Площадь очага пожара при расчете дымоудаления - VISTAGRUP.RU

Площадь очага пожара при расчете дымоудаления

Площадь очага пожара при расчете дымоудаления

Группа: Участники форума
Сообщений: 114
Регистрация: 5.6.2008
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 19463

Раньше считал дымоудаление по пособию 4,91 к СНиП 2,04,05-91 и даже как-то не задумывался принимая Периметр очага пожара не более 12м, но в связи с выходом новых методик закрадываются сомнения:
я рассматривал следующие методики:
-пособию 4,91 к СНиП 2,04,05-91
-Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий ВНИИПО
-Расчет параметров систем противодымной защиты жилых и общественных зданий Р НП «АВОК» 5,5,1-2010

и у меня получились следующие выводы:
1 — «периметр очага пожара», «площадь горения пожарной нагрузки» и «площадь очага пожара» это эквивалентные понятия в различных методиках.
2 — расчет системы дымоудаления на основании этих понятий возможен только при ограничении данного показателя.
3 — ограничение данного показателя происходит только на основании присутствия или отсутствия систем автоматического пожаротушения.
4 — при превышении данного показателя граничного в методике значения расчет ведется на режим незадымления путей эвакуации (по площади дверей по различным фасадам).

В связи с этим возникают следующие вопрос Если у меня есть помещение на 2-ом этаже без пожаротушения. как считать данное помещение:
если по периметру очага пожара. то его нужно брать как периметр помещения или нет?
если по незадымляемости путей эвакуации, то как считать площади проемов по фасадам, если эвакуация идет через лестничную клетку (обычную не незадымляемую)

Группа: Участники форума
Сообщений: 52
Регистрация: 6.1.2011
Пользователь №: 88509

Периметр очага пожара — периметр участка, в пределах которого располагаются горючие материалы, в общем случае может быть не равен площади помещения.
В методике ВНИИПО расход продуктов горения определяется из мощности очага пожара, а та из площади горения пожарной нагрузки (но не по периметру).

Если система ДУ проектируется только на обеспечение эвакуации, то за площадь пожара нужно брать площадь, охваченную огнем за время эвакуации.
Про проемы по фасадам не совсем понял. Может имеете ввиду проемы ведущие из коридора в лестничную клетку?

Группа: Участники форума
Сообщений: 114
Регистрация: 5.6.2008
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 19463

Я знаю что в методике ВНИИПО площадь горения пожарной нагрузки я про то что этот параметр характеризует примерно тоже что и периметр очага.
Про периметр очага пожара, например какой периметр будет в столовой с массовым пребыванием людей, если столы стоят у стен в том числе. Просто во всех методиках говориться об этом параметре и нигде нет четких указаний как этот параметр определять.

Как определить площадь охваченную огнем за время эвакуации.
Про проемы:
например пункт 2,6 б пособия 4,91 к снип 2,08,02 «Расход дыма . рекомендуется рассчитывать . по расходу воздуха, поступающего в помещение через открытые двери эвакуационных выходов, если периметр очага пожара превышает 12м . «

Группа: Участники форума
Сообщений: 52
Регистрация: 6.1.2011
Пользователь №: 88509

Я знаю что в методике ВНИИПО площадь горения пожарной нагрузки я про то что этот параметр характеризует примерно тоже что и периметр очага.
Про периметр очага пожара, например какой периметр будет в столовой с массовым пребыванием людей, если столы стоят у стен в том числе. Просто во всех методиках говориться об этом параметре и нигде нет четких указаний как этот параметр определять.

Как определить площадь охваченную огнем за время эвакуации.
Про проемы:
например пункт 2,6 б пособия 4,91 к снип 2,08,02 «Расход дыма . рекомендуется рассчитывать . по расходу воздуха, поступающего в помещение через открытые двери эвакуационных выходов, если периметр очага пожара превышает 12м . «

В наших нормативах нет четкого указания, согласен.
В nfpa 92b (США) площадь пожарной нагрузки определяют исходя из расстояния между горючими материалами. Если это расстояние менее критического, т.е. возможен переход горения с предмета на предмет, то площадь размещения этих предметов (мебель, например) суммируется + суммируется площадь между ними. Посмотрите сами, здесь на сайте этот документ выложен.

Площадь, охваченную огнем за время эвакуации определяется так:
Считается время эвакуации, по справочнику берется линейная скорость распространения пламени по горючему материалу, считается радиус/диаметр очага пожара, потом определяется площадь.

Про проемы:
Это вытекает из уравнения сохранения массы в случае развитого пожара, регулируемого вентиляцией: от очага горения в помещение поступает столько дыма (по массе) сколько его поступает внутрь помещения через открытые проемы, следовательно нужно столько же дыма и удалять.

