суммарная площадь проемов помещения

Математика и реальность в вопросах гидравлических расчетов систем газового пожаротушения

Вопросы более эффективного использования огнетушащего вещества.

Немного истории в вопросе способа гидравлического расчета трубопроводов и определения площади отверстий насадка для установок газового пожаротушения. Теоретически, динамику поведения огнетушащего вещества в трубопроводах по эскизу трубной разводки и расстановки насадков можно проанализировать с помощью математических уравнений и формул, разработанных учеными работающих в данной области науки. Строится математическая модель гидродинамики процесса на базе высшей математики. Математический анализ производится с некоторыми упрощениями в физике происходящего процесса, а также путем задания допустимых границ расчета, использования постоянных констант и ограничения величин задаваемых параметров, используемых в расчетах. Эти упрощения и ограничения определяют погрешность расчетов, которая от сложности расчета может достигать до 14%.

В свое время, нам пришлось пользоваться такой методикой для практических расчетов установок газового пожаротушения, правда, все расчеты проводились ручным методом с по-мощью калькулятора. В зависимости от сложности гидравлического расчета это занимало достаточно много времени, иногда до недели. Расчет заключался в том, что, меняя значения исходных данных, необходимо было пересчитывать уравнения и формулы, пока полученный результат не соответствовал оптимальным значениям всех параметров гидравлического расчета.
Документ, по которому производился гидравлический расчет установки газового пожаротушения, назывался: «Методика гидравлического расчета трубопроводов установок газового пожаротушения». Данная методика была разработана для нас в соответствии с договором № 6719/Н-2.3. ФГУ ВНИИПО МЧС России. Методика разрабатывалась на основе научно-исследовательских работ, проведенных в различных организациях, а также в ФГУ ВНИИПО МЧС России, в области установок газового пожаротушения.

Но время не стоит на месте и сегодня АСПТ Спецавтоматика имеет универсальную компьютерную программу «Vector» для гидравлических расчетов трубной разводки с насадками, расчета массы огнетушащего вещества для создания нормативной огнетушащей концентрации в защищаемом объеме и расчета времени выхода ГОТВ из модулей газового пожаротушения.

Программа «Vector», одна из немногих программ позволяющая достаточно точно и оптимально решать всевозможные сложные задачи в области гидравлического расчета систем газового пожаротушения в короткие сроки.

Для подтверждения достоверности результатов расчета проведена верификация гидрав-лических расчетов по программе «Vector» и получено положительное Экспертное заключе-ние № 40/20-2016 от 31.03.2016г. Академии ГПС МЧС России на использование программы гидравлических расчетов «Vector» в установках газового пожаротушения, производства АСПТ Спецавтоматика со следующими огнетушащими веществами:

• ФК-5-1-12 (Novec 1230)
• Хладон 125
• Хладон 227еа
• Хладон 318Ц
• СО2 (двуокись углерода)

Программа «Vector» — это современный программный продукт, имеющий тенденцию к постоянному обновлению, развитию и совершенствованию программного обеспечения, позволяющему пользователю удобно и просто работать с программой на компьютере.

Программа для гидравлических расчетов «Vector» при заданной схеме установки газово-го пожаротушения, включает в себя следующие исходные данные, задаваемые вручную проектировщиком:

• площадь помещения, м2;
• высота помещения, м;
• дополнительный объем, вычитаемый из основного объема, м3;
• минимальная температура в помещении, град. С;
• высота помещения над уровнем моря, м;
• предельно допустимое избыточное давление в помещении, кПа;
• нормативное время подачи ГОТВ, с;
• площадь постоянно открытых проемов, м2;
• параметр «П» учитывающий расположение проемов;
• тип ГОТВ;
• нормативная огнетушащая концентрация ГОТВ;
• плотность паров ГОТВ, кг/ м3;
• повышающий коэффициент для пожара по СП 5.13130.2009;
• тип модулей ГПТ;
• коэффициент загрузки модуля;
• рабочее (начальное) давление заправки при температуре 20ºС, МПа;
• тип рукава высокого давления РВД;
• распределительные устройства РУ (при централизованном ГПТ);
• стандарт (ГОСТ) применяемых труб.

