79.98.53.24979.98.53.249/file/umk/BOZS/ancillary materials... · 3 УДК 614.841.33 (076) П46 Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно

1

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА.

ПРАКТИКУМ

И.И. ПОЛЕВОДА , А.С.МИКАНОВИЧ

2

Министерство по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь

Командно–инженерный институт

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА.

Практические и самостоятельные работы по дисциплине

Минск 2006

3

УДК 614.841.33 (076) П46

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно –

издательским советом КИИ МЧС Республики Беларусь. Составители:

Полевода И.И. – доцент кафедры пожарной профилактики и пре-дупреждения ЧС, кандидат технических наук; Миканович А.С. – преподаватель кафедры пожарной профилак-тики и предупреждения ЧС. Рецензенты:

Павлюков C.Ю. – первый заместитель начальника Минского го-родского управления МЧС Республики Беларусь. Предкель А.В. – начальник Командного факультета КИИ МЧС Республики Беларусь.

Пожарная безопасность строительства. Практические и са-

мостоятельные работы по дисциплине / Авторы. И.И.Полевода, А.С.Миканович, – Мн.: КИИ МЧС РБ, 2006. – 240 с.

Рекомендуется к использованию в учебном процессе при

изучении дисциплины «Пожарная безопасность строительства» для курсантов (слушателей) учебных заведений МЧС по специ-альности 1 – 94.01.01.

© Командно–инженерный институт МЧС, 2006 г. © Составление: И.И.Полевода, А.С.Миканович, 2006 г.

4

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1 Общие положения 5

Глава 2 Огнестойкость 12

Глава 3 Легкосбрасываемые конструкции 68

Глава 4 Эвакуация людей при пожаре 116

Глава 5 Противодымная защита зданий 175

Глава 6 Экспертиза проектной документации 203

Литература 240

5

РАЗДЕЛ 11

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

§§11..11.. Цели и задачи

Дисциплина "Пожарная безопасность строительства" включает изучение конструктивных, объемно-планировочных и инженерно-технических решений, направленных на обеспечение противопожарной защиты зданий, сооружений и территорий.

Целью представленных в данном учебном пособии работ являет-ся закрепление обучаемыми необходимых для практической работы теоретических знаний и приобретение практических навыков, направ-ленных на обеспечение противопожарной защиты зданий, сооружений и объектов при пожаре.

Перед выполнением практических и самостоятельных заданий обучаемые должны изучить теоретический материал: − национальный комплекс нормативных документов в строительстве и систему противопожарного нормирования и стандартизации;

− принципы противопожарного нормирования, используемые при про-ектировании зданий и сооружений, территорий предприятий и насе-ленных пунктов;

− методику определения степени соответствия конструктивных, объ-емно-планировочных и инженерно-технических решений зданий и сооружений требованиям действующих нормативных документов по вопросам инженерной защиты зданий и сооружений при пожаре;

− современные методы расчетной оценки инженерно-технических ре-шений, направленных на обеспечение безопасности людей при по-жаре, противопожарной защиты зданий и сооружений;

− основные требования, предъявляемые системой нормативно-технических документов в строительстве к производственным, складским, сельскохозяйственным, общественным и жилым зданиям и сооружениям при их проектировании, строительстве, реконструк-ции и техническом перевооружении;

− устройство, принцип действия и требования, предъявляемые нор-мативными документами к системам отопления, вентиляции.

6

§§11..22.. Требования к оформлению отчетных материалов

Представленный отчетный материал должна быть сброшюрован и

иметь плотную обложку. Первая страница обложки оформляется ти-тульным листом. Пояснительная записка пишется на одной стороне листа белой писчей бумаги формата А4 (297х210 мм) плотностью не ниже 65 г/м2.

Оглавление. Оглавление включает введение, наименование всех разделов,

подразделов, пунктов (если они имеют наименование), список исполь-зованных источников, приложения (если они имеют наименование) с указанием номеров страниц, на которых помещен каждый заголовок. Все заголовки в содержании записывают строчными буквами (кроме первой прописной). Последнее слово каждого заголовка соединяют от-точием с соответствующим номером страницы, па которой расположен заголовок. Номер страницы проставляют справа арабской цифрой без буквы «с» и знаков препинания. Слово «ОГЛАВЛЕНИЕ» записывается в виде заголовка (симметрично тексту) прописными буквами.