Особенности проектирования систем противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги

Как известно, в 2002 г. вступил в силу Федеральный закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании», которым устанавливается принципиально новый подход к нормированию на территории РФ. В соответствии с ним был разработан Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.08.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», статьями 56, 85, 138 которого установлены требования к системам противодымной вентиляции, в том числе с естественным побуждением тяги. В поддержку к этому Техническому регламенту был разработан и утвержден приказом МЧС от 25.03.2009 № 177 Свод правил СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования», вступивший в действие с 1 мая 2009 г.

Необходимо отметить, что согласно новому законодательству, все положения Свода правил выполняются на добровольной основе. Если по каким-то техническим причинам невозможно выполнить все положения Свода правил, то дополнительно для объекта должен быть рассчитан индивидуальный пожарный риск (т.е. риск гибели людей при пожаре в случае возникновения чрезвычайной ситуации, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально- экономических условий). Оценка пожарного риска проводится путем определения расчетных величин пожарного риска на объекте защиты и сопоставления их с соответствующими нормативными значениями пожарных рисков, установленными техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности. Расчетные величины пожарного риска являются количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей.

В пункте 7.4 СП 7.13130.2009 сказано: «…Расход продуктов горения, удаляемых вытяжной противодымной вентиляцией, следует определять по расчету в зависимости от мощности тепловыделения очага пожара, теплопотерь в ограждающие строительные конструкции помещений и вентиляционных каналов, температуры удаляемых продуктов горения, параметров наружного воздуха, состояния (положений) дверных и оконных проемов…»

С учетом требований данного пункта ФГУ ВНИИПО МЧС России были изданы Методические рекомендации «Расчетное определение основных параметров систем противодымной вентиляции зданий».

Остановимся на вопросах расчетного определения параметров систем вытяжной вентиляции с естественным побуждением тяги.

Особенности расчетного определения основных параметров систем противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги

Массовый расход продуктов горения, поступающих в помещение с конвективной колонкой от очага пожара и подлежащих удалению системами вытяжной противодымной вентиляции, определяется согласно зависимости:

Эта зависимость работает в том случае, если высота пламени от очага пожара не заходит в дымовой слой. Если пламя заходит в дымовой слой, массовый расход конвективных продуктов горения описывается следующей зависимостью:

Для того чтобы понять, какой зависимостью пользоваться, есть формула, позволяющая определить высоту пламени:

Актуальная информация

С 2010 г. люки дымоудаления подлежат обязательной сертификации на соответствие ГОСТ Р 53301-2009 «Клапаны противопожарные вентиляционных систем. Метод испытаний на огнестойкость».

Расчетная схема газообмена представлена на рис. 1:
от очага пожара продукты горения, которые характеризуются
определенной массовой скоростью выделения
при определенной температуре конвективной колонки,
поступают в подпотолочное пространство.

Дым, контактируя с ограждающими конструкциями,
передает им тепло. Средняя температура дымового слоя
определяется по зависимости:

Необходимо обратить внимание, что температура воздуха
при расчете параметров систем с естественным
дымоудалением принимается на теплый период года. Тем
самым высчитывается минимальная разница между
плотностью воздуха и плотностью газа. Данный параметр
необходим для расчета перепада давления.

Коэффициент теплоотдачи в ограждающие конструкции
зависит от температуры дымового слоя, которую требуется
рассчитать согласно формуле. Еще одна неизвестная
в уравнении – удельная теплоемкость газа. Чтобы ее
определить, требуется знать температуру дымового слоя.

Данное уравнение легко решается при помощи программы
Excel.

Конвективная мощность очага пожара вычисляется по следующей зависимости (вторая и третья зависимости не относятся к конвективной мощности очага пожара):

При наличии систем водяного пожаротушения вместо комплекса

можно подставлять значение 9 м2 либо 16 м2 в зависимости от группы помещения по табл. 5.1 СП 5.13130.2009. Для того чтобы не суммировать компоненты пожарной нагрузки в помещениях (древесина, пластик и т.д.), можно воспользоваться методическими рекомендациями ВНИИПО, в которых есть справочные таблицы по типам зданий и помещений (так называемые усредненные величины).

Требуемая площадь дымовых люков

Для систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги минимально необходимое проходное сечение дымовых люков, устанавливаемых в покрытиях зданий, определяется зависимостью:

Читайте также  Лифтовой холл противопожарные нормы

Расчетные схемы газообмена в помещениях с учетом различного расположения путей эвакуации

Мы уже говорили о высоте незадымляемых зон. Коснемся теперь вопроса организации отвода дыма из атриумов. Если атриум имеет глухое ограждение по всей своей высоте (рис. 2), то высота незадымляемой зоны принимается по высоте роста человека. Данная величина варьируется в диапазоне от 2,2 до 2,5 м от основания помещения, где может произойти пожар.