Давайте теперь рассмотрим более подробно некоторые наиболее значимые исходные данные для гидравлического расчета из списка перечисленного выше существенно влияющие на результат расчета.

Одним из таких параметров является суммарная площадь постоянно открытых проемов в защищаемом помещении «ΣF_н, м 2 ». Данная величина влияет на расчетное количество газа «М_р», так как через постоянно открытые проемы происходит утечка части газа. Значить эти потери должны быть компенсированы, чтобы полученного расчетом количества газа «М_р», хватило на создание нормативной огнетушащей концентрации вещества в защищаемом объеме. Получение реального значения параметра «ΣF_н, м 2 » в защищаемом помещении всегда связано с большой проблемой. Смотрим выкопировку из раздела СП. 5.13130.2009.

8.14. Требования к защищаемым помещениям.

8.14.1 Параметр негерметичности защищаемых помещений не должен превышать значе-ний, указанных в Таблице Д.12 приложения Д. Должны быть приняты меры по ликвидации технологически необоснованных проемов, установлены доводчики дверей, уплотнены ка-бельные проходки.
8.14.3. В системах воздуховодов общеобменной вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха защищаемых помещений следует предусматривать автоматиче-ски закрывающиеся при обнаружении пожара воздушные затворы (заслонки или противопо-жарные клапаны).

Требования по пунктам 8.14.1 и 8.14.3 должны безукоризненно выполняться как на стадии проектирования, так и на стадии строительства, по всем помещениям, которые подлежат защите газовым пожаротушением. Часто от Заказчика к Исполнителю поступает техническое задание на автоматизированную установку газового пожаротушения (АУГПТ) в котором указано, что площадь постоянно открытых проемов равна нулю и таким образом помещение считается полностью герметичным. Расчет установки АУГПТ производиться без потерь на утечку газа через открытые проемы. Но в идеально герметизированном объеме куда поступает огнетушащее вещество могут создаваться условия для появления избыточного давления превышающее заданное предельно допустимое избыточное давление в том же объеме. Это чревато нанесению вреда как самому помещению, так и защищаемому оборудованию например серверам. Если в помещении имеются окна, то они могут разрушиться и газ уйдет из помещения, не оказав нужного воздействия на очаг возгорания. Чтобы этого не произошло требуется установка специального клапана (клапанов) сброса избыточного давления (КСИД) площадь которого вычисляется по формулам из Приложения З — «Методика расчета площади проема для сброса избыточного давления в помещениях, защищаемых установками газового пожаротушения» СП 5.13130.2009. В нашем случае КСИД автоматически вычисляется программой гидравлического расчета «Vector».

Но чаще всего имеется другая крайность. В техническом задание указывается параметр негерметичности защищаемых помещений взятый из Таблицы Д.12 приложения Д и вычис-ляемый по формуле:

— параметр негерметичности помещения, м -1 ; (1)

где: ΣF_н — суммарная площадь проемов, м 2 ;

V_р — расчетный объем защищаемого помещения, м 3 .

Преобразуем вышеописанную формулу (1) для нахождения величины суммарной пло-щади проемов ΣF_н, м 2 по Таблице Д.12:

ΣF_н = V_р δ — суммарная площадь проемов, м 2 . (2)

Выкопировка небольшой части начала Таблицы Д.12 из Приложения Д — «Исходные данные для расчета массы газовых огнетушащих веществ».

Д.12 Значения параметра негерметичности в зависимости от объема защищаемого помещения.

