ГОСТ Р 12.3.047-98, часть 4
И.2 Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу паров испарившегося СУГ m СУГ , кг/м2 , по формуле1 )
,
(
И.2)
_______
1) Формула применима при температуре подстилающей поверхности от минус 50 до плюс 40 °С.
где М — молярная масса СУГ, кг/моль;
L исп — мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тж , Дж/моль;
Т0 — начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, соответствующая расчетной температуре tp , К;
Тж — начальная температура СУГ, К;
l тв — коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт/(м · К);
а — эффективный коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, равный 8,4·10-8 м2 /с;
t — текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
число Рейнольдса
(
n
—
скорость воздушного потока, м/с; d
—
характерный размер пролива СУГ, м;
u в — кинематическая вязкость воздуха при расчетной температуре t р , м2 /с);
l в — коэффициент теплопроводности воздуха при расчетной температуре t р , Вт/(м · К).
Примеры — Расчет параметров испарения горючих ненагретых жидкостей и сжиженных углеводородных газов
1 Определить массу паров ацетона, поступающих в объем помещения в результате аварийной разгерметизации аппарата.
Данные для расчета
В помещении с площадью пола 50 м2 установлен аппарат с ацетоном максимальным объемом V a п = 3 м3 . Ацетон поступает в аппарат самотеком по трубопроводу диаметром d = 0,05 м с расходом q, равным 2 · 10 - 3 м 3 /с. Длина участка напорного трубопровода от емкости до ручной задвижки l1 = 2 м. Длина участка отводящего трубопровода диаметром d = 0,05 м от емкости до ручной задвижки L2 равна 1 м. Скорость воздушного потока и в помещении при работающей общеобменной вентиляции равна 0,2 м/с. Температура воздуха в помещении t р =20 ° С. Плотность r ацетона при данной температуре равна 792 кг/м3 . Давление насыщенных паров ацетона рa при t р равно 24,54 кПа.
Расчет
Объем ацетона, вышедшего из напорного трубопровода, V н.т составляет
м3
,
где t — расчетное время отключения трубопровода, равное 300 с (при ручном отключении).
Объем ацетона, вышедшего из отводящего трубопровода V от составляет
Объем ацетона, поступившего в помещение
Va = V ап + V н.т + V от = 3 + 6,04 ·10-1 + 1,96 · 10-3 = 6,600 м3 .
Исходя из того, что 1 л ацетона разливается на 1 м2 площади пола, расчетная площадь испарения S р = 3600 м2 ацетона превысит площадь пола помещения. Следовательно, за площадь испарения ацетона принимается площадь пола помещения, равная 50 м2 .
Интенсивность испарения равна:
W
исп
= 10-6
· 3,5
· 24,54 = 0,655 · 10-3
кг/(с · м2
).
Масса паров ацетона, образующихся при аварийной разгерметизации аппарата т, кг, будет равна
т = 0,655 · 10-3 · 50 · 3600 = 117,9 кг.
2 Определить массу газообразного этилена, образующегося при испарении пролива сжиженного этилена в условиях аварийной разгерметизации резервуара.
Данные для расчета
Изотермический резервуар сжиженного этилена объемом V и.р.э = 10000 м3 установлен в бетонном обваловании свободной площадью Sоб = 5184 м2 и высотой отбортовки Ноб = 2,2 м. Степень заполнения резервуара a = 0,95.
Ввод трубопровода подачи сжиженного этилена в резервуар выполнен сверху, а вывод отводящего трубопровода снизу.
Диаметр отводящего трубопровода d тp = 0,25 м. Длина участка трубопровода от резервуара до автоматической задвижки, вероятность отказа которой превышает 10-6 в год и не обеспечено резервирование ее элементов, L = 1 м. Максимальный расход сжиженного этилена в режиме выдачи Gж.э = 3,1944 кг/с. Плотность сжиженного этилена r ж.э при температуре эксплуатации Тэк = 169,5 К равна 568 кг/м3 . Плотность газообразного этилена r г.э при Тэк равна 2,0204 кг/м3 . Молярная масса сжиженного этилена М ж.э = 28 · 10-3 кг/моль. Мольная теплота испарения сжиженного этилена Lиcn при Тэк равна 1,344 · 104 Дж/моль. Температура бетона равна максимально возможной температуре воздуха в соответствующей климатической зоне Tб = 309 К. Коэффициент теплопроводности бетона l б =1,5Вт/(м·К). Коэффициент температуропроводности бетона а = 8,4 · 10-8 м2 /с. Минимальная скорость воздушного потока u min = 0 м/с, а максимальная для данной климатической зоны u max = 5 м/с. Кинематическая вязкость воздуха n в при расчетной температуре воздуха для данной климатической зоны t р = 36 ° С равна 1,64 · 10-5 м2 /с. Коэффициент теплопроводности воздуха l в при t р равен 2,74 · 10-2 Вт/(м · К).