Возникает проблема: требуемая площадь люков начинает стремиться к бесконечности, если температура продуктов горения стремится к температуре окружающего воздуха.

Отчего это происходит? Дым контактирует с большой площадью ограждающих строительных конструкций, интенсивно передает им свое тепло. Тем самым разница температур начинает стремиться к нулю, а площадь люков дымоудаления при делении на ноль – к бесконечности:

Другой вариант: атриум, имеющий открытые галереи по всей своей высоте (рис. 3). В этом случае высоту незадымляемой зоны мы не имеем права задавать на уровне 2,5 м от основания атриума, где происходит возгорание. Мы обязаны задать эту высоту с учетом роста человека, находящегося на верхней галерее атриума.

Здесь возникает другая проблема. Площадь люков дымоудаления начинает стремиться к бесконечности в случае, если толщина дымового слоя близка к нулю:

Расчетная схема газообмена при пожаре в атриуме с конструктивно неотделенными галереями Актуальная информация В соответствии с п. 7.10 г) СП 7.13130.2009 открытие люков должно обеспечиваться при эквивалентной снеговой нагрузке и ветровом давлении, установленными в СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», но не менее 60 кг/м2 и 15 кг/м2 , соответственно.

Данная проблема также характерна для невысоких помещений, например, коридоров, где высота потолка варьируется в пределах 3-3,5 м (при высоте незадымляемой зоны 2,5 м остается всего 1 м).

Теперь рассмотрим случай со складским комплексом. Складские комплексы, как правило, подразумевают стеллажное хранение продукции. В таком случае высоту незадымляемой зоны необходимо задавать не по высоте человека (2,5 м от уровня основания помещения), а по высоте расположения горючей нагрузки на верхних паллетах стеллажа (рис. 4). При возгорании в одной из паллет, если мы зададим низкое значение для незадымляемой зоны, получится так, что соседние паллеты окажутся в зоне высоких температур, и тем самым возникает риск неконтролируемого распространения очага пожара по зданию.

Очень часто в складских зданиях используются так называемые открываемые фрамуги (ленточное остекление, дооснащенное электро- или пневмоприводами). Многие полагают, что тем самым обеспечивается не только возможность проветривания помещений, но и противодымная защита зданий.

Однако, чтобы такое остекление выполняло функции противодымной защиты, оно должно располагаться с заветренной стороны здания. В ряде случаев возникает проблема, когда ветровой напор превышает перепад давления, образуемый в дымовом слое, и дым не уходит, поскольку он оказывается «зажат» в пределах помещения:

В ряде случаев геометрические параметры помещения имеют такую конфигурацию, связанную с большими площадями, когда температура дымового слоя практически равна температуре воздуха в теплый период года, о чем уже упоминалось выше. Иногда получаются такие величины, когда температура в Московском регионе летом поднимается до 26 °С, а температура дымового слоя при этом варьируется в диапазоне 31-33 °С. Данная проблема решается устройством приточной противодымной вентиляции с механическим побуждением тяги, которая подает воздух в основание помещения, тем самым создавая избыточное давление по отношению к внешней среде и выдавливая продукты горения (рис. 5).

В данном случае площадь дымовых люков рассчитывается с учетом работы противодымной вентиляции (характеристик напора воздуха, подаваемого системой).

Преимущества и недостатки систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги с точки зрения обеспечения пожарной безопасности

К основным преимуществам систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги относятся:

• низкая масса люков;

• возможность установки на ненесущей кровле (покрытии);

• низкая потребляемая мощность энергии, требуемой для обеспечения их работы;

• отсутствие необходимости устройства вентиляционных камер.

Основные недостатки систем вытяжной противодымной вентиляции с естественным побуждением тяги:

• зависимость работы систем от внешних климатических параметров (снеговая нагрузка, которая для некоторых климатических регионов превышает предельно допустимые рабочие возможности изделий; ветровая нагрузка; высокие значения температур окружающей среды в теплый период года);

• низкая эффективность при малой мощности очага пожара (в этом случае температура дымового слоя равна температуре окружающей среды);

• необходимость обеспечения высоких значений средней температуры дымового слоя посредством конструктивного разделения противодымными экранами на дымовые зоны с целью уменьшения площади тепловоспринимающей поверхности ограждающих конструкций (не на всех объектах возможна установка противодымных экранов; следует учитывать также немалую их стоимость);

• сложность применения систем для защиты помещений малой высоты (2,5-3,0 м);

• необходимость устройства систем приточной противодымной вентиляции с механическим побуждением тяги, обеспечивающих подачу наружного воздуха в основание помещения (требуется крупная вентиляционная камера на уровне первого этажа, установка воздухозаборника с фасада здания; кроме того, хотя в нормативных документах это и не прописано, не рекомендуется подавать воздух с очень большой скоростью).