Параметр негерметичности, не более	Объем защищаемого помещения
0,044 м –1	до 10 м 3
0,033 м –1	от 10 до 20 м 3
0,028 м –1	от 20 до 30 м 3
0,022 м –1	от 30 до 50 м 3
0,018 м –1	от 50 до 75 м 3
0,016 м –1	от 75 до 100 м 3
0,014 м –1	от 100 до 150 м 3
0,012 м –1	от 150 до 200 м 3

Возьмем для примера первую строку Таблицы Д.12. В соответствие с расчетом по формуле (2) суммарная площадь проемов для объема 10 м 3 получается равной 0,44 м 2 . Это очень большой открытый проем для помещения с газовым пожаротушением с небольшим объемом. А если брать для расчета в Таблице Д.12 строки с большими объемами помещений, то можем получить открытые проемы до 5 м 2 и более. Это означает что две, три двери в защищаемом помещении постоянно открыты.

И так, реально для расчетов мы имеем два крайних значения параметра площади постоянно открытых проемов. Нулевое значение параметра определяет сто процентное появление клапанов КСИД, а значение параметра, определяемое по Таблице Д.12, требует добавление компенсирующего количества огнетушащего вещества (газа) на утечку через открытые проемы. При этом добавленное гидравлическим расчетом количество газа может составлять в процентном отношении от 7 до 15%, что, в зависимости от типа применяемого огнетушащего вещества весьма ощутимо будет сказываться на бюджете Заказчика, используемого для защиты своих помещений систему газового пожаротушения.

Мы не рассматриваем сейчас вариант, когда объект, подлежащий защите системой газового пожаротушения, имеет строительную готовность, и мы можем точно определиться со значением параметра площади открытых проемов. В большинстве случаев гидравлические расчеты требуются уже на стадии начала строительства.

АСПТ Спецавтоматика разработала для внутреннего пользования вариант таблицы для определения, площади постоянно отрытых проемов при расчетах в программе «Vector». Если Заказчиком в техническом задании (ТЗ) не указано значение параметра площади открытых проемов в защищаемом помещении, то мы используем данные Таблицы 1.

Нет идеально герметичных помещений. Проемы все равно существуют. В каждом помещении есть двери, а иногда присутствуют окна. При выпуске огнетушащего вещества (газа) осуществляется воздействие избыточного давления на площадь двери и окна, что способствует к появлению небольших микрощелей. Остается определиться с ними и посчитать значения.

Количественные данные по постоянно открытым проемам в защищаемом помещении для параметра ΣF_н, м 2 смотри в Таблице 1.

п/п №	Наименование изделия	Постоянно открытые проемы, м 2
1	Одностворчатая дверь, не более	0,021*
2	Двухстворчатая дверь, не более	0,039*
3	Одностворчатое деревянное окно, не более	0,024*
4	Двухстворчатое деревянное окно, не более	0,036*
5	Одностворчатое евроокно, не более	0,016*
6	Двухстворчатое евроокно, не более	0,024*

* Данные в Таблице 1 получены расчетным путем и соответствуют принятой методике гидравлического расчета установок газового пожаротушения в ООО «АСПТ Спецавтоматика».

Суммарную площадь постоянно открытых проемов в защищаемом помещении вычисляем по формуле:

ΣF_д — суммарная площадь постоянно открытых проемов всех дверей (тип двери по Таблице 1 умножается на их количество имеющихся в защищаемом помещении);

ΣF_о — суммарная площадь постоянно открытых проемов всех окон (тип окна по Таблице 1 умножается на их количество имеющихся в защищаемом помещении);

ΣF_инж — суммарная площадь постоянно открытых проемов инженерных систем пожарной автоматики и т.п. (при наличии действующих постоянно открытых проемов в стене, на потолке или в полу данные площади вычисляются отдельно и суммируются);

Кб – коэффициент безопасности (постоянная величина) равный — 1,1.

Рассмотрим теперь вопрос расположения модулей газового пожаротушения на защищаемом объекте, общие требования к трубопроводу и насадкам в свете получения достоверности результатов при выполнении гидравлического расчета. Смотрим выкопировку раздела «8» из СП. 5.13130.2009.

8.8 Сосуды для газового огнетушащего вещества.

8.8.3 Сосуды следует размещать, возможно, ближе к защищаемым помещениям…

8.9 Трубопроводы.

8.9.9 Внутренний объем трубопроводов не должен превышать 80% объема жидкой фазы расчетного количества ГОТВ при температуре 20°С.

Неукоснительное выполнение требований пунктов 8.8.3 и 8.9.9 это залог получения наиболее точного и близкого к оптимальным значениям результата гидравлического расчета.

Рассмотрим влияние длины и диаметра труб коллектора, а также распределительного трубопровода на результаты расчета количества массы огнетушащего вещества и нормативное время выпуска. Рассмотрим в качестве примера автоматизированную установку (объемного) газового пожаротушения (АУГПТ) с подачей газа по нескольким направлениям от централь-ной станции пожаротушения. На РИС-1 дан график функциональной зависимости величин «Vтр» от «Vжг» в соответствии с требованием пункта 8.9.9 свода правил СП 5.13130.2009.

Вычисления производились по формуле:

где: Vтр — внутренний обьем труб аксонометрической схемы, л;

Vжг — объем жидкой фазы расчетного количества ГОТВ (хладон 227еа) при температуре 20°С и рабочем давлении 4.2 МПа, л.

Дополнительная ось на графике РИС-1 это «Мг,кг » — расчетное количество массы ГОТВ (хладон 227еа) при температуре 20°С и рабочем давлении 4.2МПа в килограммах. Расчет производился по формуле:

где: Vжг — объем жидкой фазы расчетного количества ГОТВ (хладон 227еа) при температуре 20°С и рабочем давлении 4.2 МПа, л;

k — коэффициент равный — 1,85, кг/л.

График построен с помощью интерполяции по нескольким расчетным точкам. График является линией раздела между двумя зонами. Условно назовем их зона над графиком и зона под графиком.

В начале гидравлического расчета по программе «Vector» производиться расчет массы огнетушащего вещества необходимого для тушения защищаемого помещения. Затем рисуется аксонометрическая схема трубной разводки от модуля газового пожаротушения до выпускных насадок. Имея результат расчета количества огнетушащего вещества и его значение равное объему жидкой фазы ГОТВ в соответствии с построенным графиком получаем значение «Vтр» внутренний объем труб аксонометрической схемы, который по п. 8.9.9 мы не имеем права превышать.

Возможны два варианта расчета. Первый мы не превысим эту величину в 80% находимся в зоне под графиком и получаем готовый расчет. В случае превышения этой величины программа «Vector» укажет на эту ошибку.

Выход из этой ситуации:

— первое, необходимо размещать оборудование как это требует п. 8.9.3 (сосуды следует размещать, возможно, ближе к защищаемым помещениям…);

— второе, если аксонометрическую схему оптимизировать нельзя, необходимо увеличивать количество огнетушащего вещества «Мг, кг» до тех пор, пока, например, точка «В» (см. РИС-1) не окажется в зоне под графиком. В нашем примере это вместо 555кг. (Хладона 227еа) придется выпускать по этому направлению газового пожаротушения 740кг. В некоторых случаях с использованием автоматической станции пожаротушения, которая находится на первом этаже, а защищаемое помещение находится на 10 этаже и удалено от нее на 80 — 100 метров увеличение количества газа может достигать в несколько раз. Это весьма сложно объяснить Заказчику.

Экономя, Заказчик хочет централизованной станцией автоматического газового пожаро-тушения обеспечить тушение всех направлений ГПТ, а длины и диаметры труб аксономет-рической схемы по зданию, а также получаемое количество газа не дает преимуществ перед модульным пожаротушением. Можно например взять чтобы часть помещений тушилась централизованной автоматической станцией пожаротушения, а удаленные помещения имели модульное пожаротушение.

График функциональной зависимости величин «Vтр» от «Vжг» в соответствии с требованием пункта 8.9.9 свода правил СП 5.13130.2009.