Расчет
При разрушении изотермического резервуара объем сжиженного этилена составит
м3
.
Свободный объем обвалования V об = 5184 · 2,2 = 11404,8 м3 .
Ввиду того, что V ж.э < V об примем за площадь испарения S исп свободную площадь обвалования Sоб , равную 5184 м2 .
Тогда массу испарившегося этилена m и.э с площади пролива при скорости воздушного потока u = 5 м/с рассчитывают по формуле (И.2)
Масса m и.э при u = 0 м/с составит 528039 кг.
ПРИЛОЖЕНИЕ К
(рекомендуемое)
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
К.1 Условные обозначения
V— объем помещения, м3 ;
S— площадь пола помещения, м2 ;
А i — площадь i -го проема помещения, м2 ;
h i — высота i -го проема помещения, м;
— суммарная
площадь проемов помещения, м2
;
— приведенная
высота проемов помещения,
м;
П— проемность помещения, рассчитывается по формуле (К.1) или (К.2), м0,5 ;
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/м2 ;
q к — количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади тепловоспринимающих поверхностей помещения, кг/м2 ;
Пср — средняя скорость выгорания древесины, кг/(м2 · мин);
Пср i — средняя скорость выгорания i -го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг / м2 · мин);
—
низшая теплота
сгорания древесины, МДж/кг;
—
низшая
теплота сгорания /-го компонента материала пожарной нагрузки, МДж/кг;
e ф — степень черноты факела;
Т 0 — 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, м0,5 , объемом V £ 10 м3
,
(K.1)
для помещений с V > 10м3
.
(К.2)
Из справочной литературы выбирают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала i -й пожарной нагрузки V0i , нм 3 /кг.
Рассчитывают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки
.
(К.3)
Определяют удельное критическое количество пожарной нагрузки qкр.к кг / м 2 , для кубического помещения объемом V, равным объему исследуемого помещения
.
(К.4)
Вычисляют удельное значение пожарной нагрузки q к , кг/м2 , 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 < q кр.к , то в помещении будет пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН); если q к ³ q кр.к , то в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ).
К.2.2 Расчет среднеобъемной температуры
Определяют максимальную среднеобъемную температуру Т m ах
для ПРН
Tmax
- T0
= 224
;
(К.6)
для ПРВ в интервале 0,15 £ t п £ 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 nc р — средняя скорость выгорания древесины, кг/(м2 · мин);
ni — средняя скорость выгорания i - го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/(м2 · мин).
Вычисляют время достижения максимального значения среднеобъемной температуры tmax , мин для ПРН
;
(К.9)
для ПРВ
tmax = t п ,
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
для ПРН
;
(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 tm ах , мин
для ПРН
; (К.13)
для ПРВ с точностью до 10 %
tmax = t п ,
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
для ПРН
;
(К.
15)
для ПРВ при 0,15 £ t п < 0,8 ч с точностью до 10 %
.
(К. 16)
При 0,8 < tп £ 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 tm ах , мин
для ПРН
(К.17)
для ПРВ
tmax = 1,1 t п ,
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/м2
:
а) при ПРН:
для конструкции стен
;
(К.
19)
для конструкций перекрытия
;
(К.20)
б) при ПРВ:
для конструкций стен при 0,8 > t п > 0,15 ч
;
(К.21)
при 1,22 ³ t п ³ 0,8 ч
=15 кВт/м2
;
для конструкций перекрытий (покрытий) при 0,8 > t п > 0,15 ч
;
(К.22)
при 1,22 ³ t п ³ 0,8 ч
=17,3 кВт/м2
;
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 ;
- высоту проемов hi ;
- общее количество пожарной нагрузки каждого вида горючего твердого материала Рi ;
- 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 Тв .
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 Тв на восходящей ветви соответствовало значение t НСП .
К.3.5 Определяют изменение среднеобъемной температуры в начальной стадии пожара
( Т - Т0 ) / (ТНСП - Т0 ) = ( t / t НСП )2 , (К.27)
где ТНСП — среднеобъемная температура в момент окончания НСП.