Пример

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………2 1.1. Огнестойкость зданий ……........................…….…………….. 14 1.2. Пожарная безопасность зданий ….................………………. 98

Написание разделов. Каждый раздел должен иметь заголовок. Заголовок записывается

прописными буквами (АБВ…) симметрично тексту. Точку в конце заго-ловка раздела не ставят. Переносы слов в заголовках не допускаются. Разделы нумеруются арабскими цифрами с высотой такой же, как и за-главных букв. После номера раздела ставят точку.

В тексте документа не допускается: − единицы физических величин в тексте пояснительной записки должны соответствовать системе СИ. Допускается приведение несистемных единиц, которые располагают рядом в круглых скоб-ках;

− применять произвольные словообразования и сокращения слов, кроме установленных правилами орфографии и соответствующими стандартами по ГОСТ 2.316;

7

− применять для одного и того же понятия различные научно-технические термины, близкие по смыслу (синонимы), а также ино-странные слова и термины при наличии равнозначных слов и тер-минов в языке написания записки;

− в текстах пояснительной записки не допускается применять без чи-словых значений математические знаки, например > (больше), <(меньше), =(равно), ≥ (больше или равно), ≤ меньше или равно), ≠ (не равно), а также знаки № (номер), % (процент);

− применять обороты разговорной речи, профессионализмы; − ссылку на ГОСТы допускается выполнять только записью номера без указания названия стандарта и года его утверждения при усло-вии приведения этих данных в списке литературы. Текст документа разделяется на разделы, подразделы и пункты. Каждый раздел начинается с нового листа. Расстояние между за-

головком раздела и последующим текстом должно быть не менее 10 мм.

Каждый раздел оформляется с нового листа, первый лист разде-

ла оформляется с 40 мм основной надписью (рис 1.1).

Изм. Кол. Лист № докум Подп. Дата

КИИ 18.ПЗ.01- 02 РГР

Разраб. Али Шариф 11.05 Стадия Лист Листов Пров. Полевода И.И. РГР 13 5

Н.контр.

Утв.

НАЗВАНИЕ РАЗДЕЛА 3 курс А6 взвод

Рис.1.1. Основная надпись В основной надписи:

− 18 – последние две цифры номера зачетной книжки; − ПЗ – пояснительная записка; − 01 – номер раздела; − 02 – год выполнения.

Оставшиеся листы оформляются без основной надписи с соблю-дением полей:

− левое – 30 мм, − верхнее и нижнее – 20 мм, − правое – 10…15 мм.

8

Номера страниц проставляется на верхнем свободном поле, по

центру, без точек, тире и кавычек арабскими цифрами. Написание подразделов. Каждый подраздел должен иметь заголовок, который записывает-

ся с абзаца строчными буквами. Точку в конце заголовка подраздела не ставят. Переносы слов в заголовках не допускаются. Подразделы нумеруются арабскими цифрами. Номер состоит из номера раздела и номера подраздела. После номера раздела ставят точку. Например 3.1. Высота цифр такая же, как и заглавной буквы.

Расстояние между последней строкой предыдущего раздела и за-головком подраздела должно быть не менее 15 мм. Расстояние между заголовком подраздела и последующим текстом должно быть не менее 10 мм.

Написание пунктов. Номер пункта состоит из номера раздела, номера подраздела и

номера пункта, разделенных точкой. Например 3.2.1. Текст пункта вме-сте с порядковым номером записывается с абзаца, в конце которого ставят точку. Пункты не отделяются один от другого интервалами.

Написание формул. Значение символов и числовых коэффициентов, входящих в

формулу, должны быть приведены непосредственно под формулой. Значение каждого символа дают с новой строки в той последователь-ности, в какой они приведены в формуле. Первая строка расшифровки должна начинаться со слов "где" без двоеточия.

Е = 345 lg (W+1), (1.1)

где Е- энергетический потенциал системы, Дж; W –масса веществ, кг.

Формулы, если их в документе более одной, нумеруются араб-

скими цифрами в пределах раздела и порядкового номера формулы, разделенной точкой. Номер формулы указывают с правовой стороны листа на уровне формулы в круглых скобках.