Мы рассмотрели в этой статье наиболее важные и чувствительные параметры, которые оказывают влияние на конечные результаты гидравлических расчетов, выполненных в про-грамме «Vector». Но это еще не все подводные камни, с которыми приходиться встречаться. Реальные объекты, на которых реализуются системы газового пожаротушения, представляют собой великое многообразие трудностей, которые приходиться преодолевать разработчикам. Тем ценней, что развитие возможностей компьютерной техники позволило упростить нам свою работу в этой области. С появлением специализированных программ таких как «Vector» трудозатраты по гидравлическим расчетам сократились в десятки раз и особенно это ценно, когда требуется посчитать для сравнения несколько вариантов одного и того же гидравлического расчета.

Программа «Vector» использует в своих расчетах только оборудование производства ООО «АСПТ Спецавтоматика», которое на сегодняшний день является одним из самых надежных, технически совершенным и оптимальным с точки зрения финансовых затрат.

В нашей организации регулярно проводится бесплатное обучение по программе гидравлических расчетов «Vector», где вы сможете получить наиболее полные ответы на все возникающие вопросы, а также получить любые консультации в области потивопожарной защиты.

Надежность и высокое качество – наш главный приоритет.

Суммарная площадь проемов помещения

Принимаем расчетное значение.

СИТИС-СПН-1. Пожарная нагрузка. Справочник8Удельная приведенная пожарная нагрузка, отнесенная к площади тепловоспринимающей поверхности ограждающих строительных конструкций помещения

кг/м 2Приложение 1 МР 2013см. п.1 Примечаний (под таблицей)9Средняя теплота сгорания пожарной нагрузкиМДж/кгПриложение 1 МР 2013. А также: СИТИС-СПН-1. Пожарная нагрузка. Справочник (Таблица 2)СИТИС-СПН-1. Пожарная нагрузка. Справочник10Удельное количество воздуха, необходимое для полного сгораняи пожарной нагрузким 3 /кгПриложение 1 МР 2013Примечание: в знаменателе деление на 1000 отсутствует, т.к. размерность средней теплоты сгорания пожарной нагрузки дана в МДж/кг11Проемность помещениям 1/2Приложение 1 МР 201312Удельное критическое количество пожарной нагрузкикг/м 2Приложение 1 МР 201313Удельная приведенная пожарная нагрузка, отнесенная к площади пола помещениякг/м 2Приложение 1 МР 2013см. п.2 Примечаний (под таблицей)14Вид объемного пожара—см. столбец Примечания—см. п.3 Примечаний (под таблицей)15Начальная температура воздуха в помещении—С16Начальная температура воздуха в помещенииК17Максимальная среднеобъемная температура в помещениисм. столбец ПримечаниеК18Искомое значение температуры газов, поступающих из горящего помещения в коридорК(15) МР 201319Высота коридора—м20Площадь коридора—м 221Длина коридора—мДлину коридора следует определять как сумму длин условно выделенных и последовательно расположенных участков прямоугольной формы или близкой к ней формы в плане22Предельная толщина дымового слоямПринимается в пределах 0,5 &divide 0,6 высоты коридора в соответствии с МР 2013

В расчетах по умалчанию принимаем 0,55. Иное значение:

23Температура воздуха в коридоре—С24Температура воздуха в коридореК25Средняя температура дымового слояК(16) МР 201326Поправочный коэффициент на тип здания——Принимается: 1 — для жилых зданий; 1,2 — для общественных зданий27Высота двери при выходе из коридора по путям эвакуации—мВысота выходов в свету не менее 1,9 м — п.4.2.5 СП 1.13130.200928Ширина двери при выходе из коридора по путям эвакуации—мШирина двери принимается по большей створке. При ширине большей створки двери менее 0,8 м за ширину двери принимают сумму ширин обеих створокШирины выходов в свету не менее: 0,8 м — п.4.2.5 СП 1.13130.2009; 0,9 м — п 6.2.4 СП 59.13330.201629Площадь двери при выходе из коридора по путям эвакуации—м 230Массовый расход удаляемых непосредственно из коридоров продуктов горениякг/с(17) МР 201331Объемный расход удаляемых непосредственно из коридоров продуктов горения (ориентировочно)м 3 /чАналог формулы (88) МР 2013

Таблица проемности горящего помещения (для п/п 5 и 11)

Примечание: учитываются все проемы в ограждающих строительных конструкциях, в том числе неоткрываемые.

1	2	3	4	5
Количество одинаковых проемов n, шт.
Ширина проема a0i, м
Высота проема h0i, м
Площадь проема A0i, м 2
Площадь n проемов nA0i, м 2
ΣA i, м 2 :

1) В Приложении 1 МР 2013 формула для расчета g_k представлена так:

g_k — удельная приведенная пожарная нагрузка, отнесенная к площади тепловоспринимающей поверхности ограждающих строительных конструкций помещения, кг/м 2 ;

М — масса пожарной нагрузки помещения, кг;

m_i — относительная массовая доля i-го вещества или материала в составе пожарной нагрузки;

Q р _нi — теплота сгорания i-го вещества или материала в составе пожарной нагрузки, МДж/кг;

F_w — суммарная площадь внутренних поверхностей ограждающих строительных конструкций, м 2 ;

A₀ — суммарная площадь проемов помещения, м 2 ;

Q р _нд — теплота сгорания теплота сгорания двевесины, МДж/кг.

Q р _нср — средняя теплота сгорания теплота сгорания пожарной нагрузки, МДж/кг.

В настоящий момент в справочной литературе отсутствует информация по массе пожарной нагрузки для различных типов помещенй.

Плотность пожарной нагрузки (МДж/м2) можно найти в СИТИС-СПН-1 «Пожарная нагрузка. Справочник».

В связи с вышесказанным, выполним преобразование формулы расчета g_k, выполнив замену:

Тогда формула для расчета g_k будет выглядеть следующим образом:

2) В Приложении 1 МР 2013 формула для расчета g₀ представлена так:

g₀ — удельная приведенная пожарная нагрузка, отнесенная к площади пола помещения, кг/м 2 ;

F_f — площадь пола помещения, м 2 ;

Остальные обозначения см. в п.1 Примечаний.

Подставив формулу (см. п.1 Примечаний), получим:

3) По условиям горения пожарной нагрузки объёмные пожары подразделяются на пожары, регулируемые нагрузкой (ПРН), и пожары, регулируемые вентиляцией (ПРВ).

В услових ПРН горение происходит при достаточном количестве воздуха (окислителя) и скорость выгорания (тепловыделения) пожарной нагрузки главным образом зависит от вида, расположения и количества пожарной нагрузки, в меньшей степени — от характера газообмена очага пожара с окружающей средой, и пропорциональна площади горения. При ПРН горение происходит преимущественно в объеме помещения.

Горение пожарной нагрузки в условиях ПРВ происходит при недостатке воздуха, а скорость выгорания пропорциональна количеству поступающего в объем помещения окислителя. При недостатке окислителя в очаге пожара возможно догорание продуктов горения за пределами помещения.

Суммарная площадь проемов помещения

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

К.1 Условные обозначения

V— объем помещения, м 3 ;

S— площадь пола помещения, м 2 ;

А_i — площадь i-го проема помещения, м 2 ;

h_i — высота i-го проема помещения, м;

— суммарная площадь проемов помещения, м 2 ;

— приведенная высота проемов помещения,м;

П— проемность помещения, рассчитывается по формуле (К.1) или (К.2), м 0,5 ;

Р_i — общее количество пожарной нагрузки i-го компонента твердых горючих и трудногорючих материалов, кг;

q — количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади пола, кг/м;

q_кр.к— удельное критическое количество пожарной нагрузки, кг/м 2 ;

q_к — количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади тепловоспринимающих поверхностей помещения, кг/м 2 ;