Среднее значение ТНСП 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 м2 , объем помещения V= 14040 м3 , площадь проемов А = 167 м2 , высота проемов h = 2,89 м. Общее количество пожарной нагрузки, приведенное к древесине, составляет 4,68 · 104 кг, что соответствует пожарной нагрузке q = 20 кг/м2 .
Расчет По результатам экспериментальных исследований продолжительность начальной стадии пожара:
t НСП = 40 мин.
Температура общей вспышки в помещении:
Тв = 250 °С.
Изменение температуры в начальной стадии пожара:
( Т - Т0 ) / (ТНСП - Т0 ) = ( t / t НСП )2 = [ 523 - 293 (t / 40)2 ];
Т - 293=0,14 t 2 .
Проемность помещения:
м0,5
.
Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки:
м3
/кг
Удельное критическое количество пожарной нагрузки:
q кп.к = кг/м2 .
Удельное количество пожарной нагрузки:
кг/м2
.
Из сравнения q к и q кп.к получается, что
q к = 14 > q кп.к = 5,16
Следовательно, в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией.
Максимальная среднеобъемная температура на стадии объемного пожара:
К.
Характерная продолжительность пожара:
ч.
Время достижения максимальной среднеобъемной температуры:
tm ах = t п = 24 мин.
Изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре:
;
Изменение среднеобъемной температуры при пожаре с учетом начальной стадии пожара в помещении объемом V = 14040 м3 , проемностью П= 0,12 м 0, 5 , с пожарной нагрузкой, приведенной к древесине в количестве 20 кг/м2 , представлен на рисунке К.1:
Рисунок К.1 — Изменение среднеобъемной температуры по времени с учетом начальной стадии пожара
ПРИЛОЖЕНИЕ Л
(рекомендуемое)
МЕТОД РАСЧЕТА ТРЕБУЕМОГО ПРЕДЕЛА ОГНЕСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Л. 1 Расчет требуемых пределов огнестойкости
Метод расчета требуемых пределов огнестойкости железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций промышленных зданий (сооружений) учитывает характеристики технологических процессов и устанавливает соответствующие требования к огнестойкости конструкций, исходя из нормируемого риска достижения предельного состояния конструкций по признаку потери несущей и теплоизолирующей способностей в условиях реальных пожаров.
Требуемые пределы огнестойкости устанавливаются на основе определения эквивалентной продолжительности пожаров и коэффициента огнестойкости. Коэффициент огнестойкости рассчитывают в зависимости от заданной предельной вероятности отказов конструкций в условиях реальных пожаров.
|
|
|
|
- H = 4,8 м ; q = 68 - 70 кг/м2 ; - - - Н = 6,6 м; 1 - q =2,4 - 14 кг/м2 ; 2 - q = 67 - 119 кг/м2 ; 3 - q = 60 - 66 кг/м2 ; 4 - q = 60 кг/м2 ; 5 - q = 82 - 155 кг/м2 ; 6 - q = 140 - 160 кг/м2 ; 7 - q = 200 кг/м2 ; 8 - q = 210 - 250 кг/м2 ; 9 - q = 500 - 550 кг/м2 Рисунок Л. 1 — Зависимость минимальной продолжительности начальной стадии пожара tНСП от объема V, высоты Н помещения и количества пожарной нагрузки q |
1 - H = 3м ; 2 - H = 6м ; 3 - H = 12 м Рисунок Л.2 — Зависимость минимальной продолжительности начальной стадии пожара tНСП от объема V высоты H помещения
|
Л. 1.1 Расчет требуемых пределов огнестойкости в помещении проводят для случаев локального или объемного пожаров. Для определения вида пожара сначала по рисункам Л.1 и Л.2 находят минимальную продолжительность начальной стадии пожара (НСП) tНСП . При распространении огня по пожарной нагрузке, отличающейся по свойствам от древесины, продолжительность НСП вычисляется по формуле
,
(
Л.1
)
где n др , ni , — средние скорости выгорания древесины и i -го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/(м2 · мин);
=
13,8 МДж/кг,
—низшие теплоты сгорания древесины и i
-го компонента
соответственно,
МДж/кг;
U
ср
,
—
средние линейные скорости распространения по
древесине и
i
-му
компоненту соответственно,
м/мин.
После определения продолжительности НСП проверяют неравенство:
S
т
£
p
(
)2
,
(Л.2)
где S т — площадь под пожарной нагрузкой, м2 .
