Мощность тепловыделения очага пожара при горении автомобиля

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ПРОТИВОДЫМНОЙ ЗАЩИТЫ
ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

CALCULATION OF SMOKE PROTECTION SYSTEMS
FOR RESIDENTIAL AND COMMERCIAL BUILDINGS

Дата введения 2012-10-08

Сведения о рекомендациях

1 РАЗРАБОТАНЫ творческим коллективом специалистов некоммерческого партнерства «Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике» (НП «АВОК»):

Ю.А.Табунщиков, доктор техн. наук, проф. (НП «АВОК») — руководитель;

B.М.Есин, доктор техн. наук, проф. (Академия ГПС МЧС России);

А.Н.Колубков (ООО ППФ «АК»);

C.П.Калмыков (Академия ГПС МЧС России).

2 УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ приказом Президента НП «АВОК» от 28 сентября 2012 г.

Противодымная защита представляет собой комплекс объемно-планировочных и инженерно-технических решений, направленных на предотвращение задымления при пожаре путей эвакуации из помещений и зданий, уменьшение задымления помещений и зданий. Основные задачи и принципы противодымной защиты сформулированы в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и имеют целью обеспечение безопасности людей при пожаре, сокращение материальных потерь от пожара, создание безопасных условий работы подразделений Государственной противопожарной службы по спасению людей, обнаружению и ликвидации очага пожара.

Требования, регламентирующие проектирование, эксплуатацию и ремонт систем противодымной защиты зданий и сооружений, содержатся в системе нормативных и методических документов. Номенклатура помещений и зданий, подлежащих оборудованию системами противодымной защиты, и состав этой системы приводятся в системе сводов правил (СП). Требования к исполнению систем противодымной защиты и отдельных ее элементов изложены в СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования».

В зависимости от функционального назначения и объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, сооружений и строений в них должна быть предусмотрена приточно-вытяжная противодымная вентиляция или вытяжная противодымная вентиляция.

Система противодымной защиты в зависимости от объемно-планировочного решения и этажности здания может включать в себя систему дымоудаления из помещений и (или) коридоров при пожаре, систему удаления продуктов горения после пожара, системы обеспечения незадымляемости лестничных клеток, систему подпора воздуха в шахты лифтов, лестнично-лифтовые, лестничные и лифтовые холлы, тамбур-шлюзы и зоны безопасности.

Необходимо устраивать дымоудаление из помещений, не имеющих естественного освещения, а также в помещениях с естественным освещением с массовым пребыванием людей, не имеющих открывающихся при пожаре проемов, с достаточной площадью для удаления продуктов горения.

Система удаления продуктов горения из помещения после пожара устанавливается в помещениях, оборудованных установками автоматического газового пожаротушения, и предназначена для проветривания помещения после завершения тушения пожара.

Конструктивное исполнение и характеристики элементов противодымной защиты зданий, сооружений и строений в зависимости от целей противодымной защиты должны обеспечивать надежную работу систем приточно-вытяжной противодымной вентиляции в течение времени, необходимого для эвакуации людей в безопасную зону, или в течение всей продолжительности пожара.

1 Область применения

Настоящие рекомендации распространяются на проектирование систем противодымной защиты жилых и общественных зданий и предназначены для определения параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий.

Положения настоящих рекомендаций развивают и дополняют требования, изложенные в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», СНиП 41-01-2003, СНиП 2.04.05-91* , СП 7.13130.2009, МДС 41-1.99, в части особенностей функционального назначения и специфики противопожарной защиты зданий.
________________
На территории Российской Федерации документ не действует. Заменен на СНиП 41-01-2003, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 53296-2009 Установка лифтов для пожарных в зданиях и сооружениях. Требования пожарной безопасности

ГОСТ Р 53299-2009 Воздуховоды. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53300-2009 Противодымная защита зданий и сооружений. Методы приемосдаточных и периодических испытаний

ГОСТ Р 53301-2009 Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53302-2009 Оборудование противодымной защиты зданий и сооружений. Вентиляторы. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53303-2009 Конструкции строительные. Противопожарные двери и ворота. Метод испытаний на дымогазопроницаемость