Борис Борисович Колчев, заместитель начальника отдела огнестойкости строительных конструкций и инженерного оборудования зданий

Актуальная информация

В соответствии с ст. 138 ч. 3 ФЗ №123, п. 7.19 СП 7.13130.2009, приводы люков должны обеспечивать автоматический (от АПС или АУПТ) и дистанционный режимы управления.

Особенности расчёта систем противодымной вентиляции

Системы противодымной вентиляции играют заметную роль в комплексе всех инженерных систем здания и призваны предотвращать «. поражающие воздействия на людей и (или) материальные ценности продуктов горения, распространяющихся во внутреннем объёме здания при возникновении пожара в одном помещении на одном из этажей одного пожарного отсека» (пункт 7.1 СП 7.13130.2013 [1]). Этой статьёй мы начинаем ряд публикаций, посвящённых методам расчёта систем приточно-вытяжной противодымной вентиляции и программному обеспечению расчёта.

Одним из важнейших этапов проектирования систем противодымной вентиляции является расчёт систем. Для вытяжной противодымной системы — это определение количества продуктов горения, которые необходимо удалить из рассматриваемого помещения.

В соответствии с пунктом 7.4 [1] «Расход продуктов горения, удаляемый вытяжной противодымной вентиляцией, следует рассчитывать в зависимости от мощности тепловыделения очага пожара, теплопотерь через ограждающие строительные конструкции помещений и вентиляционные каналы, температуры удаляемых продуктов горения, параметров наружного воздуха, состояния (положения) дверных и оконных проёмов, геометрических размеров. »

Если в соответствии с ранее действующими нормативными документами СНиП 2.04.05-91* [6] по пункту 5.9 температуру продуктов горения, удаляемых из помещения, рекомендовалось принимать фиксированной: «. t = 600 °Cпри горении жидкости и газов; . t = 450°Cпри горении твёрдых тел. t = 300°Cпри горении волокнистых веществ и удалении дыма из коридоров и холлов», то сегодня пункт 7.4 [1], как было сказано выше, требует от автора проекта рассчитывать температуру дыма для каждого рассматриваемого случая, то есть «Не допускается принимать без расчёта фиксированные значения температуры удаляемых продуктов горения из коридора и помещений».

Таким образом, в самом Своде Правил 7.13130.2013 [1] декларируются правила, в соответствии с которыми необходимо проектировать противодымные системы. Инструкции для реального воплощения в жизнь этих требований разработаны в Методических рекомендациях к Своду Правил 7.13130.2013 [1] «Расчётное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий» [3], разработанных ВНИИПО.

Расход продуктов горения, удаляемый вытяжной противодымной вентиляцией, следует рассчитывать в зависимости от мощности тепловыделения очага пожара. Не допускается принимать без расчёта фиксированные значения температуры удаляемых продуктов горения из коридора и помещений

Рассмотрим особенности расчёта систем вытяжной противодымной вентиляции на примере одной из программ, разработанной на основании этой методики [8].

«Рекомендации разработаны в соответствии с вновь введёнными нормативными документами по пожарной безопасности [1, 2] и регламентируют порядок расчёта основных параметров противодымной вентиляции различного назначенияпреимущественно жилых и общественных, производственных и складских, а также многофункциональных зданий и комплексов, закрытых подземных и надземных автостоянок».

Соответственно, теми же функциями обладает и программа, разработанная на основе этих рекомендаций.

Программа позволяет определить параметры систем противодымной вентиляции из: вестибюлей, холлов, коридоров, смежных с горящим посещением; из зальных помещений различного назначения и атриумов; из залов атриумов при пожаре непосредственно под галереей на уровне основания атриума; из закрытых надземных и подземных автостоянок.

Рассмотрим расчёт системы удаления продуктов горения из вестибюлей, коридоров, холлов и т.п., смежных с горящим помещением.

Интерфейс программы содержит ряд страниц для ввода данных. На первой определяются характеристики объекта: здание жилое или общественное. Расположение: в городе, за городом. Наличие системы автоматического пожаротушения.