Ссылки в тексте на номер формулы дают в скобках, например: "… в формуле (1.1)".

9

Построение таблиц. Цифровой материал, оформляется, как правило, в виде таблиц. Таблицы должны иметь заголовок, который пишется строчными

буквами и помещается над таблицей посередине. Над таблицей спра-ва помещается слово "таблица" с порядковым номером (без знака №).

Заголовки граф таблицы должны начинаться с прописных букв. В конце заголовка таблицы знаки препинания не ставят. Заголовки ука-зывают в единственном числе. Диагональное деление ячеек таблиц не допускается. Если строки или графы таблицы выходят за формат ста-ницы, то в первом случае в каждой части таблицы повторяется ее го-ловка, во втором боковина. Слово "Таблица" и порядковый номер таб-лицы указывают один раз над первой частью таблицы, над другими частями пишут слово "Продолжение". Если в документе несколько таб-лиц, то после слова "Продолжение" указывают порядковый номер таб-лицы, например "Продолжение табл.3.2."

Высота строк таблицы должна быть не менее 8 мм. Единицы фи-зических величин цифровых данных указывают в заголовке каждой гра-фы. Если параметры, помещенные в таблице, выражены в одной и той же физической величине, сокращенное обозначение единицы физиче-ской величины помещают над таблицей.

Таблица 1.1 Параметры легкосбрасываемых конструкций

Поз. Наименование Категория Объем поме-щения, м3

Переводной коэффициент Обоснование Площадь ЛСК,

м2

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 5 цех №2 Б 345 0,03 п.5.6.6 1.89

Оформление иллюстраций. Иллюстрации (чертежи, графики, схемы, диаграммы, фотоснимки)

следует располагать непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые, или на следующей странице. На все иллюстра-ции должны быть даны ссылки в пояснительной записке.

Количество иллюстраций должно быть достаточным для поясне-ния излагаемого текста.

Применяемые в качестве иллюстраций фотоснимки размером меньше формата А4 следует наклеивать на стандартные листы белой бумаги. Допускается применение иллюстраций в компьютерном испол-нении, в том числе и цветных.

10

При оформлении иллюстраций их нумерацию следует выполнять

в пределах раздела арабскими цифрами. Иллюстрации должны иметь название. Например: " Рис. 2.1. Противопожарный клапан". Если в за-писке всего одна иллюстрация, ее нумеровать не следует и слово «Рис.» под ней не пишут.

Примечания. Примечания следует помещать в пояснительной записке в том

случае, если есть необходимость пояснения содержания текста, таб-лицы или иллюстрации. Их помещают непосредственно после пункта, подпункта, таблицы, иллюстрации, к которым они относятся, и печата-ют с прописной буквы с абзацного отступа. Слово «Примечание» сле-дует писать с прописной буквы с абзацного отступа без подчеркивания. Одно примечание не нумеруют. Несколько примечаний следует нуме-ровать порядковой нумерацией арабскими цифрами с точкой. Перед примечаниями следует писать слово «Примечания» с двоеточием.

Примечание к таблице помещают в конце таблицы под линией, обозначающей окончание таблицы.

Список использованной литературы. Список использованной литературы включает все источники, за-

писанные в порядке появления ссылок на них в тексте пояснительной записки. Ссылки в тексте на литературные источники обязательны. При ссылке указывается порядковый номер источника по списку литерату-ры, заключенный в две квадратные скобки.

Ссылки. В отчетном материале приводятся ссылки на литературные ис-

точники, которые следует указывать порядковым номером по списку источников, выделенным двумя квадратными скобками. Например: Как рекомендовано в [13]. Ссылки на разделы, подразделы, пункты, под-пункты, иллюстрации, таблицы, формулы, уравнения, перечисления, приложения следует указывать их порядковым номером. Например: «…в разделе 4», «…по пункту 3.3.4.», «…в подпункте 2.3.4.1.», «…по формуле (1.3)», «…в приложении 4». Если в пояснительной записке одна формула, одно уравнение, одно приложение, следует при ссыл-ках писать «в формуле», «в уравнении», «в приложении».

11

§§11..33.. Правила работы с нормативно-технической документацией в строительстве

При выполнении практических и самостоятельных заданий ис-

пользуются технические нормативные правовые акты системы проти-вопожарного нормирования и стандартизации, действующие в Респуб-лике Беларусь на момент выдачи задания. При выполнении практиче-ских и самостоятельных заданий необходимо уточнить действующие нормативные документы по ежегодно обновляемому "Перечню дейст-вующих нормативно-технических документов в строительстве …". В случае замены одних норм другими, необходимо использовать вновь введенные.

Если приведенные в задании данные противоречат нормам про-ектирования, то мероприятия выполняются в соответствии с требова-ниями норм, о чем делается запись в тексте отчетных материалов.

12

РАЗДЕЛ 22

ОГНЕСТОЙКОСТЬ

§§22..11.. Основные положения Огнестойкость – способность зданий, сооружений и строитель-

ных конструкций сохранять свои функции при пожаре. Огнестойкость зданий и их частей, выделенных противопожарными стенами 1 типа (пожарных отсеков) характеризуется степенью огнестойкости. Степень огнестойкости здания – классификационная характеристика объекта, определяемая показателями огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций.

Нормирование зданий и сооружений по степеням огнестойкости введено для обеспечения градации требований конструктивной проти-вопожарной защиты. Устанавливается 8 степеней огнестойкости в за-висимости от значений пределов огнестойкости и классов пожарной опасности основных строительных конструкций (табл.2.1). При этом в случаях, когда минимальный требуемый предел огнестойкости R15 (RE15, REI15), допускается применять незащищенные стальные конст-рукции независимо от их фактического предела огнестойкости за ис-ключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R8. Наряду с по-ложениями табл. 2.1 в зданиях I – V степеней огнестойкости облицовку внешних поверхностей наружных стен следует выполнять из негорючих материалов.

При этом в зданиях всех степеней огнестойкости не предъявля-ются требования по пределам огнестойкости внутренних ненесущих стен и перегородок, а также заполнений проемов в строительных кон-струкциях (дверей, ворот, окон, люков, а также фонарей), за исключе-нием специально оговоренных случаев.

13

Таблица 2.1

Предел огнестойкости и класс пожарной опасности строительных конструкций

лестничные клетки элементы бесчер-дачных покрытий

Степень огне-стойко-сти

несу-щие

элемен-ты

самоне-сущие стены

наруж-ные не-несу-щие стены

пере-крытия

настилы фермы, балки, прогоны

внутрен-ние сте-ны

марши и площад-ки лест-ниц

I R 120 K0

RЕ 90 K0

E 60 К0

REI 90 K0

RE 30 К0

R 30 К0

REI 120 K0

R 60 K0

II R 120 K0

RЕ 75 K0

E 30 К0

REI 60 K0

RE 30 К0

R 30 К0

REI 120 K0

R 60 K0

III R 90 K0

RЕ 60 K0

E 30 К0

REI 60 K0

RE 30 К0

R 30 К0

REI 105 K0

R 45 K0

IV R 60 K0

RЕ 45 K0

E 30 K1

REI 45 K0

RE 15 K1

R 15 K1

REI 90 K0

R 45 K0

V R 45 K1

RЕ 30 K1

E15 K2

REI 45 K1

RE 15 K1

R 15 K1

REI 60 K0

R 45 K0

VI R 30 K2

RЕ 15 K2

E15 K2

REI 30 K2

RE15 K2

R15 K2

REI 45 K0

R 30 K1

VII R 15 K3

RЕ 15 K3

E 15 K3

REI 15 K3

RE 10 K3

R 10 K3

REI 30 K1

R 15 K2

VIII H.H. K3

H.H. K3

H.H. K3

H.H. K3

H.H. K3

H.H. K3

Н.Н. K1

Н.Н. K2

Примечания. 1. Сокращение Н.Н. означает, что показатель не нормируется. 2. Предел огнестойкости самонесущих внутренних стен определяется по трем критическим состояниям – REI.

Огнестойкость строительных конструкций характеризуется преде-лом огнестойкости. Предел огнестойкости – классификационная ха-рактеристика огнестойкости конструкции, определяемый временем от начала стандартного огневого испытания до наступления одного из нормируемых для данной конструкции предельных состояний по огне-стойкости. При этом под предельным состоянием конструкции по огне-стойкости понимается состояние, при котором она утрачивает способ-ность сохранять одну из своих противопожарных функций. Нормируют-ся следующие предельные состояния:

Потеря несущей способности (R) вследствие обрушения конст-рукции или возникновения предельных деформаций. Устанавливается для несущих элементов, к которым относятся: несущие стены, рамы, колонны, рамы, связи, диафрагмы жесткости, элементы перекрытий (фермы, арки, ригели, балки, плиты) и другие конструкции, обеспечи-

14

вающие общую устойчивость и геометрическую неизменяемость зда-ний.

Потеря целостности (Е) в результате образования в конструк-ции сквозных трещин или отверстий, через которые на необогревае-мую поверхность проникают продукты горения или пламя.

Потеря теплоизолирующей способности (I) выражается в повы-шении температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С, в любой точке этой поверхности более чем на 180°С по сравнению с температурой конструкции до нагрева, или достижение темпера-туры конструкции более чем 220°С независимо от температуры конструкции до огневого воздействия.

Предельные деформации конструкции с пролетом (L, см) и расчетной высотой сечения (h, см) определяются по табл.2.2.

Таблица 2.2 Предельное состояние

Вид конструкции Величина прогиба, см

Скорость нарастания деформаций, см /мин

Горизонтальная L / 20 L2 / (9000·h) Вертикальная L / 100 1* * – для образцов высотой (3±0,5) м

Предельные состояния по потере целостности и теплоизолирующей способности устанавливаются для ограждающих конструкций.

Обозначение предела огнестойкости строительной конструкции состоит из условных обозначений, нормируемых для данной конструк-ции предельных состояний, и цифры, соответствующей времени дос-тижения одного из указанных состояний (первого по времени), округ-ленного до ближайшего меньшего значения из стандартного ряда 15,30,45,60,75,90,105,120,150 минут. Например:

R 120 – предел огнестойкости 120 минут по потере несущей спо-собности;

RE 60 – предел огнестойкости 60 минут по потере несущей спо-собности и потере целостности независимо от того, какое из двух пре-дельных состояний наступит ранее;

REI 30 – предел огнестойкости 30 минут по потере несущей спо-собности, целостности и теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее.

Если для конструкции нормируются (или устанавливаются) пре-делы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначе-ние предела огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделен-ных между собой наклонной чертой. Например:

R 120/El 60 – предел огнестойкости 120 минут по потере несущей способности / предел огнестойкости 60 минут по потере целостности или теплоизолирующей способности.

15

Для нормирования пределов огнестойкости строительных конст-рукций используются следующие предельные состояния:

− для колонн, балок, ферм, арок и других стержневых конструкций, а также элементов лестниц (маршей, площадок) – только – R;

− для наружных несущих стен и покрытий – R, Е; − для наружных ненесущих стен и остекления – Е; − для ненесущих внутренних стен и перегородок – Е, I; − для перекрытий и несущих внутренних стен – R, Е, I; − воздуховодов – Е, I. Горючесть материалов, из которых выполнена конструкция, не

влияет на предел ее огнестойкости. В тоже время применение мате-риалов групп горючести Г3 или Г4 вместо НГ или Г1 может понизить предел огнестойкости конструкции, если скорость их выгорания будет выше скорости прогревания.

§§22..22.. Сущность расчетной методики определения пределов огнестойкости

Расчет предела огнестойкости строительных конструкций по по-

тере несущей способности состоит из двух последовательных частей: теплотехнической и статической. Теплотехническая часть расчета про-водится с целью определения распределения температур по сечению конструкции при пожаре. Статическая часть расчета проводится с це-лью оценки устойчивости конструкции с учетом изменения физико–механических свойств материалов при высокотемпературном нагреве.

Для теплотехнической части расчетов используется стандартный температурный режим пожара. Наиболее точно прогрев конструкции определяется конечно–разностным или конечно–элементным расчетом с использованием программного обеспечения.

Тепловое воздействие в огневой камере принимается в соответ-ствии с положениями ISO 834 и может быть выражено формулой:

Θ - Θ 0 = 345·lg(8τ+1), (2.1)

где Θ - температура среды в момент τ; Θ 0 - начальная температура среды; τ - время от начала огневого воздействия, мин.