ГОСТ Р 53305-2009 Противодымные экраны. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53306-2009 Узлы пересечения ограждающих строительных конструкций трубопроводами из полимерных материалов. Метод испытаний на огнестойкость

ГОСТ Р 53307-2009 Конструкции строительные. Противопожарные двери и ворота. Метод испытаний на огнестойкость

СП 1.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 171)

СП 2.13130.2009* Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 172)
________________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует СП 2.13130.2012, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

СП 4.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 174)

СП 7.13130.2009 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 177)

СП 11.13130.2009 Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 181)

СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (приказ МЧС России от 25.03.2009 N 182)

3 Термины и определения

В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вентилятор дымоудаления: Вентилятор, предназначенный для создания разрежения и для удаления дымовых газов из защищаемых помещений.

3.2 вентиляция: Обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.3 воздушная противодымная завеса: Защита проемов посредством настильных воздушных струй от сопловых аппаратов.

3.4 воздушный затвор: Вертикальный участок воздуховода, изменяющий направление движения продуктов горения на 180°, препятствующий при пожаре проникновению продуктов горения из нижерасположенных этажей в вышерасположенные.

3.5 вытяжная противодымная вентиляция: Система вентиляции для удаления продуктов горения при пожаре.

3.6 дымовая зона: Часть помещения, из которой в начальной стадии пожара удаляются продукты горения с расходом, обеспечивающим эвакуацию людей из горящего помещения.

3.7 дымоприемное отверстие: Отверстие в стенках шахт дымоудаления, закрытое клапаном дымоудаления, специальный коллектор, на котором размещены клапаны дымоудаления, или открытое отверстие на ответвлениях воздуховодов систем с искусственным побуждением с клапаном на ответвлении.

3.8 защищаемое помещение: Помещение, при входе в которое для предотвращения перетекания воздуха имеется тамбур-шлюз, в котором создается повышенное давление, или же помещение, внутри которого создается повышенное давление воздуха по отношению к смежным помещениям.

3.9 зона безопасности: Зона, в которой люди защищены от воздействия опасных факторов пожара.

3.10 кладовая: Склад, в котором отсутствуют постоянные рабочие места.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.11 клапан дымоудаления: Клапан с нормируемым пределом огнестойкости, нормально закрытый, открывающийся при пожаре.

3.12 коллектор: Участок воздуховода, к которому присоединяются воздуховоды из двух или большего числа этажей.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.13 конвективная струя: Смесь с воздухом продуктов полного и неполного сгорания топлива, поднимающаяся над очагом пожара.

3.14 кондиционирование воздуха: Автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения главным образом оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.15 коридор, не имеющий естественного освещения: Коридор, не имеющий световых проемов в наружных ограждениях.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.16 местный отсос: Устройство для удаления вредных и взрывоопасных газов, паров, пыли или аэрозолей (зонт, бортовой отсос, вытяжной шкаф, кожух-воздухоприемник и т.п.) у мест их образования (станок, аппарат, ванна, рабочий стол, камера, шкаф и т.п.), присоединяемое к воздуховодам систем местных отсосов и являющееся, как правило, составной частью технологического оборудования.

3.17 многоэтажное здание: Здание с числом этажей два и более.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.18 незадымленная зона: Зона заданной высоты от пола в нижней части помещения, свободная от продуктов горения.

3.19 незадымляемая лестничная клетка: Лестничная клетка типов: H1 — с выходом через наружную воздушную зону по балконам, лоджиям, открытым галереям и переходам; Н2 — с подпором воздуха при пожаре с непосредственным выходом наружу; Н3 — с выходом в лестничную клетку через тамбур-шлюз с подпором воздуха.

3.20 огнестойкий воздуховод: Плотный воздуховод со стенками, имеющими нормируемый предел огнестойкости.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.21 очаг пожара: Место первоначального возникновения пожара.

[Федеральный закон N 123-ФЗ, статья 2, пункт 18]

3.22 подпотолочный слой: Растекающаяся по потолку конвективная струя.

