Пожарная безопасность в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЧС России

Уральский институт государственной противопожарной службы

Контрольная работа

Пожарная безопасность в строительстве



1. Пожарные секции. Принципы деления пожарных отсеков на секции и отдельные помещения. Нормирование секций. Требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям пожарных отсеков и секций

пожарный отсек горючий изоляция

Под пожарной секцией следует понимать группу помещений (отдельное помещение), выделенную в объеме пожарного отсека п/п преградами с целью предупреждения пожара, повышения уровня безопасности находящихся в зданиях людей, лучшей организации процесса эвакуации их в случае возможного пожара и обеспечение успешного тушения пожара, в пределах которой размещается родственные по функциональному назначению, пожарной опасности или по роду применяемых средств тушения процессы.

Принципы деления пожарных отсеков на секции:

- разделение различных по пожарной опасности процессов;

- разделение процессов изоляции помещений по функциональному назначению;

- изоляция помещений с открытым выделением тепла или искр от взрыво- и пожароопасных помещений;

- разделение процессов или мест хранения материальных ценностей по роду применяемых огнегасительных веществ;

- изоляция помещений с массовым пребыванием людей от взрывопожароопасных помещений;

- изоляция взрывоопасных процессов от помещений с электрооборудованием общепромышленного исполнения;

- изоляция процессов и мест хранения материалов, способных выделять при хранении или нормальных условиях особо вредные вещества;

- изоляция помещений с особо ценными материалами и оборудованием.

Нормирование секций. Производственные здания. Противопожарные секции с ненормируемой площадью. Для выделения противопожарных секций в пределах зданий и этажей в проектной практике и при нормировании сложились определенные принципы.

Выделение противопожарных секций или разделение здания на секции преследует цель разграничения различных по пожарной опасности или функциональному назначению процессов. Этот принцип распространяется на здания любого назначения. Так например, в производственных зданиях процессы, относимые по пожарной опасности к категории А, отделяются от других менее опасных процессов. Этим решением исключается возможность распространения выделяющихся вредностей и взрывоопасных смесей на соседние помещения.

Процессы с тепловыми источниками обязательно отделяются от пожаро- и взрывоопасных процессов. Опыт показывает, что не только процессы с тепловыми источниками, но даже помещения с электрооборудованием нормального использования являлись причиной взрывов. Электрооборудование нормального исполнения (рубильники, выключатели, двигатели, электроосветительная арматура и др.) является источником искрений или местного нагрева, достаточным для воспламенения взрывчатой смеси. Были случаи затекания смеси в водонасосные станции, бытовые помещения, трансформаторные, помещения КИП, электрощитовые и так далее с последующим взрывом. Поэтому при проектировании предприятий химической и нефтехимической промышленности помещения с электрооборудованием нормального исполнения, как правило, изолируют от взрывоопасных процессов. По этой же причине подсобно-вспомогательные операции, административно-бытовые помещения на предприятиях химической и нефтехимической промышленности выносят в самостоятельные здания, размещаемые за пределами зоны взрывоопасности.

Следующим очень важным планировочным принципом является защита людей от последствий взрыва. Опыт показывает, что при взрывах в производственных зданиях наносится ущерб и помещениям, размещаемым за капитальными стенами. Поэтому помещения с постоянным пребыванием людей выносятся за пределы взрывоопасных процессов и самостоятельные здания или размещаются в пристройках с отделением от них вставкой шириной не менее 6 м. В пределах вставки размещаются подсобно-вспомогательные операции, безопасные в пожарном отношении, а сама вставка отделяется от смежных взрывоопасных цехов капитальными стенами.

Необходимо указать на размещение процессов, связанных с обращением или хранением значительного количества горючих веществ в пределах производственных зданий. Как правило, такие операции изолируют от основных производственных процессов, при этом ограничивают количество хранимых или обращающихся в производстве веществ. Нормы проектирования складов нефти и нефтепродуктов, например, не разрешают пристраивать склады легковоспламеняющихся и горючих жидкостей к производственным зданиям, а промежуточные склады ЛВЖ допускаются лишь при условии, что они размещаются в небольших помещениях, отделенных от соседних помещении противопожарными перегородками и перекрытиями с самостоятельным выходом наружу. При этом емкость таких складов не превышает 30 м³ ЛВЖ н 150 м³ ГЖ.

Рис. 1. Принципиальная схема членения производственного здании на секции



Рис. 2 Схема устройства тамбуров-шлюзов

а -- тамбур-шлюз при входе в шахту лифта во взрывоопасном производственном здании; б -- различные варианты тамбур-шлюзов, отделяющих взрывоопасное помещение от помещений с электрооборудованием нормального исполнения; в -- тамбур-шлюз при входе в лестничную клетку взрывоопасного помещения; / -- тамбур-шлюз; 2 -- противопожарная степа или перегородка; 3 -- двери; 4 -- противопожарные перегородки

Принципиальная схема размещения различных производственных и вспомогательных операций приведена на рис. 1.

Как видно из рис. 1, вспомогательные помещения отделены от взрывоопасного 6-метровой вставкой. Переход от вспомогательных помещении во взрывоопасное осуществляется через коридор с тамбурами-шлюзами 3. Тамбуры-шлюзы оборудуются приточной вентиляцией с подпором воздуха 20 Па (2 кгс/м^!).