Если условие (Л.2) выполняется, то пожарная нагрузка расположена сосредоточенно, в помещении будет локальный пожар.
В противном случае пожарная нагрузка расположена рассредоточенно, в помещении будет объемный пожар.
На основе данных проектной документации, пожарно-технических обследований, а также справочных материалов определяется эквивалентная продолжительность пожара t э для выбранной конструкции в рассматриваемом помещении. Эквивалентную продолжительность пожара определяют по известным значениям проемности помещения П, м0,5 и характерной длительности пожара t п ч.
Фактор проемности помещения при объемном пожаре П рассчитывают по формуле
(Л.3)
где S — площадь пола, м2 ;
V— объем помещения, м3 ;
А i — площадь, м2 ;
hi — высота i -го проема в помещении, м;
N — количество проемов.
В случае локального пожара фактор проемности рассчитывают по формуле
,
(Л.4)
где Н — расстояние от зеркала горения до конструкции (высота помещения), м;
F — площадь пожарной нагрузки (разлива), м2 .
Характерную длительность объемного пожара tп ч, для твердых горючих и трудногорючих материалов рассчитывают по формуле
,
(Л.5)
где Gj — общее количество пожарной нагрузки i -го материала в кг (j = 1,...,М);
М— число различных видов нагрузки;
n др — средняя скорость выгорания древесины, кг /( м2 ·мин);
п j — средняя скорость выгорания j -го материала, кг /( м2 ·мин);
, —
весовая доля j
-й пожарной нагрузки.
n др , nj определяют экспериментально или по справочным данным.
При горении ЛВЖ и ГЖ продолжительность локального пожара t л , мин, рассчитывают по формуле
,
(Л.6)
где G— количество ЛВЖ и ГЖ, которое может разлиться при аварийной ситуации, кг;
Мср — средняя скорость выгорания ЛВЖ и ГЖ, кг/(м2 ·мин);
F — площадь разлива, м2 .
Для рассматриваемого типа конструкций по номограммам (рисунки Л.3 — Л.9) определяют эквивалентную продолжительность пожара t э ( t п , П) [t п — определено по формулам (Л.5) или (Л. 6 ) в зависимости от вида пожара, а П вычислено по формулам (Л.3) или (Л.4)].
|
|
|
|
1
-
H/
4
- H/
Рисунок Л.3 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара t э от продолжительности пожара для железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций перекрытия в условиях локальных пожаров t л (или продолжительности НСП tНСП ) при горении твердых и трудногорючих материалов |
1-H
/
4
- H /
6
- H /
Рисунок Л.4 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара t э от продолжительности пожара tл для железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций перекрытия при горении ЛВЖ и ГЖ
|
|
|
|
|
1-H
/
3
- H / 5
- H / 7
- H / 9
- H /
Рисунок Л.5 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара t э от продолжительности пожара t л для горизонтальных незащищенных металлических конструкций |
1
-
H /
3
- H / 5
- H / 7
- H /
Рисунок Л.6 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара t э от продолжительности пожара t л для вертикальных незащищенных металлических конструкций
|
|
|
|
|
1 - П = 0,25 м 0,5 ; 2 - П = 0,20м 0,5 ; 3 - П = 0,18 м 0,5 ; 4 - П = 0,15 м 0,5 ; 5 - П = 0,12 м 0,5 ; 6 - П = 0,08 м 0,5 ; 7 - П = 0,04 м 0,5 ; Рисунок Л.7 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара t э от характерной продолжительности пожара t п Для огнезащищенных металлических и железобетонных конструкций перекрытия
|
1 - П = 0,25 м 0,5 ; 2 - П = 0,20м 0,5 ; 3 - П = 0,18 м 0,5 ; 4 - П = 0,15 м 0,5 ; 5 - П = 0,12 м 0,5 ; 6 - П = 0,08 м 0,5 ; 7 - П = 0,04 м 0,5 ; Рисунок Л.8 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара t э от характерной продолжительности объемного пожара t п для железобетонных несущих стен
|
|
|
1 - П = 0,25 м 0,5 ; 2 - П = 0,20м 0,5 ; 3 - П = 0,18 м 0,5 ; 4 - П = 0,15 м 0,5 ; 5 - П = 0,12 м 0,5 ; 6 - П = 0,08 м 0,5 ; 7 - П = 0,04 м 0,5 ; Рисунок Л.9 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара t э от характерного времени объемного пожара t п для центрально сжатых железобетонных колонн
|
=
Л. 1.2
Коэффициент огнестойкости выбранной конструкции К0
определяют по значению предельной вероятности отказов
с учетом допустимой вероятности отказов конструкций
.