3.23 пожароопасная смесь: Смесь горючих газов, паров, пыли, волокон с воздухом, если при ее горении развивается давление, не превышающее 5 кПа.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

Примечание — Пожароопасность смеси должна быть указана в задании на проектирование.

3.24 помещение, не имеющее естественного освещения: Помещение, не имеющее окон или световых проемов в наружных ограждениях.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.25 помещение с массовым пребыванием людей: Помещение (залы и фойе театров, кинотеатров, залы заседаний, совещаний, лекционные аудитории, рестораны, вестибюли, кассовые залы, производственные и другие) площадью 50 м и более с постоянным или временным пребыванием людей (кроме аварийных ситуаций) числом более одного человека на 1 м площади помещения.

[СП 7.13130.2009, пункт 3.13]

3.26 приточно-вытяжная противодымная вентиляция: Система вентиляции, предназначенная для обеспечения безопасной эвакуации людей из здания при пожаре, возникшем в одном из помещений.

3.27 продукты горения (дым): Продукты термического разложения твердых и жидких горючих материалов.

3.28 проем дымоудаления: Проем в ограждающих конструкциях дымовых вытяжных каналов, а также в строительных конструкциях для удаления продуктов горения.

3.29 противодымная защита: Регулируемый (управляемый) газообмен внутреннего объема здания при возникновении пожара в одном из его помещений, предотвращающий поражающее воздействие на людей и (или) материальные ценности распространяющихся продуктов горения, обусловливающих повышенное содержание токсичных компонентов, увеличение температуры и изменение оптической плотности воздушной среды.

3.30 противопожарный клапан: Автоматически и дистанционно управляемое устройство для перекрытия вентиляционных каналов или проемов в ограждающих строительных конструкциях зданий, имеющее предельные состояния по огнестойкости, характеризуемые потерей плотности и потерей теплоизолирующей способности:

— нормально открытый (закрываемый при пожаре);

— нормально закрытый (открываемый при пожаре);

— двойного действия (закрываемый при пожаре и открываемый после пожара).

[СП 7.13130.2009, пункт 3.8]

3.31 путь эвакуации: Путь движения и (или) перемещения людей, ведущий непосредственно наружу или в безопасную зону, удовлетворяющий требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре.

[Федеральный закон N 123-ФЗ, статья 2, пункт 49]

3.32 резервуар дыма: Дымовая зона под потолком помещения либо зона, ограниченная по периметру негорючими завесами, спускающимися с потолка (перекрытия) до уровня не более 2,5 м от пола.

3.33 сборный воздуховод: Участок воздуховода, к которому присоединяются воздуховоды, проложенные на одном этаже.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.34 система дымоудаления: Специальная управляемая автоматически либо вручную техническая система вентиляции для обеспечения условий безопасной эвакуации людей в случае возникновения пожара на объекте.

3.35 система местных отсосов: Система местной вытяжной вентиляции, к воздуховодам которой присоединяются местные отсосы.

[СНиП 41-01-2003, приложение А]

3.36 система общеобменной вентиляции: Совокупность оборудования и мероприятий для осуществления воздухообмена в помещениях.

3.37 система подпора воздуха: Создание избыточного давления воздуха в лестничных клетках, тамбур-шлюзах, шахтах лифтов для предотвращения проникновения продуктов горения для обеспечения незадымляемости путей эвакуации.

3.38 система противодымной защиты: Комплекс организационных мероприятий, объемно-планировочных решений, инженерных систем и технических средств, направленных на предотвращение или ограничение опасности задымления зданий, сооружений и строений при пожаре, а также воздействия опасных факторов пожара на людей и материальные ценности.

[Федеральный закон N 123-ФЗ, статья 2, пункт 40]

3.39 транзитный воздуховод: Участок воздуховода, прокладываемый за пределами обслуживаемого им помещения или группы помещений, обслуживаемой сборным воздуховодом.

3.40 устройство дымоудаления: Устройство для обеспечения приемки дымовых газов и их направления в шахты дымоудаления.

4 Системы дымоудаления из помещений

4.1 Общие положения

4.1.1 Для обеспечения эффективной работы систем противодымной защиты необходимо на стадии проектирования правильно выбирать параметры оборудования.

4.1.2 Система дымоудаления из помещений должна обеспечивать незадымленную зону заданной высоты от пола в нижней части помещения или предотвращать выход продуктов горения за пределы горящего помещения.

4.2 Обеспечение незадымленной зоны в нижней части помещения

4.2.1 При площади очага пожара порядка 10-15 м система дымоудаления с естественным побуждением тяги позволяет обеспечить незадымленную зону в нижней части помещения.

4.2.2 Схема работы системы дымоудаления с естественным побуждением тяги изображена на рисунке 1. За счет разности плотностей нагретых продуктов горения и холодного воздуха в помещении над очагом пожара возникает восходящий поток, называемый конвективной струей. Поднимающиеся в конвективной струе газы достигают потолка, растекаются по нему и образуют подпотолочный слой продуктов горения. Если площадь очага пожара ограничена, через определенный промежуток времени величина расхода продуктов горения, поступающих с конвективной струей в подпотолочный слой, стабилизируется во времени. Для того чтобы высота незадымленной зоны оставалась постоянной, необходимо соблюдение равенства массовых расходов продуктов горения, удаляемых из помещения и поступающих в подпотолочный слой из конвективной струи . Необходимо определить такую площадь проема дымоудаления , при которой соблюдается условие при заданной высоте незадымленной зоны .

Рисунок 1 — Схема расчета параметров системы дымоудаления, обеспечивающей незадымленную зону в нижней части помещения

Рисунок 1 — Схема расчета параметров системы дымоудаления, обеспечивающей незадымленную зону в нижней части помещения:

— площадь очага пожара, м ; — высота незадымленной зоны, м; — высота помещения от пола до места выброса продуктов горения, м; — толщина слоя продуктов горения, м; — площадь проема дымоудаления, м ; — массовый расход продуктов горения, поступающих с конвективной струей в подпотолочный слой, кг/с; — массовый расход удаляемых продуктов горения, кг/с; — полное давление снаружи здания, Па; — давление внутри помещения от уровня пола до нижней границы слоя продуктов горения, Па; — располагаемый перепад давления (разность давлений внутри помещения и вне его на уровне проема дымоудаления), Па

4.2.3 Методика расчета системы дымоудаления с естественным побуждением тяги, обеспечивающей незадымленную зону в нижней части помещения

4.2.3.1 Полное давление снаружи здания , Па, определяют по формуле

где — давление снаружи здания на нулевом уровне (на уровне пола помещения), Па;

— ускорение свободного падения, м/с ;

— плотность наружного воздуха, кг/м ;

— вертикальная координата рассматриваемой точки (расстояние от уровня пола до рассматриваемого уровня), м.

4.2.3.2 Давление внутри здания от уровня пола до нижней границы слоя продуктов горения , Па, определяют по формуле

где — давление внутри помещения на нулевом уровне (на уровне пола помещения), Па;

, , — то же, что в формуле (1).

4.2.3.3 Давление внутри здания выше уровня нижней границы слоя продуктов горения , Па, определяют по формуле

где — то же, что в формуле (2);

, , — то же, что в формуле (1);

— высота незадымленной зоны, м;

— плотность продуктов горения, кг/м .

4.2.3.4 Располагаемый перепад давления (разность давлений внутри помещения и вне его на уровне проема дымоудаления) , Па, определяют по формуле

где — то же, что в формуле (2);

, , — то же, что в формуле (1);

, — то же, что в формуле (3);

— высота помещения от пола до места выброса продуктов горения, м.

4.2.3.5 В случае если площадь приточных проемов в 2,5-3 раза больше площади проемов дымоудаления, разность давлений на уровне пола внутри и снаружи здания ( ) мала и ею можно пренебречь. В этом случае располагаемый перепад давления (разность давлений внутри помещения и вне его на уровне проема дымоудаления) , Па, определяют по формуле

где , — то же, что в формуле (1);

, — то же, что в формуле (3);

— то же, что в формуле (4).

4.2.3.6 Массовый расход продуктов горения, поступающих с конвективной струей в подпотолочный слой, , кг/с, при расположении очага пожара на полу помещения определяют по формуле

где — конвективная составляющая мощности очага пожара (часть тепловыделения пожара, идущая на нагрев продуктов горения), кВт; определяют по формуле

где — доля теплоты, отдаваемой очагом пожара ограждающим конструкциям; при отсутствии данных рекомендуется принимать равной 0,4;

— коэффициент полноты сгорания; принимают равным 0,85-0,95;

— теплота сгорания, кДж/кг; значения теплоты сгорания для некоторых материалов приведены в приложении А;

— удельная скорость выгорания, кг/(м ·с); значения удельной скорости выгорания для некоторых материалов приведены в приложении А;

— площадь очага пожара, м ;

— то же, что в формуле (3).

4.2.3.7 В случае когда очаг пожара внутри помещения располагается на полу под навесом или балконом (рисунок 2), массовый расход продуктов горения, поступающих с конвективной струей в подпотолочный слой, , кг/с, определяют по формуле

где — то же, что в формуле (6);

— ширина слоя продуктов горения (струи) при стекании с балкона, м;

— расстояние от балкона до нижней границы слоя продуктов горения, м;

— высота расположения балкона над полом помещения, м.

Рисунок 2 — Очаг пожара расположен под навесом или балконом

Рисунок 2 — Очаг пожара расположен под навесом или балконом:

— высота расположения балкона над полом помещения, м; — расстояние от балкона до нижней границы слоя продуктов горения, м; — ширина слоя продуктов горения (струи) при стекании с балкона, м

4.2.3.8 При задымлении помещения через проем в ограждающих конструкциях (рисунок 3) массовый расход продуктов горения, поступающих с конвективной струей в подпотолочный слой, , кг/с, определяют по формуле

где — площадь проема, м ;

— высота проема, м;

— расстояние от верхнего среза проема до нижней границы слоя продуктов горения, м;

— вспомогательная величина; определяют по формуле

где , — то же, что в формуле (9).

Рисунок 3 — Задымление помещения через проем из другого помещения

Рисунок 3 — Задымление помещения через проем из другого помещения:

— высота проема, м; — расстояние от верхнего среза проема до нижней границы слоя продуктов горения, м

4.2.3.9 Требуемую площадь проема дымоудаления , м , определяют по формуле

где — массовый расход удаляемых продуктов горения, кг/с; в соответствии с 4.2.2;

— коэффициент расхода проема дымоудаления; для проемов прямоугольного или квадратного сечения принимают равным 0,64, для щелей и проемов круглого сечения — 0,8;

— то же, что в формуле (3);

— располагаемый перепад давления (разность давлений внутри помещения и вне его на уровне проема дымоудаления); при расположении проемов дымоудаления в покрытии помещения определяют по формуле (5).

4.2.3.10 Плотности наружного воздуха и продуктов горения , кг/м , вычисляют в соответствии с их температурой по формулам

где , — температура наружного воздуха соответственно в К и °С; при расчете систем с естественным побуждением тяги принимают по таблице 2 СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» для теплого периода года (столбец 4 «Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,98»);

, — температура продуктов горения соответственно в К и °С; вычисляют из уравнения теплового баланса, которое представляет собой математическую запись равенства количества теплоты, приходящего в подпотолочный слой с конвективной струей и уходящего с дымовыми газами,

где — то же, что в формуле (6);

— удельная изобарная теплоемкость воздуха и продуктов горения, кДж/(кг·К); принимают равной 1,09;

— то же, что в формуле (11);

— коэффициент теплоотдачи от продуктов горения к ограждающим конструкциям, кВт/(м ·К); принимают равным 0,012;

— длина помещения, м;

— ширина помещения, м;

— то же, что в формуле (4);

— то же, что в формуле (3);

— температура внутреннего воздуха, К.

Формула (15) приведена для прямоугольного в плане помещения. Для помещения сложной формы зависимость (15) выглядит следующим образом:

где — то же, что в формуле (6);

, , — то же, что в формуле (15);

— то же, что в формуле (11);

— площадь пола помещения, м ;

— периметр ограждающих конструкций помещения, м;

— то же, что в формуле (4);

— то же, что в формуле (3).

4.2.3.11 Объемный часовой расход удаляемых продуктов горения , м /ч, определяют по формуле

где — то же, что в формуле (11);

— то же, что в формуле (3).

4.2.3.12 Если известна тепловая мощность очага пожара, то конвективную составляющую мощности очага пожара , кВт, определяют по формуле

где — то же, что в формуле (7);

— тепловая мощность очага пожара, кВт.

Примечание — В некоторых случаях известна тепловая мощность очага пожара. Например, при горении одного легкового автомобиля 4000. 5000 кВт.

Пример 4.1 — Определение площади проема дымоудаления из одноэтажного здания и объемного часового расхода удаляемых продуктов горения

Исходные данные

Требуемая высота незадымленной зоны 2,5 м от пола помещения. Горючая нагрузка — древесина (теплота сгорания 13850 кДж/кг, удельная скорость выгорания 0,9 кг/(м ·мин) или 0,015 кг/(м ·с)), площадь очага пожара 9 м , площадь пола помещения 1500 м , периметр ограждающих конструкций 150 м. Температура внутреннего воздуха 20 °С, температура наружного воздуха 20 °С. Высота помещения от пола до места выброса продуктов горения 6,0 м.

Порядок расчета

Принимаем 0,4 и 0,9. Конвективную составляющую мощности очага пожара определяют по формуле (7):

Массовый расход продуктов горения, поступающих с конвективной струей в подпотолочный слой, при расположении очага пожара на полу помещения определяют по формуле (6):

Температуру продуктов горения определяют по формуле (16):

Плотности наружного воздуха и продуктов горения определяют соответственно по формулам (12) и (13):

Располагаемый перепад давления (разность давлений внутри помещения и вне его на уровне проема дымоудаления) определяют по формуле (5):

Требуемую площадь проема дымоудаления определяют по формуле (11):

Объемный часовой расход удаляемых продуктов горения определяют по формуле (17):

Пример 4.2 — Определение площади проема дымоудаления из одноэтажной стоянки автомобилей при горении одного автомобиля и объемного часового расхода удаляемых продуктов горения

Исходные данные

Требуемая высота незадымленной зоны 2,0 м от пола помещения, площадь пола помещения 1500 м , периметр ограждающих конструкций 160 м. Тепловая мощность очага пожара 4500 кВт. Температура внутреннего воздуха 20 °С, температура наружного воздуха 20 °С. Высота помещения 3,0 м.

Порядок расчета

Принимаем 0,4. Конвективную составляющую мощности очага пожара определяют по формуле (18):

Температуру продуктов горения определяют по формуле (16):

Плотности наружного воздуха и продуктов горения определяют соответственно по формулам (12) и (13):

Требуемую площадь проема дымоудаления определяют по формуле (11):

Объемный часовой расход удаляемых продуктов горения определяют по формуле (17):

Вопрос о целесообразности устройства системы дымоудаления с естественным побуждением тяги через открываемые проемы (люки или фрамуги) в покрытии здания или с механическим побуждением тяги решается проектировщиком.

Пример 4.3 — Определение площади проема дымоудаления из одноэтажной стоянки автомобилей закрытого типа и объемного часового расхода удаляемых продуктов горения

Исходные данные

Хранение автомобилей — двухъярусное. Требуемая высота незадымленной зоны 2,0 м от пола помещения, площадь пола помещения 1500 м , периметр ограждающих конструкций 160 м. Тепловая мощность очага пожара 2·4500=9000 кВт. Температура внутреннего воздуха 20 °С, температура наружного воздуха 20 °С Высота помещения 4,5 м.

Порядок расчета

Принимаем 0,4. Конвективную составляющую мощности очага пожара определяют по формуле (18):

Температуру продуктов горения определяют по формуле (16):

Плотности наружного воздуха и продуктов горения определяют соответственно по формулам (12) и (13):

Требуемую площадь проема дымоудаления определяют по формуле (11):

Объемный часовой расход удаляемых продуктов горения определяют по формуле (17):

4.3 Обеспечение незадымляемости путей эвакуации и помещений, смежных с горящим

4.3.1 При неограниченных размерах очага пожара система дымоудаления не способна обеспечить незадымленную зону в нижней части помещения, но позволяет не допустить распространения продуктов горения за пределы горящего помещения.

4.3.2 Описание процесса функционирования системы дымоудаления, предотвращающей выход продуктов горения за пределы горящего помещения

4.3.2.1 При воздействии ветра на здание динамическое давление ветра преобразуется в статическое давление (рисунок 4). Фасад, на который направлен ветер, называется наветренным, противоположный ему фасад — заветренным или подветренным, остальные фасады называются боковыми.

Рисунок 4 — Воздействие ветра на здание

Рисунок 4 — Воздействие ветра на здание:

1 — наветренный фасад; 2 — заветренный фасад; 3 — боковые фасады; — скорость ветра, м/с

4.3.2.2 На наветренном фасаде 1 динамическое давление ветра преобразуется в положительное статическое давление. На боковых фасадах 3 за счет ускорения потока динамическое давление ветра преобразуется в отрицательное или нулевое статическое давление. На заветренном фасаде 2 за счет срыва ветрового потока и образования вихрей динамическое давление ветра преобразуется в отрицательное статическое давление. Знак и степень указанного преобразования учитываются аэродинамическими коэффициентами фасадов , и (индексы соответственно: н — наветренный; з — заветренный; б — боковой). Значения аэродинамических коэффициентов фасадов получают экспериментально в результате продувок макетов зданий в аэродинамической трубе. Подробные данные о них приведены в СП 20.13330.2011 (СНиП 2.01.07-85*) «Нагрузки и воздействия». Для одноэтажных зданий 0,6; 0 и -0,4.

4.3.2.3 Выход продуктов горения из горящего помещения в смежные через открытые проемы предотвращается путем расположения плоскости равных давлений (нейтральной плоскости) выше этих проемов.

4.3.2.4 Методика расчета площади проемов дымоудаления, обеспечивающих незадымляемость путей эвакуации из здания и помещений, смежных с горящим, основана на уравнении баланса массы воздуха, поступающего в горящее помещение через открытые проемы, и массы удаляемых продуктов горения.

4.3.3 Методика расчета системы дымоудаления, обеспечивающей незадымляемость помещений, смежных с горящим, и путей эвакуации

4.3.3.1 Сначала определяют наиболее неблагоприятное направление ветра, выбирают заветренный и наветренный фасады. Нумеруют все фасады и части фасадов здания. В качестве заветренного фасада берется тот фасад, для которого отношение площадей максимально ( — эквивалентная площадь проемов на одном из фасадов, соединяющих горящее помещение с соседним помещением или с улицей, м ; — эквивалентная площадь проемов от 1-го проема из горящего помещения до улицы, м ). Если дверной проем из горящего помещения выходит наружу, то считается бесконечным.

4.3.3.2 Эквивалентную площадь проемов, работающих параллельно, , м , определяют по формуле

где индексы 1, 2 . — номер проема;

— площадь -го проема, м .

4.3.3.3 Эквивалентную площадь проемов, работающих последовательно, , м , определяют по формуле

где — то же, что в формуле (19).

4.3.3.4 Давление на уровне пола в горящем помещении , Па, при котором плоскость равных давлений (нейтральная плоскость) располагается на уровне верха проемов как на наветренном, так и на заветренном фасадах, определяют по формуле

где — наружное давление на заветренном (подветренном) фасаде, Па;

— то же, что в формуле (9);

, — то же, что в формуле (1);

— то же, что в формуле (3);

— эквивалентная площадь проемов на одном из фасадов, соединяющих горящее помещение с соседним помещением или с улицей, м ;

— эквивалентная площадь проемов от 1-го проема из горящего помещения до улицы, м .

4.3.3.5 При расчете системы дымоудаления, обеспечивающей незадымляемость помещений, смежных с горящим, температуру продуктов горения для помещений объемом не более 10000 м принимают равной 300 °С при горении волокнистых веществ, 450 °С при горении твердых материалов и 600 °С при горении жидкостей и газов.