Читайте также  Противопожарная покраска металлоконструкций

Независимо от того, удаляем мы продукты горения непосредственно из помещения, где возможен пожар, или из смежного с ним, например, из коридора, расчёт всегда начинается с рассмотрения помещения, где происходит пожар. Какое помещение принять за расчётное? Если в коридор выходят несколько помещений, то к расчёту принимается помещение с наихудшими с точки зрения пожарной нагрузки характеристиками. Если помещения однотипны (офисы) и визуально определить расчётное не представляется возможным, необходимо просчитать несколько помещений (программа позволяет оперативно сделать это).

При описании помещения вводятся его характеристики: размеры помещения, размеры всех проёмов (окон, дверей и т.п.). Размеры проёмов необходимы для вычисления проёмности помещения — величины П. Величина П используется далее при расчёте критической пожарной нагрузке в помещении.

На следующей странице программы вводится пожарная нагрузка. Для удобства пользователя в программу включена специальная таблица с необходимыми для расчёта параметрами горючих веществ. В ней приведены: низшая рабочая теплота сгорания, линейная скорость распространения пламени, удельная скорость выгорания (далее — характеристики горючих веществ). Справочные данные взяты из справочного пособия [4]. С развитием технологии в настоящее время стал актуальным ряд веществ, неучтённых в данном справочнике. Чтобы иметь возможность включить в расчёт дополнительные горючие вещества, введена кнопка «Пользовательская», позволяющая ввести их при условии одновременного введения всех необходимых характеристик.

Определение параметров производится по «Методическим рекомендациям» [3] в зависимости от вида объёмного пожара в рассматриваемом помещении. Определение вида объёмного пожара в помещении происходит по соотношению величины приведённой пожарной нагрузки помещения gk и критического значения gk кр а именно: если gk > gk кр , то в помещении происходит пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ); если gk кр то в помещении происходит пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН).

Эти соотношения определяют зависимости, используемые при расчёте максимальной среднеобъёмной температуры в горящем помещении, а именно — зависимости (13) и (14) [3] в соответствии с характером пожара, то есть регулируемый вентиляцией или нагрузкой.

На следующей странице определяются характеристики коридора (либо другого рассматриваемого помещения, смежного с горящим, непосредственно из которого происходит удаление продуктов горения). Вводится площадь и длина коридора. При этом длина коридора не должна превышать 60 м (пункт 7.4, а [1]). Далее определяется площадь двери на выходе из коридора по путям эвакуации. Причём в соответствии с пунктом 7.16 в [1] следует принимать «площадь большей створки двустворчатых дверей. При этом ширина такой створки должна быть не менее необходимой для эвакуации, в противном случае в расчёте следует учитывать всю ширину дверей. » Ширина эвакуационного прохода должна быть не менее 0,8 м (пункт 4.2.5 [5]). Высота коридора задаётся до отметки подшивного потолка, если это цельная конструкция типа Armstrong, или до отметки перекрытия при перфорированном подшивном потолке.

Для определения усреднённой температуры дымового слоя в коридоре используется зависимость (16) [3], полученная интегрированием эмпирического уравнения, характеризующая изменение температуры в дымовом слое по длине коридора:

где Tsm — средняя температура дымового слоя в коридоре, К; Тr — температура воздуха в коридоре, К; hsm — предельная толщина дымового слоя, м; Ас — площадь коридора, м 2 ; Lc — длина коридора, м.

Определение параметров производится в зависимости от вида объёмного пожара в рассматриваемом помещении. Определение вида объёмного пожара в помещении происходит по соотношению величины приведенной пожарной нагрузки помещения gk и критического значения gk кр

При использовании данной зависимости предельная толщина дымового слоя должна удовлетворять условию:

где hsm — толщина дымового слоя, м; Н — высота коридора, м.

Таким образом, в зависимости от высоты коридора задаётся высота незадымляемой зоны, которая представляет из себя разницу между высотой коридора и толщиной дымового слоя и составляет соответственно 0,4-0,5 Н. Таким образом, при высоте коридора, равной 3 м, высота незадымляемой зоны составит 1,2-1,5 м. Согласуется ли это с пунктом 4.2.5 [5], требующим обеспечить высоту эвакуационных выходов в свету не менее 1,9 м? Естественно, согласуется, так как требование [5] относится к физическим размерам пути эвакуации.

На следующей странице задаются климатические параметры наружного воздуха для расчёта систем вытяжной противодымной вентиляции в соответствии с пунктом 7.4 [1]: температуру наружного воздуха следует принимать для тёплого периода года, скорость ветра по наибольшим значениям независимо от периода года согласно [2, 7].