Склад твердых горючих веществ отделен от производственного помещения противопожарной газонепроницаемой стеной 10. Трансформаторная подстанция 6 находится в изолированном помещении. При этом, согласно ПУЭ, между проемами трансформаторной подстанции или других помещении с электрооборудованием нормального исполнения и проемами взрывопожаро-опасных помещений должен быть участок глухой стены, длиной не менее 10 м (ПУЭ, табл. VII-3-56).

В связи с повышенной опасностью компрессорных и насосных сжиженных газов, а также горючих газов, масса которых тяжелее воздуха, не допускается их блокировать с электроподстанциями, распределительными устройствами и распределительными пунктами.

Еще более жесткие требования предъявляются к размещению вспомогательных помещений и других помещений с нормальным электрооборудованием на открытых установках. Вход в шахты лифтов во взрывопожароопасных помещениях осуществляется через двойной тамбур--шлюз с подпором воздуха, как это показано на рис. 2.

При необходимости противопожарные секции подвергают членению на помещения по признаку применения разнородных средств пожаротушении, а иногда и по ценности хранимых материалов и оборудования. Известно, например, что тушить карбид кальция водой нельзя. Поэтому, как правило, карбид кальция размещают в отдельных изолированных секциях или помещениях. По этой же причине изолируют помещения, связанные с хранением кислот.

Для ценного оборудования или материалов с особым или противопожарным режимом хранения тоже выделяют 'отдельные, изолированные несгораемыми ограждениями секции.

Процессы производства, связанные с выделением токсических веществ или с особой взрывчатостью, изолируются в отдельные кабины. Процессы в таких кабинах управляются и регулируются автоматически.

В тех случаях, когда приняты эффективные меры, предотвращающие возможность возникновения пожара и исключающие его распространение, членение отсека на секции не требуется.

Секции с нормируемой площадью. В производственных зданиях секции нормируют для складских помещений, а в большинстве случаев необходимость устройства секции решается в каждом отдельном случае в зависимости от требований технологии санитарии и пожарной безопасности.

Требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям пожарных отсеков и секций.

Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков должна устанавливаться в зависимости от их этажности, класса функциональной пожарной опасности, площади пожарного отсека и пожарной опасности происходящих в них технологических процессов.

Пределы огнестойкости строительных конструкций должны соответствовать принятой степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков.

Класс конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков должен устанавливаться в зависимости от их этажности, класса функциональной пожарной опасности, площади пожарного отсека и пожарной опасности происходящих в них технологических процессов.

Класс пожарной опасности строительных конструкций должен соответствовать принятому классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков. Пожарная опасность заполнения проемов в ограждающих конструкциях зданий, сооружений, строений (дверей, ворот, окон и люков) не нормируется, за исключением проемов в противопожарных преградах.

Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

Противопожарные стены должны возводиться на всю высоту здания, сооружения, строения и обеспечивать нераспространение пожара в смежный пожарный отсек, в том числе при одностороннем обрушении конструкций здания, сооружения, строения со стороны очага пожара.

Места сопряжения противопожарных стен, перекрытий и перегородок с другими ограждающими конструкциями здания, сооружения, строения, пожарного отсека должны иметь предел огнестойкости не менее предела огнестойкости сопрягаемых преград.

Конструктивное исполнение мест сопряжения противопожарных стен с другими стенами зданий, сооружений и строений должно исключать возможность распространения пожара в обход этих преград.

Окна в противопожарных преградах должны быть неоткрывающимися, а противопожарные двери и ворота должны иметь устройства для самозакрывания. Противопожарные двери, ворота, шторы, люки и клапаны, которые могут эксплуатироваться в открытом положении, должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими их автоматическое закрывание при пожаре.

Общая площадь проемов в противопожарных преградах не должна превышать 25 процентов их площади.

В противопожарных преградах, отделяющих помещения категорий А и Б от помещений других категорий, коридоров, лестничных клеток и лифтовых холлов, должны быть предусмотрены тамбур-шлюзы с постоянным подпором воздуха. Устройство общих тамбур-шлюзов для двух и более смежных помещений категорий А и Б не допускается.

При невозможности устройства тамбур-шлюзов в противопожарных преградах, отделяющих помещения категорий А и Б от других помещений, или противопожарных дверей, ворот, штор, люков и клапанов в противопожарных преградах, отделяющих помещения категории В от других помещений, следует предусматривать комплекс мероприятий по предотвращению распространения пожара на смежные этажи и в смежные помещения.

В проемах противопожарных преград, которые не могут закрываться противопожарными дверями или воротами, для сообщения между смежными помещениями категории В или Г и помещениями категории Д должно быть предусмотрено устройство открытых тамбуров, оборудованных установками автоматического пожаротушения, или должны быть установлены вместо дверей и ворот противопожарные шторы, экраны. Ограждающие конструкции этих тамбуров должны быть противопожарными.



2. Задачи

Задача 1

Определить предел огнестойкости противопожарного занавеса по прогреву теплоизоляции, которая состоит из двух слоев (см. рис. 1). Первый слой (со стороны обогрева) выполнен из вулканита плотностью 400 кг/м3, а второй слой - из совелита плотностью 400 кг/м3. Толщина слоев приведена в табл. 1.