4.3.3.6 Давления снаружи здания определяют по формулам

Здесь — ветровое давление, Па;

— то же, что в формуле (1);

— скорость ветра, м/с;

— то же, что в формуле (21);

— наружное давление на боковых фасадах, Па;

— наружное давление на наветренном фасаде, Па.

4.3.3.7 Массовые расходы воздуха, поступающего в горящее помещение через открытые проемы с заветренного , боковых и наветренного , кг/с, фасадов, определяют соответственно по формулам

где — то же, что в формуле (11);

, , — эквивалентная площадь проемов, находящихся соответственно на заветренном, боковых и наветренном фасадах, м ;

, — то же, что в формуле (1);

— то же, что в формуле (21);

— давление на уровне пола в горящем помещении, Па; определяют по формуле (21);

— то же, что в формуле (9);

— то же, что в формуле (3);

— то же, что в формуле (24);

— то же, что в формуле (25).

4.3.3.8 Площадь проходного сечения проема дымоудаления , м , определяют по формуле

где — массовый расход воздуха, поступающего в горящее помещение через открытые проемы с заветренного фасада, кг/с; определяют по формуле (26);

— массовый расход воздуха, поступающего в горящее помещение через открытые проемы с боковых фасадов, кг/с; определяют по формуле (27);

— массовый расход воздуха, поступающего в горящее помещение через открытые проемы с наветренного фасада, кг/с; определяют по формуле (28);

— то же, что в формуле (11);

— то же, что в формуле (3);

— располагаемый перепад давления (разность давлений внутри помещения и вне его на уровне проема дымоудаления), Па; определяют по формуле

где — то же, что в формуле (26);

— аэродинамический коэффициент проема дымоудаления;

— то же, что в формуле (22);

— то же, что в формуле (4);

, — то же, что в формуле (1);

— то же, что в формуле (3).

Пример 4.4 — Расчет системы дымоудаления

Исходные данные

Разрез и план здания представлены на рисунках П.1 и П.2. Высота помещения 6,0 м, температура наружного воздуха 20 °С, температура продуктов горения 450 °С, скорость ветра 4 м/с, площади проемов м ; м . Высота проема 2,0 м.

Рисунок П.1 — Схема расчета системы дымоудаления, обеспечивающей незадымляемость путей эвакуации из здания и помещений, смежных с горящим (разрез)

Рисунок П.1 — Схема расчета системы дымоудаления, обеспечивающей незадымляемость путей эвакуации из здания и помещений, смежных с горящим (разрез):

— массовый расход воздуха, поступающего в горящее помещение через открытые проемы со стороны заветренного фасада, кг/с; — наружное давление со стороны заветренного фасада на уровне пола помещения, Па; — высота проема, м; — давление внутри помещения на уровне пола, Па; — температура продуктов горения, °С; — массовый расход удаляемых продуктов горения, кг/с; — наружное давление со стороны наветренного фасада на уровне пола помещения, Па; — массовый расход воздуха, поступающего в горящее помещение со стороны наветренного фасада, кг/с; — температура наружного воздуха, °С; — скорость ветра, м/с; — высота помещения, м

Рисунок П.2 — К расчету системы дымоудаления, обеспечивающей незадымляемость путей эвакуации из здания и помещений, смежных с горящим (план)

Рисунок П.2 — К расчету системы дымоудаления, обеспечивающей незадымляемость путей эвакуации из здания и помещений, смежных с горящим (план):

— площади проемов, м ; в кружочках — номера фасадов (частей фасадов)

Порядок расчета

Расчет системы дымоудаления начинается с определения неблагоприятного для работы системы направления ветра. Неблагоприятным направлением считается такое направление, при котором площадь проемов дымоудаления или расход удаляемых продуктов горения максимальны из четырех возможных.

Эквивалентные площади проемов для схемы, приведенной на рисунке П.2, определяют соответственно по 4.3.3.1 и формулам (19), (20).

Источник статьи: http://docs.cntd.ru/document/1200096530

Мощность тепловыделения очага пожара при горении автомобиля

Мощность очага пожара