorētisks kopsavilkums.

1. Pamatprincips

👉 Izvadāmā dūmu gaisa daudzumam jābūt līdzsvarā ar kompensējamā (pieplūdes) gaisa daudzumu, lai:

dūmi paceltos un tiktu izvadīti augšējā zonā,
netiktu izjaukts dūmu slānis,
netiktu radīts pārmērīgs pazemināts spiediens telpā.

Pamatnosacījums: [ Q{komp} \approx Q{izv} ]

Pieļaujamā starpība parasti:

±10–15 %

2. Izvadāmā gaisa daudzuma noteikšana

2.1. Dabiskā dūmu izvadīšana (lūkas, logi)

Aprēķins balstās uz efektīvo atveres laukumu:

[ A_{eff} = C_v \cdot A ]

kur:

( A ) – ģeometriskais lūkas laukums (m²),
( C_v ) – atvēruma efektivitātes koeficients (parasti 0,6–0,7).

Izvadāmais gaisa daudzums: [ Q = A_{eff} \cdot \sqrt{2gH} ]

kur:

( g ) – 9,81 m/s²,
( H ) – dūmu slāņa augstums līdz lūkai (m).

📌 Praktiski:

tirdzniecības zāles, noliktavas – dūmu slāni uztur ≥ 2,5 m virs grīdas;
lūku kopējais laukums parasti ≥ 1–2 % no telpas platības (atkarīgs no telpas augstuma).

2.2. Mehāniskā dūmu izvadīšana (ventilatori)

Izvadāmais gaisa daudzums tiek noteikts:

a) pēc telpas tilpuma apmaiņas

[ Q = n \cdot V ]

kur:

( n ) – gaisa apmaiņas reižu skaits (parasti 6–10 1/h),
( V ) – telpas tilpums (m³).

b) pēc dūmu slāņa stabilizēšanas (precīzāk)

Balstās uz projektēto uguns jaudu (HRR) un dūmu rašanos – šo metodi izmanto lielām telpām, ātrijiem, stāvvietām.

📌 Tipiskas vērtības:

pazemes autostāvvietas: 10–12 gaisa apmaiņas/h,
tirdzniecības telpas: 6–8 apmaiņas/h,
ražošanas telpas – individuāli.

3. Kompensējamā gaisa aprēķins

3.1. Gaisa daudzums

[ Q{komp} = Q{izv} ]

Svarīgi nosacījumi:

kompensējamais gaiss nedrīkst pārsniegt izvadāmo,
gaisa plūsmas ātrums pie ieplūdēm ≤ 1–1,5 m/s, lai netraucētu dūmu slāni.

3.2. Kompensācijas gaisa ievades vieta

apakšējā telpas zonā (durvis, vārti, restes);
pretējā pusē dūmu izvadei;
pa evakuācijas ceļiem – nav pieļaujams, ja tas pasliktina redzamību.

📌 Ja kompensācija ir mehāniska:

ventilatoriem jābūt ugunsdrošiem,
jāstrādā sinhroni ar dūmu izvadīšanu.

4. Spiediena nosacījumi (ļoti svarīgi)

LBN un EN 12101 nosaka:

pazeminātais spiediens telpā ≤ 300 Pa, pretējā gadījumā:
nevar atvērt durvis,
tiek bojātas konstrukcijas,
sistēma kļūst nestabila.

5. Praktiska shēma aprēķinam

1️⃣ Nosaki telpas veidu un ugunsgrēka scenāriju 2️⃣ Izvēlies dabisko vai mehānisko dūmu izvadi 3️⃣ Aprēķini Qizv 4️⃣ Pieņem Qkomp = Qizv 5️⃣ Pārbaudi:

gaisa ātrumus,
spiedienu,
dūmu slāņa augstumu

Latvijas LBN 201-15 “Būvju ugunsdrošība” pats par sevi neuzrāda precīzus montāžas attālumus starp dūmu izvades vārstiem vai norobežojošajām konstrukcijām (sienām, pārsegumiem utt.), bet nosaka funkcionālas distanču prasības un zonas, kurās dūmu izvades atverēm jābūt pieejamām un efektīvām ugunsgrēka gadījumā. Tā vietā projektēšanā bieži izmanto LVS EN 12101 sēriju un būvnormatīva prasības par dūmu izvades zonām un attālumiem līdz izvades atverēm. (LIKUMI.LV)

📌 Galvenie attāluma nosacījumi (prasības lietošanā)