Значения
в зависимости от того, какой группе конструкций
i
принадлежит выбранная конструкция, приведены в таблице Л.1.
Таблица Л.1—
Допустимые вероятности отказов конструкций от пожаров
|
Группа конструкций |
Вероятность отказов |
|
Вертикальные несущие конструкции, противопожарные преграды, ригели, перекрытия, фермы, балки |
10-6 |
|
Другие горизонтальные несущие конструкции, перегородки |
10-5 |
|
Прочие строительные конструкции |
10-4 |
Предельные
вероятности отказов конструкций в условиях пожаров
рассчитывают по формуле
где Р0 — вероятность возникновения пожара, отнесенная к 1 м2 площади помещения;
РА — вероятность выполнения задачи (тушения пожара) автоматической установкой пожаротушения;
Рп.о — вероятность предотвращения развитого пожара силами пожарной охраны.
Р0 рассчитывают по методу, приведенному в ГОСТ 12.1.004, или берут из таблицы Л.2.
Таблица Л.2 — Вероятности возникновения пожара Р 0 для промышленных помещений
|
Промышленный цех |
Вероятность возникновения пожара Р 0 , м/год · 10-5 |
|
По обработке синтетического каучука и искусственных волокон |
2,65 |
|
Литейные и плавильные |
1,89 |
|
Механические |
0,60 |
|
Инструментальные |
0,60 |
|
По переработке мясных и рыбных продуктов |
1,53 |
|
Горячей прокатки металлов |
1,89 |
|
Текстильного производства |
1,53 |
|
Электростанций |
2,24 |
Оценки РА берут из таблицы Л.3.
Таблица Л.3 — Вероятности выполнения задачи АУЛ РА
|
Тип АУП |
Вероятность выполнения задачи |
|
Установки водяного пожаротушения: спринклерные; дренчерные Установки пенного пожаротушения Установки газового пожаротушения с: механическим пуском; пневматическим пуском; электрическим пуском |
0,571 0,588 0,648
0,518 0,639 0,534 |
Рп.о устанавливают по статистическим данным или расчетом с учетом установки автоматических средств обнаружения пожара, сил и средств пожарной охраны. В случае отсутствия данных по пожарной охране и системе пожарной сигнализации следует положить Рп.о
По вычисленным
значениям
определяют значение характеристики безопасности при необходимости
интерполируя данные таблицы Л.4.
Таблица Л.4— Значения характеристики безопасности Р
|
Вероятность
отказов конструкций при пожаре
|
Характеристика безопасности b |
Вероятность
отказов конструкций при пожаре
|
Характеристика безопасности b |
|
|
3,7 4,1 4,4 4,5 |
|
2,3 2,8 3,2 3,5 |
|
|
3,1 3,5 3,8 4,0 |
|
1,3 2,0 2,5 2,6 |
Л.1.3 Расчет коэффициента огнестойкости К0 проводят по формуле
К0 = 0,527 ехр (0,36 b ). (Л.8)
В качестве примера в таблице Л.5 приведены значения К0 для условий Р 0 = 5 · 10-6 м2 /год и РА = 0,95, Рп.о = 0.
Таблица Л.5 — Коэффициент огнестойкости К0
|
Площадь отсеков S, м2 |
Вертикальные несущие конструкции, противопожарные преграды, балки, перекрытия, фермы |
Другие горизонтальные несущие конструкции, перегородки |
Прочие строительные конструкции |
|
1000 2500 5000 7500 10000 20000 |
1,36 1,52 1,69 1,79 1,84 2,03 |
0,99 1,14 1,26 1,31 1,42 1,47 |
0,58 0,75 0,87 0,94 0,99 1,10 |
Л.1.4 Требуемый предел огнестойкости t0 рассчитывают по вычисленным значениям t э , и К 0
t0 = К 0 . (Л.9)
Примеры
1 Определить требуемую огнестойкость железобетонной плиты перекрытия над участком механического цеха при свободном горении 100 кг индустриального масла на площади F= 3 м2 . Размеры помещения 18 х 12 х 4 м, в помещении есть проем с размерами 4 х 3 м. Принять, что допустимая вероятность отказов Р доп равна 10-6 .
Расчет
Из справочников найдем, что скорость выгорания масла Мср = 2,7 кг/(м2 ·мин). Тогда вычислим продолжительность локального пожара t п по формуле (Л.6)
t п = 100 / (3 · 2,7) » 12,4 мин.