Введённых на этом этапе данных достаточно для определения температуры и количества дыма, удаляемого из смежного с горящим помещения. Однако для расчёта системы вытяжной противодымной вентиляции необходимы дальнейшие расчёты. Если система обслуживает более одного этажа, для определения полного расхода продуктов горения необходимо учесть количество дыма, поступающее через неплотности противопожарных нормально закрытых клапанов, установленных на остальных обслуживаемых системой этажах. Важно помнить, что всегда рассматривается пожар, возникший «. в одном помещении на одном из этажей одного пожарного отсека» (пункт 7.1 [1]).

Требуется также рассчитать температуру дыма перед вентилятором, которая изменится по сравнению со средней температурой дымового слоя в коридоре Tsm за счёт подсосов воздуха через закрытые клапаны остальных этажей. Для подбора оборудования необходимо также определить напор вентилятора в соответствии с аэродинамической характеристикой сети. Программа обладает всеми этими возможностями, которые будут подробно рассмотрены в следующих статьях.

Расчет параметров систем дымоудаления естественным побуждением

Существует два подхода к организации дымоудаления из помещений большого объема.

Рис 1. Физические предпосылки расчета параметров дымоудаляющих устройств для обеспечения незадымленной зоны в нижней части поме­щения.

Первый подход предполагает создание в нижней части помещения свободной от ды­ма зоны. Этот подход при­меним при П 12 м или у>4м. Указанные границы приме­нимости подходов регламен­тируются нормативными до­кументами и обусловлены стремлением получить мини­мальные значения площади проходного сечения уст­ройств дымоудаления.

Рассмотрим физические предпосылки первого подхо­да. В его основе лежит ус­ловие баланса между коли­чеством дыма, поступающего от источника в подпотолочный слой, и количеством дыма, удаляемого из верхней части подпотолочиого слоя дымоудаляющими устройствами (рис.1).

Когда очаг пожара невелик и пламя не доходит до подпотолочного слоя дыма (характерный размер очага горения мень­ше половины высоты незадымленной зоны), объемный расход дыма выражается зависимостью, предложенной И. А.- Шепе­левым:

Qo — конвективная производительность очага пожара;

Ср- ­удельная изобарная теплоемкость;

рн, TR — соответственно плот­ность и температура воздуха в помещении.

Для случая, когда пламя проникает в подпотолочный слой дыма, расход дыма в конвективной колонке выражается зави­симостью:

Общим в формулах для LK и GK является то, что с умень­шением незадымленной зоны уменьшается и расход газа, по­ступающего в подпотолочный слой.

Расход удаляемого из верхней зоны помещения дыма мо­жет быть выражен формулой:

Fy — площадь проходного сечения люков дымоудаления;

µу- коэффициент расхода люков дымоудаления;

рпг — плот­ность дыма в подпотолочном слое.

Наиболее важным с физической точки зрения в формуле для Gy является то, что с увеличением толщины слоя дыма hс возрастает расход удаляемого дыма Gу. Сумма высоты не­задымленной зоны у и толщины слоя дыма равна высоте зда­ния, а высота здания остается постоянной. С уменьшением у возрастает hc, с уменьшением GK (Lk) возрастает GK. При определенном у наступает равновесие GK и Gy и величина у стабилизируется. Величина у, при которой достигается равен­ство GK и Gy , зависит от многих факторов: скорости и направ­ления ветра, положения проемов (открыто, закрыто) и их раз­меров, температуры газов в подпотолочном слое, аэродинамиче­ских характеристик люков дымоудаления и др. Одним из не­многих факторов, с помощью которых можно управлять вели­чиной у, является площадь проходного сечения люков дымо­удаления Fy Задачей расчета и является выбор величины Fy, при которой достигается заданное значение у.

Для того чтобы получить выражение для площади люков дымоудаления, приравняем зависимости для Gу и GK

Для того чтобы воспользоваться формулой, необхо­димо знать плотность продуктов горения в подпотолочном слое рпг или их температуру Тпг. Температуру продуктов горения можно вычислить из уравнения теплового баланса. Уравнение теплового баланса представляет собой математическую запись равенства — количества тепла, приходящего в подпотолочный слой с конвективной колонкой и уходящего с дымовыми га­зами:


φ — доля тепла, отдаваемого очагом горения ограждающим конструкциям (ф = 0,25-0,5);

η- коэффициент полноты сго­рания (η = 0,85-0,9);

-теплота сгорания, кДж/кг;

ψуд — удельная скорость выгорания, кг/(с-м 2 );

cv — удельная изобарная теплоемкость, кДж/(кг-К).

Если исходных данных для расчета Тпг недостаточно, мож­но принять, что при горении ЛВЖ и ГЖ τпг = 600°С, при го­рении твердых материалов /„г = 450°С, при горении волокни­стых материалов tur 300°C.