🔹 1) Attālums līdz dūmu izvades atverei

LBN 201-15 nosaka:

👉 no jebkura punkta telpā līdz tuvākajai dūmu izvades atverei nedrīkst pārsniegt 15 m. (LIKUMI.LV)

Ja telpa ir liela un paredzēta dūmu šahtai (lielāka ugunsslodze vai augstāka telpa), šo attālumu var palielināt līdz 30 m, ja kopējā izvades atveru platība atbilst normatīvā noteiktajām procentuālajām prasībām attiecībā pret telpas laukumu. (LIKUMI.LV)

👉 Praktiski tas nozīmē: vārtu, logu, lūku vai ventilācijas atverēm jābūt izvietotām tā, lai dūmi varētu ātri nokļūt līdz atverei no jebkuras telpas daļas.

📌 Attālumi no konstrukcijām / šķēršļiem

LBN 201-15 konkrētus minimālos attālumus no konstrukcijām dūmu izvades elementiem neparedz (piem., cik tālu jābūt no sienas, pārseguma utt.). Taču ir prasības, kas netieši ietekmē izvietojumu:

✔ dūmu izvades atverēm jābūt pieejamām no telpas vai ārpuses un tām nedrīkst būt šķēršļu zonās, kas traucē dūmu plūsmu; (vugd.gov.lv) ✔ dūmu izvades atveres parasti izvieto augšējā telpas zonā (ne zemāk par 0,8 * telpas augstumu) – tas jāievēro gan dabiskajai, gan mehāniskajai izvadei; (LIKUMI.LV) ✔ ja izmanto dūmu šahtas vai speciālas ventilācijas atveres jumtā, tās nedrīkst būt tuvāk par noteiktu distanci no blakus esošām konstrukcijām, lai nodrošinātu gaisa plūsmu (parasti mēdz būt projektētāja/ražotāja prasība — piem., ≥ 0,5 m augstāk par apkārtējiem elementiem un ≥ 2 m horizontālā zonā), taču tas nav tieši LBN 201-15 tekstā noteikts. (fsmatters.com)

📌 Attālumi starp dūmu izvades elementi

LBN 201-15 nevirza konkrētu minimālo atstarpi starp diviem dūmu izvades vārstiem/vārtiem logiem utt.. Tā vietā ir prasība par efektīvu dūmu novadīšanas zonu:

✔ no jebkura telpas punkta līdz vismaz vienai dūmu izvades atverei ≤ 15 m; ✔ ja ir vairākas dūmu atveres, tās jāizvieto tā, lai šķēršļu ietekmē nepalielinātos reālais attālums līdz atverēm.

📌 Būvnormatīva un standartu sapratne praksē

📌 Tātad projektētājs pēc LBN 201-15 un LVS EN 12101 vadlīnijām parasti plāno šādi:

Prasība	Standarts / noteikums
Maks. attālums līdz dūmu izvadei	≤ 15 m (var palielināt līdz 30 m pēc nosacījumiem) (LIKUMI.LV)
Dūmu izvades elementi augšējā telpas zonā	jāievēro  (LIKUMI.LV)
Nav precīzas “no sienas/montāžas” minimālās distances	LBN to neparedz
Nav specifiskas distances starp vārstiem	LBN to neparedz

📌 Projektēšanas ieteikumi

Lai telpā darbotos dūmu izvades sistēma:

✔ izvietot vārstus pretējos telpas galos / zonās, kur dūmi sakrājas; ✔ nodrošināt, lai tie nebūtu aiz pārsegumiem vai aiz žogu līnijām, kas varētu kavēt plūsmu; ✔ ievērot ražotāja instrukcijas par montāžu pie konstrukcijām (parasti ≥ 0,5 m horizontāli un augstāk par apkārtējiem elementiem). (fsmatters.com)

Ja tev vajadzīgi precīzas prasības konkrētam gadījumam (piem., dūmu vārsti lielveikala jumtā, noliktavā vai kāpņu telpā), varu precizēt attiecīgo normatīva pantu.

📌 Galvenie attāluma nosacījumi (prasības lietošanā)

🔹 1) Attālums līdz dūmu izvades atverei

LBN 201-15 nosaka:

👉 no jebkura punkta telpā līdz tuvākajai dūmu izvades atverei nedrīkst pārsniegt 15 m. (LIKUMI.LV)

👉 Praktiski tas nozīmē: vārtu, logu, lūku vai ventilācijas atverēm jābūt izvietotām tā, lai dūmi varētu ātri nokļūt līdz atverei no jebkuras telpas daļas.