Таблица 1

Номер варианта	Толщина д, мм
	1-го слоя	2-го слоя
3	50	50

Рис. 1

Решение.

В соответствии с требованиями норм [19] температура на поверхности каркаса занавеса tкр через 1 ч с момента начала пожара на сцене не должна превышать 180 °С. При этой температура среды с обогреваемой стороны занавеса изменяется по «стандартному» режиму.

Определяем теплофизические параметры теплоизоляции.

Определим температуру обогреваемой поверхности теплоизоляции занавеса t_оп через ф = 1 ч «стандартного» режима пожара:

где t_н - начальная температура, t_н=20⁰С

k - коэффициент, зависящий от объемной массы сухого материала k = 0.488 ч^0,5.

Для определения коэффициента k необходимо знать приведенную плотность теплоизоляции

где P_t1 - объемная масса вулканита с учетом поправки на температуру,

P_t2 - объемная масса совелита с учетом поправки на температуру,

P_t1=0.95*400=380.0кг/м³ P_t2=0.95*400=380.0кг/м³

Значению аргумента

соответствует по приложению 6 значение функции ertA=0.2911

Средняя температура теплоизоляции:



Коэффициент теплопроводности вулканита:

Коэффициент теплопроводности совелита:

Приведенный коэффициент теплопроводности:

Удельная теплоемкость вулканита и совелита:

C_t1 = C_t2 = 0.84*(1+0.0005*t_cp) = 0.84*(1+0.0005*535.97) = 1.0651 кДж/(кг*⁰С)

Приведенная удельная теплоемкость:

Приведенный коэффициент температуропроводности:



Разбиваем сечение теплоизоляции занавеса на n-e количество расчетных слоев и определяем расчетный интервал времени Дф

n=4

Определяем температуру на обогреваемой поверхности tоп и в слоях.

При

А=0,6638

ф₃ = 20 ⁰C и ф₄ = 20 ⁰C

При

, тогда erfA=0.4851



ф₃ = 20 ⁰C и ф₄ = 20 ⁰C

,ч	tОП,0С	Температура в слоях теплоизоляции,0С
0,000	20,000	20,000	20,000	20,000	20,000
0,133	425,9	20,000	20,000	20,000	20,000
0,266	653,33	222,95	20,000	20,000	20,000
0,400	745,331	336,67	121,475	20,000	20,000
0,530	809,906	382,66	178,335	70,741	41,023
0,650	844,469	494,121	223,703	109,677	67,274
0,787	1119,792	603,297	256,751	103,463	61,326
0,918	1273,117	705,363	302,322	120,624	69,882
1,048	1426,441	807,429	347,894	137,784	78,437
1,179	1579,766	909,494	393,465	154,944	86,992
1,31	1733,091	1011,56	439,036	172,104	95,548
1,44	1886,415	1113,626	484,608	189,264	104,103
1,571	2039,74	1215,692	530,179	206,425	112,659
1,702	2193,065	1317,758	575,7507	223,585	121,214

При

, тогда erfA=0.4103



ф₃ = 20 ⁰C и ф₄ = 20 ⁰C

При

, тогда erfA=0.3578

ф₃ = (t _{ф- Дф.2} + t _{ф- Дф.4} )/2 = (121,475+20)/2 = 70,74 ⁰C

Так как в предпоследнем (третьем) расчетном слое температура превысила значение t_н = 20 °С, то температуру на необогреваемой поверхности (четвертый слой) определяем с учетом коэффициента теплоотдачи а, т. е.



тогда

При

тогда и

t₄ = 109,677-(109,677-41,02)· (0.025/0.132) / (0.025/0.132+1/8,53) = =67,28 °C

где а = 6,4+0,052·41,02=8,53 Вт/(м²·°С),

г_t2 = 0.079·[1+0.00126·(70,74+41,02)/2]= 0.0845 Вт/(м·°С).

Расчет проводим до момента времени, когда на не обогреваемой поверхности установится =121,294⁰С предел огнестойкости занавеса составляет более 1 ч, что соответствует требованиям пожарной безопасности.

Задача 2

Рассчитать противопожарный разрыв между зданиями, расположенными параллельно друг другу

Дано:

Таблица 1

Вариант	Степень огнестой-кости здания	Длина остек-ленной части фасада здания, м	Высота остекле-ния, h ост, м	?Fост	Категория производ-ства зда-ния	Время до введения сил и средств, мин	хл, м	qи, кВт	qдоп, кВт
				Fи.ф			мин	м2	м2
3	II	45	5,8	0,90	В	15	1.0	155	12.0

Определяем форму и размеры пламени:

Длина пламени:

Высота пламени:



Задаемся размером противопожарного разрыва: r₁=18.0м

Коэффициент облученности:

Падающий тепловой поток при r₁=18.0м

Зададимся размером противопожарного разрыва, равным r₂ = 20 м, тогда

Падающий тепловой поток при r₂ = 20 м составит

q_пад2 = 0,056·155 = 8,68 кВт/м² < q_доп = 12 кВт/м².