Расчет требуемой площади люков дымоудаления может быть выполнен с использованием номограмм. Номограмма для определения площади люков дымоудаления для малого очага пожара (характерный размер зоны горения меньше половины высоты незадымленной зоны) показана на рис.2.

Читайте также  Порядок действий при пожаре в квартире

Рис. 2. Номограмма для опреде­ления требуемой площади люков дымоудаления при малом пожаре

Для определения площади люков дымоудаления достаточно знать вы­соту помещения от пола до оголовка устройства дьмоудалеиия Нп, уровень незадымленной зоны у и площадь очага горения Fгор.

На рис. 3 приведена номограмма для определения тре­буемой площади люков дымоудаления при пожаре средних размеров (характерный размер очага горения больше полови­ны высоты незадымленной зоны, площадь приточных проемов больше 1/20 площади очага горения). Исходными данными в этом случае являются высота помещения, требуемый уровень незадымленной зоны и периметр зоны горения.

Рис. 3. Номограмма для опреде­ления площади люков дымоудаления при пожаре средних размеров (при d > 0,5 у)

Недостатком расчета по номограммам является неучет не­которых определяющих факторов, например, влияния темпера­туры продуктов горения, скорости и направления ветра, темпе­ратуры наружного воздуха.

Рассмотрим основы расчета площади люков дымоудаления для случая, когда задачей системы является незадымляемость путей эвакуации из здания и смежных с горящим помещением. Этот подход был разработан Б. В. Грушевским и лег в основу нормативных документов.

На различные фасады здания действуют различные ветро­вые давления (рис. 4)

Наименьшее давление реализуется со стороны заветренного фасада. Система дымоудаления должна предотвратить выход дыма в смежные помещения, расположенные как с наветрен­ной, так и с боковых и заветренной сторон. Плоскости равных давлений между горящим и смежными помещениями должны располагаться выше всех дверных проемов.

Рис. 4. Физические предпосылки расчета параметров дымоудаляющих устройств для обеспечения незадымляемости путей эвакуации и смеж­ных с горящим помещений:

Ниже остальных плоскость равных давлений располагается у проемов, выходя­щих на заветренный фасад. Минимальные расходы приточного воздуха в горящее помещение поступают через проемы с за­ветренного фасада, максимальные — с наветренного. Расход удаляемого дыма равен сумме расходов воздуха, поступающе­го через все проемы на всех фасадах здания:

G3 — расходы через проемы заветренного фасада;

Gбок1, GБOK2- расходы через проемы боковых фасадов;

GH — расход через проемы наветренного фасада.

Для того чтобы вычислить расходы, необходимо знать дав­ление на уровне пола горящего помещения Р, которое вы­числяется по формуле:

Если на заветренный фасад выходят несколько проемов, то расчет ведется для тех из них, для которых РОв принимает наименьшее значение. Зная давление POв, можно вычислить перепады давлений на уровне середины проемов горящего по­мещения и расходы, входящие в формулу для Gv. Перепады давления на уровне середины проема вычисляются таким об­разом:

i — номер рассматриваемого фасада (для наветренного фа­сада i = Н, Pоi = PоН = 0,2 и т. д.).

Требуемая площадь устройств дымоудаления вычисляется по формуле:

∆Ррасп — располагаемый перепад давлений.

Располагаемый перепад давлений — это разность давления внутри помещения на уровне оголовка устройства дымоудале­ния и давления вне здания на том же уровне:

Рвд -давление в помещении на уровне оголовка устройства дымоудаления; Рнард — давление вне здания на уровне оголовка устройства дымоудаления.

Располагаемый перепад давлений должен быть положи­тельным, т. е. Рвд > Рнард. В противном случае проем, пред­назначенный для удаления дыма, будет работать как приточ­ный, и дым будет выходить в смежные помещения.

Выражение для располагаемого перепада давлений имеет вид:

При организации дымоудаления через проемы в покрытии или шахты в качестве Н берется высота помещения от пола до оголовка шахты. При организации дымоудаления через открывающиеся фрамуги окон или светоаэрационных фонарей в ка­честве Н берется расстояние от пола до середины фрамуги. При такой организации дымоудаления необходима проверка условия ∆Ррасп >0. В качестве аэродинамического коэффи­циента для проверки следует брать коэффициент для наветрен­ного фасада здания (Ку = 0,4), а в качестве Н — расстояние от пола до нижнего среза фрамуги.