📌 Attālumi no konstrukcijām / šķēršļiem

📌 Attālumi starp dūmu izvades elementi

LBN 201-15 nevirza konkrētu minimālo atstarpi starp diviem dūmu izvades vārstiem/vārtiem logiem utt.. Tā vietā ir prasība par efektīvu dūmu novadīšanas zonu:

📌 Būvnormatīva un standartu sapratne praksē

📌 Tātad projektētājs pēc LBN 201-15 un LVS EN 12101 vadlīnijām parasti plāno šādi:

Prasība	Standarts / noteikums
Maks. attālums līdz dūmu izvadei	≤ 15 m (var palielināt līdz 30 m pēc nosacījumiem) (LIKUMI.LV)
Dūmu izvades elementi augšējā telpas zonā	jāievēro  (LIKUMI.LV)
Nav precīzas “no sienas/montāžas” minimālās distances	LBN to neparedz
Nav specifiskas distances starp vārstiem	LBN to neparedz

📌 Projektēšanas ieteikumi

Lai telpā darbotos dūmu izvades sistēma:

Ja tev vajadzīgi precīzas prasības konkrētam gadījumam (piem., dūmu vārsti lielveikala jumtā, noliktavā vai kāpņu telpā), varu precizēt attiecīgo normatīva pantu.

BS 7346-4 nepārveido MW tieši uz m³/h ar vienu koeficientu. Pārrēķins notiek caur dūmu plūsmas (plume) fiziku, un MW (uguns jauda) ir tikai ievades parametrs, no kura secīgi iegūst dūmu masas plūsmu, un tikai tad – tilpuma plūsmu (m³/h).

Zemāk ir tieši tā loģika, kā to dara BS 7346-4 praksē.

1️⃣ MW → dūmu masas plūsma (kg/s)

BS 7346-4 izmanto axisymmetric plume modeli (Heskestad / Zukoski tipa pieeju).

Standarta projektēšanas formula:

[ \dot{m} = 0.071 \cdot Q^{1/3} \cdot z^{5/3} ]

kur:

(\dot{m}) – dūmu masas plūsma (kg/s)
(Q) – uguns jauda (kW, nevis MW!)
(z) – augstums no uguns avota līdz dūmu slāņa apakšai (m)
0,071 – empīrisks koeficients (BS 7346-4 pieņemts projektēšanai)

⚠️ Svarīgi: 1 MW = 1000 kW

2️⃣ Kāpēc augstums ir kritisks

No formulas redzams:

MW ietekmē plūsmu tikai ar pakāpi 1/3
augstums ietekmē ar pakāpi 5/3

👉 Tas nozīmē: dūmu slāņa augstums ietekmē nosūci daudz vairāk nekā MW

Tāpēc BS 7346-4 nekad nedod “X MW = Y m³/h” bez augstuma.

3️⃣ Masas plūsma → tilpuma plūsma (m³/s)

Kad iegūta masas plūsma:

[ Q_v = \frac{\dot{m}}{\rho} ]

kur:

(Q_v) – tilpuma plūsma (m³/s)
(\rho) – dūmu blīvums (parasti 1,0–1,2 kg/m³ projektēšanā)

4️⃣ m³/s → m³/h

[ Q_{m³/h} = Q_v \cdot 3600 ]

5️⃣ Pilns skaitlisks piemērs (tipisks BS 7346-4)

Doti dati:

Projektēšanas uguns jauda: 6 MW
(Q = 6000) kW
Pieļaujamais dūmu slāņa augstums: 2,5 m
Dūmu blīvums: 1,1 kg/m³

🔹 1. Masas plūsma

[ \dot{m} = 0.071 \cdot 6000^{1/3} \cdot 2.5^{5/3} ]

[ \dot{m} \approx 30–35 , \text{kg/s} ]

🔹 2. Tilpuma plūsma

[ Q_v = \frac{32}{1.1} \approx 29 , \text{m³/s} ]

🔹 3. m³/h

[ 29 \cdot 3600 \approx 105,000 , \text{m³/h} ]

✅ Rezultāts: 6 MW → ~100 000–110 000 m³/h, pie dūmu slāņa augstuma 2,5 m

6️⃣ Kāpēc BS 7346-4 neļauj “ātro pārrēķinu”

BS 7346-4 to apzināti nepieļauj, jo:

tā pati uguns jauda:
- zemā telpā → milzīga nosūce
- augstā atrijā → krietni mazāka nosūce
dūmu slāņa augstums ir funkcionālais drošības kritērijs, nevis MW

Tāpēc jebkurš apgalvojums tipa

“1 MW = 15 000 m³/h”

nav saskaņā ar BS 7346-4.