Проемность П в случае локального пожара определим по формуле (Л.4)
П = 4 /
»
2,3.
Теперь найдем эквивалентную продолжительность пожара t э Для железобетонной плиты перекрытия при горении индустриального масла. По рисунку Л.4 получим t э < 0,5 ч. Согласно условию задачи РA = P п.о =0, а по таблице Л.2 находим Р0 = 0,6 · 10-5 м2 /год. Тогда предельная вероятность Р п , вычисленная по формуле (Л.6), равна:
Рп = 10-6 / (6 · 10-6 · 18 · 12) » 7,7 ·10-4 .
Интерполируя данные таблицы Л.4, находим, что b» 3,1. Теперь вычислим коэффициент огнестойкости по формуле (Л.8):
К0 = 0,527 ехр (0,36 · 3,1) » 1,6.
Требуемый предел огнестойкости t0 равен:
t0 < 1,6 · 0,5 = 0,8 ч.
2 Определить требуемую огнестойкость железобетонной плиты перекрытия над участком механического цеха в условиях объемного пожара при свободном горении древесины с плотностью нагрузки 20 кг · м-2 . Размеры помещения 18 х 12 х 4 м, в помещении есть проем с размерами 4 х 3 м. Принять Рдоп = 10-6 м 2 /год.
Расчет
Определим фактор проемности П. Объем V помещения равен
V = 18 · 12 · 4 = 864 м3 < 1000м3 .
Тогда по формуле (Л.3) получаем
П =
4 ·
3
»
0,23.
Характерную продолжительность пожара вычислим по формуле (Л.4). Общее количество пожарной нагрузки G равно
G = 20 · 18 · 12 = 4320 кг.
По формуле (Л.4) определяем, что
t
п
= 4320 · 13,8
/
(6285 · 12 ·)
»
0,46 ч.
По рисунку Л.7 определяем эквивалентную продолжительность пожара t э для железобетонной плиты перекрытия при вычисленных значениях П и t п Получаем, что t э » 0,8 ч. С учетом вычисленного в примере 1 значения К 0 найдем требуемый предел огнестойкости t0 :
t0 = 1,6 · 0,8 » 1,3ч.
ПРИЛОЖЕНИЕ М
(рекомендуемое)
МЕТОД РАСЧЕТА РАЗМЕРА СЛИВНЫХ ОТВЕРСТИЙ
М.1 Введение
M.I.I Настоящий метод устанавливает порядок расчета площади сливного отверстия в ограничивающем жидкость устройстве (поддоне, отсеке, огражденном бортиками участке цеха, производственной площадке и т.п.), при котором исключается перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами.
М. 1.2 В расчете учитывают поступление горючей жидкости в поддон из аппарата в момент его аварийного вскрытия, воды от установки пожаротушения и выгорание жидкости с поверхности поддона.
М.1.3 В методике расчета приняты следующие предположения:
- при возникновении аварийной ситуации герметичность стенок аппарата не нарушается;
- разрушаются только патрубки, лежащие ниже уровня жидкости в аппарате, образуя сливные отверстия, равные диаметру патрубков;
- вероятность одновременного разрушения двух патрубков мала;
- давление паров над поверхностью жидкости в аппарате в процессе слива жидкости не меняется.
М.2 Расчет площади сливных отверстий
М.2.1 Для проведения расчета необходимо знать:
- количество трубопроводов п, расположенных ниже уровня горючей жидкости в аппарате, и площадь их поперечного сечения s , м2 ;
- площадь поперечного сечения аппарата Fa , м2 ;
- высоту уровня жидкости над трубопроводами Н, м;
- высоту борта поддона L, м;
- интенсивность орошения водой, подаваемой из установок пожаротушения, площади поддона I , кг/(м2 · с);
- скорость выгорания горючей жидкости W, кг/(м2 · с);
- избыточное давление в аппарате над поверхностью жидкости р, Н/м2 .
Целью расчета является выбор площади поддона F п , м2 , и расчет площади сливного отверстия f м2 .
М.2.2 По заданным исходным данным определить начальные расходы Qi , м3 /с, жидкости из аппарата через отверстия, равные сечению трубопроводов, расположенных на аппарате, по формуле
где j i = 0,65 — коэффициент истечения жидкости через отверстие;
s i — площадь сечения i -го трубопровода;
g— ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2 ;
Н i — высота уровня жидкости над i -м трубопроводом.