П_ср — средняя скорость выгорания древесины, кг/(м 2 · мин);

П_срi — средняя скорость выгорания i-го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/м 2 · мин);

— низшая теплота сгорания древесины, МДж/кг;

— низшая теплота сгорания /-го компонента материала пожарной нагрузки, МДж/кг;

e _ф — степень черноты факела;

Т₀ — температура окружающего воздуха, К;

Т_w — температура поверхности конструкции, К;

t — текущее время развития пожара, мин;

t_н.с.п— минимальная продолжительность начальной стадии пожара, мин;

— предельная продолжительность локального пожара при горении ЛВЖ и ГЖ, мин.

К.2 Определение интегральных теплотехнических параметров объемного свободно развивающегося пожара в помещении

К.2.1 Определение вида возможного пожара в помещении

Вычисляется объем помещения V

Рассчитывают проемность помещений П, м 0,5 , объемом V Ј 10 м 3

, (K.1)

для помещений с V > 10м 3

. (К.2)

Из справочной литературы выбирают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала i-й пожарной нагрузки V_0i, нм 3 /кг.

Рассчитывают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки

. (К.3)

Определяют удельное критическое количество пожарной нагрузки q_кр.к кг/м 2 , для кубического помещения объемом V, равным объему исследуемого помещения

. (К.4)

Вычисляют удельное значение пожарной нагрузки q_к, кг/м 2 , для исследуемого помещения

(К.5)

где S— площадь пола помещения, равная V 0,667 .

Сравнивают значения q_к и q_кр.к . Если q_к і q_кр.к , то в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ).

К.2.2 Расчет среднеобъемной температуры

Определяют максимальную среднеобъемную температуру Т_mах

T_max — T₀ = 224 ; (К.6)

для ПРВ в интервале 0,15 Ј t_п Ј 1,22 ч с точностью до 8 % Т_max = 1000 ° С и c точностью до 5 %

(К.7)

где t_п — характерная продолжительность объемного пожара, ч, рассчитываемая по формуле

, (K8)

где n_cр — средняя скорость выгорания древесины, кг/(м 2 · мин);

n_i — средняя скорость выгорания i -го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/(м 2 · мин).

Вычисляют время достижения максимального значения среднеобъемной температуры t_max, мин для ПРН

; (К.9)

где t_п — рассчитывают по формуле (К.8).

Определяют изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре

(К.10)

где Т₀ — начальная среднеобъемная температура, ° С;

t — текущее время, мин.

К.2.3 Расчет средней температуры поверхности перекрытия

Определяют значение максимальной усредненной температуры поверхности перекрытия , ° С

; (К. 11)

для ПРВ с точностью до 8,5 % = 980 ° С, с точностью до 5 %

. (К. 12)

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности перекрытия t_mах, мин

; (К.13)

для ПРВ с точностью до 10 %

Определяют изменение средней температуры поверхности перекрытия

, (К. 14)

где — начальная средняя температура поверхности перекрытия.

К.2.4 Расчет средней температуры поверхности стен

Определяют максимальную усредненную температуру поверхности стен

; (К. 15)

для ПРВ при 0,15 Ј t_п Ј 1,22ч максимальное усредненное значение температуры поверхности стены с точностью до 3,5 % составляет 850 ° С.

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности стен t_mах, мин

(К.17)

Определяют изменение средней температуры стен

, (К. 18)

где — начальная средняя температура поверхности стен.

К.2.5 Расчет плотности эффективного теплового потока в конструкции стен и перекрытия (покрытия)

Определяют максимальную усредненную плотность эффективного теплового потока в строительные конструкции , кВт/м 2 :

для конструкции стен

; (К. 19)

для конструкций перекрытия

; (К.20)

для конструкций стен при 0,8 > t_п > 0,15 ч

; (К.21)

при 1,22 і t_п і 0,8 ч

=15 кВт/м 2 ;

для конструкций перекрытий (покрытий) при 0,8 > t_п > 0,15 ч

; (К.22)

при 1,22 і t_п і 0,8 ч

=17,3 кВт/м 2 ;

Вычисляют время достижения максимальной усредненной плотности теплового потока в конструкции для ПРН и ПРВ:

для конструкций стен

. (К.23)

для конструкций перекрытия (покрытия)

. (К.24)

Определяют изменение средней плотности теплового потока в соответствующие конструкции

. (К.25)

К.2.6 Расчет максимальных значений плотностей тепловых потоков, уходящих из очага пожара через проемы помещения, расположенные на одном уровне, при ПРВ

Максимальную плотность теплового потока с продуктами горения, уходящими через проемы, рассчитывают по формуле

. (К.26)

К.3 Расчет температурного режима в помещении с учетом начальной стадии пожара при горении твердых горючих и трудногорючих материалов

К.3.1 По данным пожарно-технического обследования или проектной документации определяют:

— объем помещения V;

— площадь проемов помещения А_i;

— общее количество пожарной нагрузки каждого вида горючего твердого материала Р_i;

— приведенную высоту проемов h;

— высоту помещения h;

— общее количество пожарной нагрузки, приведенное к древесине, Р.

К.3.2 По результатам экспериментальных исследований в соответствии с объемом помещения V и пожарной нагрузкой q определяют минимальную продолжительность начальной стадии пожара (НСП) t_НСП. Времени окончания НСП соответствует температура Т_в.

К. 3.3 Рассчитывают температурный режим развитой стадии пожара.

К. 3.4 По результатам расчета температурного режима строят зависимость среднеобъемной температуры в помещении в координатах температура — время так, чтобы значению температуры Т_в на восходящей ветви соответствовало значение t_НСП.

К.3.5 Определяют изменение среднеобъемной температуры в начальной стадии пожара

где Т_НСП — среднеобъемная температура в момент окончания НСП.

Среднее значение Т_НСП горении пожарной нагрузки из твердых органических материалов принимается равным 250 ° С.

Пример — Определение температурного режима пожара в помещении промышленного здания с учетом начальной стадии.

Данные для расчета

Площадь пола S = 2340 м 2 , объем помещения V= 14040 м 3 , площадь проемов А = 167 м 2 , высота проемов h = 2,89 м. Общее количество пожарной нагрузки, приведенное к древесине, составляет 4,68 · 10 4 кг, что соответствует пожарной нагрузке q = 20 кг/м 2 .

Расчет По результатам экспериментальных исследований продолжительность начальной стадии пожара:

Температура общей вспышки в помещении:

Изменение температуры в начальной стадии пожара:

м 0,5 .

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки:

м 3 /кг

Удельное критическое количество пожарной нагрузки:

Удельное количество пожарной нагрузки:

кг/м 2 .

Из сравнения q_к и q_кп.к получается, что

Следовательно, в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией.

Максимальная среднеобъемная температура на стадии объемного пожара:

К.

Характерная продолжительность пожара:

ч.

Время достижения максимальной среднеобъемной температуры:

Изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре:

;

Изменение среднеобъемной температуры при пожаре с учетом начальной стадии пожара в помещении объемом V = 14040 м 3 , проемностью П= 0,12 м 0,5 , с пожарной нагрузкой, приведенной к древесине в количестве 20 кг/м 2 , представлен на рисунке К.1:

Рисунок К.1 — Изменение среднеобъемной температуры по времени с учетом начальной стадии пожара

ОТДЕЛ 1.4 ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
мкр. ВНИИПО, д. 12, г. Балашиха, Московская обл., 143903
Тел. (495) 524-82-21, 521-83-70 тел./факс (495) 529-75-19
E-mail: nsis@pojtest.ru

Материалы сборника могут быть использованы только с разрешения ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
© ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, 2009 Все права защищены

🔥 Видео