7️⃣ Īss kopsavilkums

BS 7346-4 ķēde ir šāda:

MW → kW → kg/s (plume) → m³/s → m³/h

Un bez:

dūmu slāņa augstuma
pieplūdes organizācijas
telpas ģeometrijas

pārrēķins nav korekts.

Saskaņā ar CEN/TR 12101-5:2005 dūmu un siltuma izvades (SHEVS) gaisa daudzuma aprēķins balstās uz projektēšanas ugunsgrēku un dūmu slāņa stabilizēšanu noteiktā augstumā. Šis dokuments ir tehniskais ziņojums (TR), t. i., vadlīnijas, nevis obligāts EN standarts, un tas galvenokārt tiek izmantots inženiertehniskai projektēšanai.

Zemāk – strukturēts skaidrojums, kā notiek aprēķins.

1. Projektēšanas pamatprincips

Mērķis ir nodrošināt, ka:

telpā izveidojas stabils dūmu slānis,
dūmu slāņa apakšējā robeža ir virs drošā augstuma (evakuācijai / ugunsdzēsējiem),
dūmu rašanās ātrums = dūmu izvades ātrums.

Tātad:

Dūmu izvades gaisa daudzums = dūmu plūsma, ko rada ugunsgrēks

2. Projektēšanas ugunsgrēks

Jānosaka:

Uguns jauda ( \dot Q ) [kW vai MW]
Uguns tips (brīvi degošs, ar ierobežotu ventilāciju)
Siltuma izdalīšanās likums (bieži t² ugunsgrēks)

3. Dūmu masas plūsma virs uguns

CEN/TR 12101-5 izmanto plūmes (plume) modeli – dūmi paceļas un piesaista apkārtējo gaisu.

Tipiska forma (atsauce uz Zukoski / Heskestad pieejām):

[ \dot m_s = C \cdot \dot Q^{1/3} \cdot (z - z_0)^{5/3} ]

kur:

( \dot m_s ) – dūmu masas plūsma [kg/s]
( \dot Q ) – uguns jauda [kW]
( z ) – augstums no uguns līdz dūmu slāņa apakšai [m]
( z_0 ) – virtuālais uguns avota augstums
( C ) – empīriska konstante

Praktiski bieži tiek izmantotas vienkāršotas tabulas vai grafiki, kas dotas TR pielikumos.

4. Pāreja no masas plūsmas uz tilpuma plūsmu

Dūmu izvades ventilatoriem vai lūkām nepieciešams tilpuma plūsmas ātrums:

[ \dot V = \frac{\dot m_s}{\rho_s} ]

kur:

( \dot V ) – gaisa daudzums [m³/s]
( \rho_s ) – dūmu blīvums (atkarīgs no temperatūras)

Dūmu temperatūra tiek aprēķināta no uguns jaudas un piesaistītā gaisa daudzuma.

5. Dabiskā dūmu izvade (lūkas)

Ja izmanto dabisko dūmu izvadi, papildus jāņem vērā:

efektīvā atvēruma platība ( A_{eff} ),
temperatūras starpība,
vēja ietekme.

Vienkāršotā forma:

[ \dot V = Cd \cdot A{eff} \cdot \sqrt{2 g H \frac{\Delta T}{T}} ]

6. Mehāniskā dūmu izvade

Mehāniskām sistēmām:

ventilatoru kopējai jaudai jānodrošina aprēķinātais ( \dot V ),
jāņem vērā:
- gaisa pieplūde,
- kanālu pretestība,
- temperatūras klase (F300, F400 u. c.).

7. Ko TR uzsver īpaši

CEN/TR 12101-5:

neparedz vienu universālu formulu visiem gadījumiem,
ļauj izmantot ugunsdinamikas modeļus (CFD),
uzsver, ka rezultāts jāapstiprina ar inženiertehnisku pamatojumu.

Kopsavilkums vienā teikumā

Dūmu izvades gaisa daudzums saskaņā ar CEN/TR 12101-5 tiek noteikts, aprēķinot projektēšanas ugunsgrēka radīto dūmu masas plūsmu līdz izvēlētajam dūmu slāņa augstumam un pārvēršot to nepieciešamajā tilpuma plūsmā dabiskai vai mehāniskai dūmu izvadei.