Если условие ∆Ррасп >0 не выполняется, то фрамуги нель­зя использовать для дымоудаления. Если в здании имеются оконные проемы на противоположных фасадах и для наветрен­ного фасада ∆Ррасп 0 не вы­полняется, дымоудалениедымоудаление через шахты. Проверка условия ∆Ррасп >0 необходима и для шах дымоудаления. Если для шахты дымоудаления условие ∆Ррасп >0 не выполняется, сле­дует предусматривать механическую систему дымоудаления.

Расчет дымоудаления

В зависимости от величины очага пожара, назначения и планировки зданий удаление дыма может производиться естественной и принудительной вентиляцией. Если площадь возгорания в пределах 10–15 м 2 , отсутствие дыма в нижней зоне помещения обеспечивается естественной тягой за счет разности давлений воздуха. Горячий воздушный поток удаляется через существующие проемы, свежий воздух попадает в нижнюю часть помещения.

При небольших площадях возгорания количество дыма стабилизируется в подпотолочном пространстве за счет равенства поступаемого свежего воздуха и удаляемого через существующие вентиляционные каналы или иные проемы. Принимается во внимание, что площадь очага пожара при расчете находится в стабильных параметрах. Нормативные акты требуют неизменных значений высоты зоны отсутствия дыма. Площадь проемов должна обеспечивать равенство объемов удаляемого дыма и свежего воздуха, поступающего в нижнюю часть помещений.

Давление воздушного столба снаружи здания определяется по формуле:

Pн0 – наружное давление, существующее на высоте пола в помещении, Па;

g – ускорение свободного падения, стабильная физическая величина, м/с ;

ρн – фактическая плотность воздуха снаружи здания, кг/м ;

у – высота от пола до расчетной нижней границы дыма в помещении, м.

По такой же формуле определяется давления в нижней части помещения до высоты расположения очага возгорания и давление дыма в подпотолочной зоне. На основании полученных данных определяется фактический перепад давления на уровне пола и в подпотолочной зоне, полученные данные позволяют узнать величину естественной тяги. С учетом количества дыма и показателей тяги рассчитывается площадь отверстий для дымоудаления и их конкретное расположение для обеспечения эффективного воздухообмена в помещении. Естественная вентиляция может предусматриваться как автономная система, так и как дополнение к принудительной. Решение принимается в зависимости от назначения помещений.

Расчет дымоудаления из коридора

В многоэтажных домах естественная вентиляция не рекомендуется из-за низкой эффективности и зависимости от погодных условий. Кроме того, возгорание может быстро распространяться по смежным помещениям, что вызывает угрозу жизни для пребывающих людей. Расчет дымоудаления из помещения по «АВОК» рекомендует использовать крышные или осевые вентиляторы, которые могут функционировать не менее одного часа при t = +600°С или не менее двух часов при t = +400°С.

Высота проемных отверстий должна быть в два раза меньше высоты задымленной зоны в подпотолочном пространстве. В противном случае вместе с дымом будет удаляться чистый воздух, что приводит к уменьшению эффективности и увеличению мощности оборудования.

Во время проведения расчетов определяется:

  1. Максимальное значение температуры горячих газов и температура продуктов горения, поступающих в коридор здания.
  2. Плотность продуктов горения в очаге и снаружи здания в зависимости от характеристик возгорания и климатических условий. Плотность и температура свежего воздуха, поступающего в помещение.
  3. Линейные параметры воздушных клапанов и воздуховодов. Температура в межэтажных шахтах.

Описанная методика расчета может корректироваться в зависимости от планировочных особенностей каждого здания. Имея данные по количеству удаляемого воздуха, определяется давление воздушного потока, которое должно обеспечиваться для эффективной вентиляции по формуле:

Pнн.в – показатель наружного давления на высоте размещения отверстия для выхода газов;

PшN – значение давления воздуха в шахте дымоудаления на высоте верхнего клапана;

g – ускорение свободного падения, стабильная физическая величина;

hN – расстояние отверстия вывода воздуха до клапана;

ρN – плотность наружного воздуха;

ρπ – плотность воздуха внутри помещения;

Pсети – сумма потерь давления в воздуховодах.

Расчет параметров вентиляторов дымоудаления

Полученные данные позволяют определять производительность вентиляторов и на их основании подбирать конкретные модели для обеспечения функционирования системы в заданных параметрах.

Производительность определяется по формуле:

Где:
L – производительность вентилятора;
G – затраты дыма (сумма);
ρ – плотность дыма (сумма).

Выбор вентилятора выполняется по техническим характеристикам, при этом используются коэффициенты запаса производительности с учетом вероятности возникновения внештатных ситуаций. Если к системе подключено несколько этажей, то общее количество удаляемых продуктов горения суммируется, при невозможности использования одного вентилятора предусматриваются ответвления системы с обеспечением автономных режимов работы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: