Методички / Пожарная безопасность

31

M

22,413 м3 кмоль–1; tр – расчетная температура, °С; Сст – стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (объемных).

В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры

в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры tр по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее рав- ной 61 °С; Сст вычисляют по формуле

100 Ccт = 1 + 4.84β ,

где β = nС + (nН− nХ )4− 0.5nО – стехиометрический коэффициент кислоро-

да в реакции сгорания; nС, nH, nО, nX – число атомов С, Н, О и галоидов в моле- куле горючего; Kн – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать Kн = 3.

Расчет ∆Р для индивидуальных веществ, а также для смесей, кроме ин- дивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Сl, Вr, I, F, может быть выполнен по формуле

32

где Нт – теплота сгорания, Дж кг–1; ρв – плотность воздуха при начальной тем- пературе Т0, кг м–3; Сp – теплоемкость воздуха, Дж кг–1 К–1 (допускается при-

нимать равной 1,01 103, Дж кг–1 К–1); Т0 – начальная температура воздуха, К. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняю-

щихся или горючих жидкостей при определении массы m, входящей в фор- мулы (1) и (2), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при пре- вышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электро- снабжением по первой категории надежности по Правилам устройства элект- роустановок, при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.

При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, посту- пивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент K, определя- емый по формуле

K = АТ + 1,

где А – кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с–1; Т – продолжительность поступления ГГ и паров ЛВЖ в объем помещения, с.

Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа, определяется по формуле

т = (Vа + Vт )ρг,

где Vа – объем газа, вышедшего из аппарата, м3; Vт – объем газа, вышедшего

из трубопроводов, м3. При этом

V= 0.01 PV ,

а1

где P1 – давление в аппарате, кПа; V – объем аппарата, м3;

Vт = V1т + V2т ,

где V1т – объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V2т – объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;

V1т = qT ,

где q – расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регла-

ментом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температу- ры газовой среды и т. д., м3 с–1; Т – время, с;

33

V2т = 0.01πP2 (r12L1 + r22L2 +...+ rn2Ln) ,

где P2 – максимальное давление в трубопроводе по технологическому регла-

менту, кПа; r1, 2,…, n – внутренний радиус трубопроводов, м; L1, 2,…, n – длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.

Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии несколь- ких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со све- женанесенным составом, открытые емкости и т. п.), определяется из выражения

где mр – масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; mемк – масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; mсв.окр – масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.

При этом каждое из слагаемых в формуле (3) определяется по формуле

т = WFиT,

где W – интенсивность испарения, кг с–1 м–2; Fи – площадь испарения, м2,

определяемая в зависимости от массы жидкости mп, вышедшей в помещение. Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (3) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жид-

кости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ. Интенсивность испарения W определяется по справочным и эксперимен-

тальным данным. Для ненагретых выше расчетной температуры (окружающей среды) ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле

W = 10−6 η M Pн,

где η – коэффициент, принимаемый по табл. 11 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; Рн – давление

насыщенного пара при расчетной температуре жидкости tр, определяемое по справочным данным, кПа.

34

Масса паров m, кг, при испарении жидкости, нагретой выше расчетной температуры, но не выше температуры кипения жидкости, определяется по соотношению

где Cж – удельная теплоемкость жидкости при начальной температуре испаре- ния, Дж кг–1 К–1; Lисп – удельная теплота испарения жидкости при начальной температуре испарения, определяемая по справочным данным, Дж · кг–1.

При отсутствии справочных данных допускается рассчитывать Lисп по формуле

где В, Са – константы уравнения Антуана, определяемые по справочным данным для давления насыщенных паров; Та – начальная температура нагре-

той жидкости, К; М – молярная масса жидкости, кг · кмоль–1.

Формулы (4) и (5) справедливы для жидкостей, нагретых от темпера- туры вспышки и выше при условии, что температура вспышки жидкости превышает значение расчетной температуры.

Расчет избыточного давления ∆Р, кПа, производится по формуле (2), где коэффициент Z участия взвешенной пыли в горении рассчитывают по формуле

Z = 0,5F,

где F – массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превы- шением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины F до- пускается принимать F = 1.

Расчетную массу взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образо- вавшейся в результате аварийной ситуации, определяют по формуле

35

где твз – расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; тав – расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг; ρст –

стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг м–3 ; Vав – расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной си- туации в объеме помещения, м3.

В отсутствие возможности получения сведений для расчета Vав допус- кается принимать

т = твз + тав.

Расчетную массу взвихрившейся пыли mвз определяют по формуле

твз = Kвзтп,

где Kвз – доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине Kвз допускается принимать равной

0.9; mп – масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг. Расчетную массу пыли, поступившей в помещение в результате ава-

рийной ситуации, mав, определяют по формуле

тав = (тап + qT )Kп,

где mап – масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; q – производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения,

кг с–1; Т – время отключения, с; Kп – коэффициент пыления, представляю- щий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, по- ступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных

данных о величине Kп допускается принимать:

-Kп = 0.5 – для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;

-Kп = 1.0 – для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.

Массу отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяют по формуле

mп = Kг (m1 + m2 ) , Ky

где Kг – доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; Kу – коэффици- ент эффективности пылеуборки. Принимают равным 0.6 при сухой и 0.7 –

37

Расчетное избыточное давление ∆Р для веществ и материалов, способ- ных сгорать при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с

другом, определяют, полагая Z = 1 и принимая в качестве Нт энергию, выде- ляющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодей- ствия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испыта- ниях. В случае, когда определить величину ∆Р не представляется возмож- ным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.

Согласно приложению СП 12.13130.2009 определение категорий по- мещений В1 – В4 осуществляют путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки (далее – пожарная нагрузка) на лю- бом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в табл. 12.

Таблица 12

Пункт Б.2 приложения СП 12.13130.2009. При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) легковоспламеняющихся, горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих ве- ществ и материалов в пределах пожароопасного участка пожарная нагрузка Q, МДж, определяется по формуле

лота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж кг–1.

Удельная пожарная нагрузка g, МДж м–2, определяется из соотношения

g = Q , S

где S – площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2).

38

ТРЕБОВАНИЯ ПО ОГНЕСТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Здания и сооружения, а также их части, выделенные противопожарны- ми стенами 1-го типа (пожарные отсеки), согласно СНиП 2.01.02-85* подраз- деляются по степени огнестойкости. Она определяется минимальными пре- делами огнестойкости строительных конструкций и максимальными преде- лами распространения огня по этим конструкциям (табл. 13). Примерные конструктивные характеристики зданий по степени их огнестойкости приве- дены в табл. 14.

Пределы огнестойкости конструкций. За предел огнестойкости стро-

ительных конструкций принимается время (в часах и минутах) от начала их огневого стандартного испытания до возникновения одного из предельных состояний по огнестойкости.

Таблица 13

Примечания:

1.В скобках приведены пределы распространения огня для вертикальных и наклон- ных участков конструкций.

2.Сокращение “н.н.” означает, что показатель не нормируется.

39

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в усло- виях стандартных испытаний. Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов устанавливается по времени достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:

1)потеря несущей способности (R);

2)потеря целостности (Е);

3)потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения тем- пературы на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значе- ний (I) или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

Таблица 14

Iискусственных каменных материалов, бетона или железобетона с примене- нием листовых и плитных негорючих материалов

IIТо же. В покрытиях зданий допускается применять незащищенные стальные конструкции Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или

искусственных каменных материалов, бетона или железобетона. Для пере- крытий допускается использование деревянных конструкций, защищенных

IIIштукатуркой или трудногорючими листовыми, а также плитными материа- лами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам ог- нестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачно- го покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке

Здания преимущественно с каркасной конструктивной схемой. Элементы IIIа каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие кон- струкции – из стальных профилированных листов или других негорючих ли-

стовых материалов с трудногорючим утеплителем

Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из цельной или клееной древесины, подвергнутой огне- защитной обработке, обеспечивающей требуемый предел распространения огня. Ограждающие конструкции – из панелей или поэлементной сборки,

IIIб выполненные с применением древесины или материалов на ее основе. Дре- весина и другие горючие материалы ограждающих конструкций должны быть подвергнуты огнезащитной обработке или защищены от воздействия огня и высоких температур таким образом, чтобы обеспечить требуемый предел распространения огня.

Здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клее- ной древесины и других горючих или трудногорючих материалов, защищен- ных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими

IV листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъяв- ляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке

40

Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. IVа Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих

материалов с горючим утеплителем.

VЗдания, к несущим и ограждающим конструкциям которых не предъявляют- ся требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня

Предел распространения огня – время (в часах или минутах) от нача- ла огневого стандартного испытания образцов до наступления любого из признаков, характеризующих распространение огня по конструкциям. За предел распространения огня принимается размер поврежденной зоны об- разца в плоскости конструкции от границы зоны нагрева перпендикулярно ей до наиболее удаленной точки повреждения (для вертикальных конструкций – вверх, для горизонтальных – в каждую сторону) согласно методике прил. 1 к СНиП 2.01.02 – 85*. Повреждением считается обугливание или выгорание материалов, обнаруживаемое визуально, а также оплавление термопластич- ных материалов.

Взданиях I и II степеней огнестойкости допускается применять перего- родки из гипсокартонных листов по ГОСТ 6266-89 с каркасом из негорючих материалов с пределами огнестойкости не менее соответственно 1 и 0.5 ч. При этом в общих коридорах, лестничных клетках, вестибюлях, холлах и фойе гипсокартонные листы не допускается окрашивать горючими красками.

Конструкции, образующие уклон пола в зальных помещениях, должны соответствовать нормам, установленным в табл. 13 для плит, настилов и дру- гих несущих конструкций перекрытий.

Взданиях всех степеней огнестойкости кровлю, стропила и обрешетку чердачных покрытий, полы, двери, ворота, переплеты окон и фонарей, а так- же отделку (в том числе облицовку) стен и потолков независимо от нормиру- емых пределов распространения огня по ним допускается выполнять из го- рючих материалов. При этом стропила и обрешетку чердачных покрытий (кроме зданий V степени огнестойкости) следует подвергать огнезащитной обработке. Качество огнезащитной обработки должно быть таким, чтобы по- теря массы огнезащищенной древесины при испытании по СТ СЭВ 4686-84 не превышала 25 %.

Взданиях с чердаками (за исключением зданий V степени огнестойко- сти) при устройстве стропил и обрешетки из горючих материалов не допус- кается применять кровли из горючих материалов.

Впомещениях, в которых производятся, применяются или хранятся го- рючие жидкости, полы следует выполнять из негорючих материалов.

Взданиях всех степеней огнестойкости, кроме V, не допускается вы- полнять облицовку из горючих материалов и оклейку горючими пленочными материалами стен и потолков в общих коридорах, в лестничных клетках, ве- стибюлях, холлах и фойе, а также устраивать из горючих материалов полы в вестибюлях, лестничных клетках и лифтовых холлах.