Построим график зависимости



Итак, за рекомендуемое значение противопожарного разрыва между двумя зданиями принимается большее значение из двух, т.е. 20м

Задача 3

Определить необходимое время эвакуации людей по условию достижения критической температуры из производственного здания, в котором обращаются ЛВЖ и ГЖ. Начальная температура t₀ = 20 °С. Рабочая зона работающих расположена на отметке h = 1.8 м. Коэффициент теплопотерь ц = 0.75, коэффициент полноты горения з = 0,5, удельная изобарная теплоемкость С_р = 1,32 кДж/(кг·К). Высота этажа Н = 6 м. Остальные исходные данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

Вариант	Объем помещения V, м3	Площадь горения Fгор, м2	Удельная массовая скорость выгорания шF, кг/(м2·с)	Низшая теплота сгорания Q, мДж/кг
3	20000	100	0,0100	35,00

Решение.

А = ш _F F _гор = 0,0100·100 = 1 кг/с;

Z = (h/H) exp (1.4 h/H) = (1.8/6) exp (1.4·1.8/6) = 0,457.

n=1



Задача 4

Определить необходимое время эвакуации людей по снижению концентрации кислорода из производственного помещения, в котором обращаются ЛВЖ и ГЖ. Высота этажа Н = 4 м. Рабочая зона работающих расположена на отметке h = 1.8 м. Коэффициент теплопотерь ц = 0.75, коэффициент полноты горения з = 0,5, удельная изобарная теплоемкость С_р = 1,32 кД ж/(кг·К). Остальные исходные данные приведены в табл. 3.

Таблица 3

Вариант	Объем помещения V, м3	Площадь горения Fгор, м2	Удельная массовая скорость выгорания шF, кг/(м2·с)	Расход О2 на сгорание 1 кг в-ва L02, кг/кг	Низшая теплота сгорания Q, мДж/кг
3	6000	60	0,0100	21,04	35,00

Решение:

А = ш _F F _гор = 0,0100·60 = 0.6 при этом n = 1,

Z = (h/H) exp (1.4 h/H) = (1.8/4) exp (1.4·1.8/4) = 0,450.



Задача 5

Определить расчетное (фактическое) время эвакуации людей из зрительного зала, принципиальная планировка которого приведена на рис. 1. Ширина прохода между рядами 0,5 м, расстояние между спинками кресел 1 м и ширина кресла 0,5 м, зрители в зале находятся без зимней одежды. Вид пути принять горизонтальным. Остальные исходные данные приведены в табл. 4.

Таблица 4

Вари-ант	Ширина прохода, м	Количество рядов	Количество мест в ряду	Ширина двери ддв, м
	д1	д2	д3	д4	m1	m2	n1	n2
3	1.2	1.6	1.8	2.1	10	5	16	15	1.8



Рис. 1. Схемы планировочных решений залов с разбивкой их на блоки (секции) мест: а - в залах без поперечного прохода; б - в залах с поперечным проходом



Рис. 2. Расчетная схема планировки зрительного зала

Участок 1 (начальный участок):

Плотность людского потока



где N₁ - количество мест в ряду;

f - средняя площадь горизонтальной проекций человека, м²/чел

l₁ - длина участка, м;

д₁ - ширина участка, м.

Определяем скорость и интенсивность движения людского потока.

При D₁ - 2 м²/м² , х₁ = 60 м/мин и q₁ = 12 м/мин.

Так как q₁ < q _max = 16.5 м/мин, то расчетное время эвакуации людей с первого участка составит

ф₁ = (l₁ + д_а /2)/ х₁ = (5+1,8/2)/60 = 0,983 мин.

Участок 2 (слияние двух потоков):

Интенсивность движения при слиянии двух начальных потоков составит

q₂ = (2 q₁ д₁)/ д₂ = (2·12·1)/1.8 = 13.3 м/мин,

где д_а = д₂ = 1,8 м - ширина продольного прохода.

Так как q₂ < q _max то при q₂ = 13,3 м/мин, х ₂ = 51,77 м/мин

ф₂ = (l₁+д₁/2)/ х ₂ = (0.4+1.0/2)/51.77 = 0.0174,

где l₂ - глубина кресла, м;

д₁ - ширина прохода между сценой и 1-м рядом, м.

Участок 3 (слияние трех потоков):

Интенсивность движения при этом равна

q₃ = (q₂ д₂+ 2q_р д_р)/ д₃



где q_р - интенсивность движения людского потока в проходе между рядами, м/мин; д_р - ширина прохода между рядами, м.

Проходы между рядами кресел следует рассматривать как начальные участки. Интенсивность движения в них определяется по плотности людского потока в проходе, т.е.

где N_p - количество человек в ряду;

l_p - длина ряда, м.

Интенсивность движения людей в проходе определим но таблице прил. 10. зная D_p = 0.33 м²/м², q_р = 14.67 м/мин < q _max = 16,5 м/мин.

Тогда

q₃ = (13,3·1,8+2·14,67·0,6)/1,8 = 23,08 м/мин

Так как q₃ > q _max = 16,5 м/мин, то возможны два варианта:

а) при организации движения без задержек определяется требуемая ширина продольного прохода на участке

q^тр = (q₂ д₂+ 2q_р д_р)/ р_max = (13,3·1,8+2·14,67·0,6)/16,5 = 2,52 м.

Слияние людских потоков на последующих участках требует постоянного увеличения их ширины, что в условиях зрелищного учреждения нереально.

б) при организации движения с задержками определяется время задержки движения людей на участке



где N₃ - количество людей на участке.

Время прохождения людьми этого участка со скоростью х_пр = 15 м/мин при D ₃ ? 0.9 м²/м² будет равно

ф ₃ = l ₃ /х _пр = 0,9/15 = 0,06 мин,

где l ₃ - длина участка, равная расстоянию между спинками кресел, м;

х _пр - скорость движения по горизонтальному участку при D ? 0.9 м²/м²

На всех последующих участках при неизменной ширине продольного прохода увеличивается количество людей, поэтому определим максимальную задержку в продольном проходе и время прохождения людьми участков:

где N₉ - количество людей в восьми рядах зала; q₈ = q_пр - интенсивность движения людей при D ? 0.9 м²/м² так как на предыдущем участке также была задержка движения людей.

ф_4-9 = l_4-9 / х_пр = 6·0,9/15 = 0,36 мин.



Участок 10 (слияние двух начальных потоков):

q₁₀ = 2 q_р д_р/ д₁₀ = (2·14,67·0,6)/1,8 = 9,87 м/мин,

В связи с тем, что наиболее удаленная точка в блоке находится в первом ряду, а ширина продольных проходов и количество мест в рядах одинаковые, то время прохождения участков можно не определять.

Участок 11 (слияние трех потоков):

q₁₁ = (q₁₀ д₁₀+ 2 q_р д_р)/ д₁₁ = (9,87·1,8+2·14,67·0,6)/1,8 = 19,56 м/мин,

так как q₁₁ = 19,56 > q _max = 16,5 м/ми, т. е. на участке образуется задержка и движение по нему возможно только при D ? 0.9 м²/м² и q₁₁ = q_пр = 13,5 м/мин. Так как ширина продольного прохода по всей длине одинакова, а на каждом последующем участке увеличивается количество людей, то и на участке 13 движение будет возможным только при D ? 0.9 м²/м² т. е. q₁₃ = q_пр = 13,5 м/мин.

Участок 14 (начальный участок):

а q₁₄ = 6,29 мин.

Участок 15 (слияние трех потоков):

q₁₅ = (q₉д₉ + q₁₃ д₁₃ + q₁₄ д₁₄)/ д₁₅ = (13,5·1,8+13,5·1,8+6,29·2,8)/2,8 = 23,65 м/мин,

Так как q₁₅ > q_max, то на участке образуется задержка



движение по участку возможно только при D ? 0.9 м²/м² , тогда

ф₁₅ = (l₁₅ + д_б /2+ д_а/2)/ х_пр = (5+2,8/2+1,8/2)/15 = 0,4876 мин.

Участок 16 (дверной проем):

q_дв = q₁₅ д₁₅/ д_дв= 13,5·2,8/2 = 18,9 м/мин,

Так как q_дв = 18,9 м/мин < q_{max дв.} = 19,6 м/мин, то задержки движения в проеме нет.

Тогда время эвакуации из блока составит

ф_р1 = ф₁ + ф₂ + ф₃ + ф_4-9 + ф₁₅ + ?ф₁₅ = 0,0983+0,0174+0,06+0,36+0,4867+0,2952 = 1,3176 мин,

где ?ф₁₅ - максимальная задержка на всем пути движения от наиболее удаленной точки блока до выхода из зала.

Б. 2 блок (ряды 14-16).

Наиболее удаленная точка блока - это места 21 или 40 в 14 ряду.

Участок 14 (начальный участок):

Параметры движения потока на начальных участках аналогичны параметрам начального участка между рядами 1-го блока, т.е. q_р = 14,67 м/мин и х_р = 44,9 м/мин, тогда время движения по участку составит



ф ₁₄ = l _р /х _р = 5/44,9 = 0,1114 мин.

Участок 17 (слияние двух начальных участков):

q₁₇ = 2 q_р д_р/ д₁₇ = 2·14,67·0,6/1,8 = 9,78 м/мин.

В соответствии с этим значением х₁₇ = 71.1 м/мин. Тогда

ф ₁₇ = l ₁₇ /х ₁₇ = 0,9/71,1 = 0,0127 мин.

Участок 18 (слияние трех потоков):

Этот участок аналогичен участку 11, на котором q₁₁ = q₁₈ = 19.56 м/мин > 16,5 м/мин, т. е. необходимо определить максимальную задержку в этом проходе на участке 19:

и время прохождения этого участка

ф _18-19 = l _18-19 /х _пр = (0,9+0,9)/15 = 0,12 мин

Участок 20 (дверной проем):

q₂₀ = q₁₉д₁₉/ д₂₀ = 13,5·1,8/1,6 = 15,2 м/мин,

т.е. задержки в дверном проеме нет.

Тогда время эвакуации из блока составит

ф_р2 = ф₁₄ + ф₁₇ + ф_18-19 + ф_4-9 + ?ф₁₉ = 0,1114+0,0127+0,12+0,1037 = 0,3478 мин,

Задача 6

Произвести аэродинамический расчет вытяжной вентиляционной системы, подобрать вентилятор и электродвигатель.

Воздуховоды системы выполнены круглыми из листовой стали. Удаляемой средой является воздух. Значения расхода воздуха L, м³/ч, диаметра d, мм, и длины 1, м, для каждого участка системы принимаются из табл. 6 по сумме предпоследней и последней цифр номера зачетной книжки (номеру в журнале). При определении коэффициентов местных сопротивлений использовать данные из примера расчета. Значения коэффициента, учитывающего шероховатость стенок воздуховодов в_ш принимать по табл. 7 по последней цифре номера зачетной книжки (номеру группы).

Таблица 6

Вариант	Исходные данные	Номер участка вентиляционной системы
		1	2	3	4	5	6	7	8
3	L l d	1500 7 200	2501 6 250	5002 5 355	5002 4 400	1001 11 225	1001 12 225	1500 10 280	2501 8 315

Таблица 7

Вариант	3
Вш	1,1

Для участка 1:

Вход трубы с сеткой

Отвод воздуховода круглого сечения на 90⁰ при

(количество отводов - 2шт.) Вытяжной тройник - проход при

Всего на участке 1

Для участка 2:

Отвод воздуха круглого сечения на 90⁰ при

Вытяжной тройник - проход при

Всего на участке 2

Для участка 3

Местных сопротивлений на участке нет.

Перед вентилятором может быть установят конический диффузор

При

(диаметр участка перед вентилятором примерно равен диаметру всасывающего патрубка вентилятора)

Для участка 4.

Вытяжная шахта с зонтом



Для участка 5.

Вход в трубу с сеткой

Отвод воздуховода круглого сечения на 90⁰ при

Вытяжной тройник - проход при

Всего на участке 5

Для участка 6.

Вход в трубу с сеткой

Отвод воздуховода круглого сечения на 90⁰ при

Вытяжной тройник - проход при

Всего на участке 6

Для участка 7.

Вход в трубу с сеткой

Отвод воздуховода круглого сечения на 90⁰ при

Вытяжной тройник - проход при



Всего на участке 7

Для участка 8

Вытяжной тройник - проход при

Аэродинамический расчет системы вентиляции

№ участка	Расход воздуха Q м3/ч	Длина участка l, м	Диаметр воздуха вода d, м	Скорость воздуха v, м/с	Потери на 1 м длины участка R, Па/м	Коэффициент учитывающий шероховатость стенок канала в	Потери на трение Rвl	Сумма коэффициентов местных сопротивлений Уж	Динамическое давление Pд, Па	Потери на местных сопротивлениях Pм, Па	Потери давления на участке Rвl+pм, Па
1	1500	7	200	10,93	6,96	1,20	41,76	2,42	71,64	173,51	215,27
2	2501	6	250	13,99	8,30	1,20	29,87	0,82	117,37	96,80	126,67
3	5002	5	355	14,67	6,97	1,20	66,87	0,00	129,13	0,00	66,87
4	5002	4	400	11,59	3,95	1,20	33,21	1,00	80,62	80,62	113,83
5	1001	11	225	8,85	4,20	1,20	30,25	2,21	47,00	103,97	134,22
6	1001	12	225	4,42	1,22	1,20	11,70	1,60	11,73	18,80	30,50
7	1500	10	280	4,24	0,86	1,20	9,32	1,91	10,81	20,63	29,94
8	2501	8	315	5,64	1,25	1,20	8,98	2,00	19,08	38,10	47,09

Проверяем уязвимость сети:

Потери давления на участке 5 должны быть равны потерям давления на участке 1 (расхождение не должно превышать 10%). Фактическое расхождение составляет:

Следовательно, на участке 5 необходимо установить диафрагму с острыми краями.

Определяем коэффициент местного сопротивления

при

Тогда диаметр диафрагмы d₀:

Потери давления на участке 7 должны быть равны потерям давления на участках 1 и 2. Фактическое расхождение составляет:

Потери давления на участках 6 и 8 должны быть равны потерям давления на участках 1 и 2. Фактическое расхождение составляет:



При

Тогда диаметр диафрагмы d₀:

Подбираем вентилятор и электродвигатель.

Определяем расчетный расход воздуха:

Рассчитываем давление, создаваемое вентилятором:

Для перемещения нормальной среды (воздух с температурой не более 80⁰С и содержащего не более 100мг/м³ твердых примесей) принимаем центробежный вентилятор Ц4-70 общего назначения.

Определяем потребляемую мощность на валу электродвигателя:

Определяем установочную мощность электродвигателя. Коэффициент запаса принимаем равным 1,5.

Р_уст=1,5*Р_э=1,5*0,80=1,19кВт

К установке подбираем типоразмер электродвигателя 4А 100L6 мощностью 2,20 кВт с частотой вращения 949 об/мин



Задача 7

Рассчитать производительность вентилятора и требуемый подпор воздуха для незадымляемой лестничной клетки 2-го типа жилого здания повышенной этажности (рассечки нет). Лестничная клетка имеет естественное освещение. Площадь окна в ней на каждом этаже F_ок - 1.3 м², а его воздухопроницаемость равна I_ок = 0,0075 кг/(с·м·Па^0.5). Температура воздуха в здании t_в = 18 ⁰С. Площадь лестничной клетки F_лк = 12 м². Отметка уровня земли составляет -0,5 м, отметка уровня входа и пола 1-го этажа ±0,0 м, высота 1-го этажа 4 м, высота каждого из вышерасположенных этажей Н_эт = З м. Выход из лестничной клетки на отметке ±0,0 осуществляется через две последовательно расположенные двери с размерами створки b_двxh_дв =0,6·2м. Воздухопроницаемость дверей принять по примеру расчета. Площадь клапана, подающего воздух в лестничную клетку, f_клI = 1,2 м². Остальные исходные данные приведены в табл. 8

Таблица 7

Вариант	Этажность здания N	Отметка уровня воздухозабора hвз, м	Скорость ветра хв,м/с	Температура наружного воздуха tн.°C	'Размеры поэтажных дверных проемов bд.вxhдв,. м
3	14	+48	1,1	-20	0.9·2.0

Расчетный уровень	hпр, i м	Па	Vв,i, м/с	Рп.i, Па	Рн.1, Па	Рв.1, Па	DРр.i, Па	Gдв. кг/с	Gщ.дв., i, кг/с	Gщ. о., i, кг/с
вход	2	4.47	1.80	1.44			15.50	6.98
1 этаж	4	8.94	1.85	1.53	2.04	11.49	20.51		0.01	0.05
2 этаж	7	6.70	1.83	1.48			17.50		0.01	0.04
3 этаж	10	22.34	2.00	1.78			34.68		0.01	0.06
4 этаж	13	29.05	2.06	1.89			40.85		0.01	0.06
5 этаж	16	35.75	2.12	1.99			47.05		0.01	0.07
6 этаж	19	42.45	2.16	2.08			53.3		0.01	0.07
7 этаж	22	49.15	2.21	2.17			59.57		0.02	0.08
8 этаж	25	55.86	2.25	2.25			65.88		0.02	0.08
9 этаж	28	62.56	2.29	2.33			72.21		0.02	0.08
10 этаж	31	69.26	2.32	2.40			78.57		0.02	0.09
11 этаж	34	75.97	2.35	2.46			84.95		0.02	0.09
12 этаж	37	82.67	2.38	2.52			91.35		0.03	0.09
13 этаж	40	89.37	2.41	2.58			97.77		0.03	0.10
14 этаж	43	98.05	2.43	2.64			106.97		0.03	0.11
Уровень воздухо-обмена	48	106.00	2.47	2.69			114.86			0.12
Всего:								6.98	0.25	1.28
Итого:										8.51

Где g*h_{пр ,i} - геометрическая высота этажа здания;

- гравитационное давление,

- плотность воздуха при температуре,

- плотность воздуха при температуре,

hVв, i - расчетная скорость ветра,

- нормативная скорость ветра,

Рп.i - наружное ветровое давление по высоте лестничной клетки с подветренной стороны,



- наружное ветровое давление с наветренной стороны на уровне первого этажа

- давление, создаваемое вентилятором на уровне первого этажа лестничной клетки

- расчетное давление

- утечка воздуха через открытый дверной проем при выходе из лестничной клетки

- площадь наружного дверного проема при входе на лестничную клетку

- расчетный перепад давлений между лестничной клеткой и наружной средой на уровне входа в здание

- утечка воздуха через щели в дверных проемах на i-том этаже



- утечка воздуха через оконные проемы на i-том этаже

- суммарная утечка воздуха,

Определяем требуемый расход воздуха подаваемый в лифтовую шахту:

Определяем потери давления при движении воздуха по шахте лифта:

Где - скорость воздуха в горизонтальном сечении шахты лифта,

Требуемый напор вентилятора:



Задача 8

Рассчитать производительность вентилятора и требуемый подпор воздуха в лифтовую шахту жилого здания повышенной этажности. В лифтовой шахте размещен один лифт (n = 1). При пожаре двери в лифтовой шахте на всех этажах закрыты. Температура воздуха в здании t_B = 18 °С. Отметка уровня пола 1-го этажа ±0,0 м. высота 1-го этажа 4 м. высота каждого вышерасположенного этажа Н_ЭТ = 3 м. Воздухопроницаемость лифтовых дверей принять по примеру расчета.

Площадь отверстия для пропуска канатов в машинном отделении f_ОТВ = 0,125 м². потери давления в сети вентилятора принять (без расчета) равным ?Р_С = 350 Па. Площадь клапана, подающего воздух в шахту f_КЛ = 1,0 м². Остальные исходные данные приведены в табл. 9

Таблица 9

Вариант	Этажность здания N	Уровень воздухозабора hB3,м	Размеры дверей лифта bПРxhПР, м	Температура наружного воздуха tH ,°С	Скорость ветра хВ м/с
3	12	41	0.9х2.0	-32	2.6

Расчетный уровень	hпр ,i, м	DРгр.i, Па	Vв,i, м/с	Рп.i, Па	Рн.1, Па	Рв.1, Па	DРр.i, Па	Gдв., кг/с	Gщ.дв.,i, кг/с	Gщ.о., i, кг/с
вход	2	4.47	4.04	7.06			18.50	8.13
1 этаж	4	8.94	4.17	7.52	10.03	21.09	22.51		0.01	0.05
2 этаж	7	6.70	4.11	7.29			20.50		0.01	0.04
3 этаж	10	22.34	4.50	8.75			34.68		0.02	0.06
4 этаж	13	29.05	4.64	9.29			40. 85		0.02	0.06
5 этаж	16	35.75	4.76	9.79			47.05		0.02	0.07
6 этаж	19	42.45	4.87	10.25			53.3		0.02	0.07
7 этаж	22	49.15	4.97	10.97			59.57		0.02	0.08
8 этаж	25	55.86	5.06	11.07			65.88		0.02	0.08
9 этаж	28	62.56	5.14	11.44			72.21		0.02	0.08
10 этаж	31	69.26	5.22	11.97			78.57		0.02	0.09
11 этаж	34	75.97	5.29	12.11			84.95		0.02	0.09
12 этаж	37	82.67	5.36	12.41			91.35		0.02	0.09
Уровень воздухо-обмена	41	89.37	5.42	12.96			97.77		0.03	0.1
Всего:								8.13	0.28	1.05
Итого:										9.46

- плотность воздуха при температуре,

- плотность воздуха при температуре,

Определяем требуемый расход воздуха подаваемый в лифтовую шахту:

Определяем потери давления при движении воздуха по шахте лифта:

Где - скорость воздуха в горизонтальном сечении шахты лифта,

Требуемый напор вентилятора:



Задача 9

Рассчитать по нормам площадь дымоудаляющих устройств для помещения без естественного освещения в одноэтажном здании. Исходные данные для расчета приведены в табл. 10.

Таблица 10

Вариант	Размеры помещения, м	Уровень нижней границы дыма У, м	Форма и площадь очага пожара Frop, м2
	Длина	Ширина	Высота
3	40	20	5	2,5	Квадрат

Решение:

Где _. -эквивалентная площадь, =300м²

=2м²

- коэффициент расхода дымоудаляющих устройств, =0,8



-эквивалентная площадь, =300м²

- коэффициент учитывающий изменение температурного режима, =1,5

Задача 10

Определить площадь предохранительных конструкций, в качестве которых используется остекление в наружных стенах, для помещения со взрывопожароопасным производством. Степень загазованности помещения образующейся при аварии паро- или газовоздушной взрывоопасной смесью составляет м_v= 0,20. Количество типов стекол в оконных проемах - 2. Для стекол 1-го типа в остеклении а. 2-го типа -. Начальные температура Т₀ и давление Р₀(до воспламенения взрывоопасной смеси) равны: Т=293К и Р₀ = 101,3 кПа. Остальные исходные данные приведены в табл. 11.

Таблица 11

Вариант	Объем помеще-ния тыс.м3	Допустимое давление , КПа	Коэффицинт интесификации	Горючее вещество	Вид остекления	Толщина стекол hст, мм	Размеры стекол по типам, м
							,
3	11,9	6	13	Сероуглерод	2	4	1,5	2,4	1,5

Температура взрыва смеси Сероуглерода

Теплота сгорания кДж/кмоль

Реакция горения СS₂+3O₂+3*3.76N₂=CO₂+2SO₂+3*3.76N₂



Количества тепла, выделившегося при реакции:

Q=*=1*14020=14020кДж

1,00*132,06+2*108,76+11,28*80,86=1261,7кДж

- минимальная степень расширения продуктов горения, =16

тыс. м³

Определяем расчетную продолжительность истечения продуктов горения через отверстие:

Определяем температуру истечения продуктов взрыва:



Определяем скорость истечения продуктов горения:

Определяем избыточный объем продуктов горения при взрыве:

Определяем требуемую площадь предохранительных конструкций:

1 тип стекол

2 тип стекол

Количество стекол по типу:



Литература

1. Грушевский Б.В. и др. Пожарная профилактика в строительстве. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.

2. Есин В.М., Сидорук В.И., Токарев В.Н. Пожарная профилактика в строительстве. Часть 1. Пожарная профилактика систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Учебник. М., ВИПТШ МВД РФ, 1995.

3. Томин СВ., Токарев В.Н.. Задачник по курсу "Пожарная профилактика в строительстве". М., ВИПТШ МВД РФ, 1994.

4. Кривошеев И.Н., Шурин Е.Т., Климушин Н.Г. Методические указания к проведению лабораторных работ, деловых игр и выполнению упражнений по курсу "Пожарная профилактика в строительстве" - М: ВИПТШ МВД СССР, 1984.

5. Есин В.М. Противодымная защита зданий и сооружений. Лекция. - М.: ВИПТШ МВД РФ, 1992.

6. Пилюгин Л.П. Обеспечение взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций. - М.: Ассоциация «Пожарная безопасность и наука», 2000.

7. Мосалков И.Л., Плюснина Г.Ф., Фролов А.Ю. Огнестойкость строительных конструкций. - М.: Спецтехника, 2001.

8. Сидорук В.И., Пименов А.А. Лабораторные работы по курсу "Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции". - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.

9. Шурин Е.Т., Томин СВ., Пименов А.А. Методические рекомендации к деловой игре "Приемка государственной комиссией законченного строительством здания в эксплуатацию". - М: ВИПТШ МВД РФ, 1992.

10. Ройтман М.Я Противопожарное нормирование в строительстве. - М: Стройиздат 1985.

11. Государственные стандарты.

12. Нормы Государственной противопожарной службы МЧС России.

13. Строительные нормы и правила проектирования зданий и сооружений.

Размещено на Allbest.ru