Анализ поведения железобетонных конструкций при кратковре-менном нагреве в условиях, имитирующих реальный пожар, показал, что их разрушение происходит по тем же схемам, что и при статиче-ских испытаниях в условиях нормальных температур. Поэтому за осно-

16

ву для статической части расчетов взяты уравнения равновесия и де-формаций, приведенные в строительных нормах.

Расчету подвергается отдельно взятый конструктивный элемент без учета связи его с другими конструкциями. Допускается при расчете предела огнестойкости принимать конструкцию статически определи-мой. Температурные напряжения в конструкции, проявляющиеся в ре-зультате неравномерного прогрева в силу изменения при высоких температурах упругопластических свойств материалов, не учитыва-ются.

Сущность метода заключается в вычислении остаточного уровня предельного усилия (ηfi(Θ)), который способна воспринимать конструк-ция с учетом изменения механических свойств бетона и арматуры при нагреве, с определением времени (τ), при котором выполняется усло-вие безопасности, определяемое формулами:

( )Θη≤η fifi ; (2.2)

[ ] ( ) ( )[ ]ΘΘ≤ RdRdSdSd NМNМ , (2.3)

где SdSd N,М – значения расчетного момента или усилия, вызванные внешней нагрузкой;

( ) ( )ΘΘ RdRd N,М – предельный момент или усилие, воспринимаемые кон-струкцией при пожаре.

Указанная зависимость графически представлена на рис.2.1.

Рис.2.1. Определение предела огнестойкости конструкции по потере несущей способности

Время

1

ηfi ηfi,1(Θ)

ПО

Уровень нагрузки

0 τ1 τ2

17

Для точного определения значения предела огнестойкости конст-рукции выбираются ближайшие моменты времени τ1 и τ2 (τ1 < τ2) из ря-да 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0 часа, в интервале которых на-ходится ожидаемое значение предела огнестойкости. Если расчет не-сущей способности конструкции для моментов времени τ1 и τ2 под-тверждает, что между ними достигается предельное состояние по формуле (1), то значение предела огнестойкости принимается равным τ1.

Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способно-сти при одностороннем нагреве плит (панелей, стен, перегородок) из тяжелого бетона на гранитном и известняковом заполнителях и конст-рукционного керамзитобетона при стандартном огневом воздействии приведен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Предел огнестойкости EI 15 EI 30 EI 45 EI 60 EI 90 EI 120 EI 150 EI 180 EI 330 Вид

материала Минимальная толщина, t, мм Тяжелый бетон 40 60 70 80 100 120 140 160 - Легкий бетон 30 35 45 55 65 75 85 95 - Кирпич - - 65 - - - 120 - 250

Предел огнестойкости по целостности (Е) – характеризируется появлением сквозных отверстий или трещин в конструкции. Для оценки возможности хрупкого разрушения строительных конструкций из бето-на при пожаре необходимо использовать методику, приведенную в разделе 2.5.

§§22..33.. Теплотехнический расчет

2.2.1. Теплофизические характеристики высокопрочного

бетона. Для оценки теплотехнических свойств бетона используется

приведенный коэффициент температуропроводности (ared):

( ) 0сred W05,0C

6,3aρ⋅⋅+

λ⋅= , (2.4)

где ρ0 – плотность бетона, т/м3; Wс – массовая влажность бетона, %. с – теплоемкость бетона; λ – коэффициент теплопроводности.

18

Коэффициенты теплопроводности λ, и удельной теплоемкости С определяются по формулам:

λ =Aλ + Bλ ⋅Θ; (2.5) С = Сλ + Dλ ⋅ Θ, (2.6)

Значения коэффициентов Аλ, Вλ, Сλ, Dλ приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Значения коэффициентов

Вид материала

Плот-ность бетона, кг/м3

Aλ Вт/м⋅°С

Bλ Вт/м⋅°С

Сλ кДж/кг⋅°С

Dλ кДж/кг⋅°С

Влаж-ность бето-на, %

аred, м2/ч

Тяжелый на гра-нитном заполни-теле

2350 1,20 –0,00035 0,71 0,00083 2,5

0,00133

Тяжелый на из-вестняковом за-полнителе

2350 1,14 –0,00055 0,71 0,00083 3,0

0,00116

Конструкционный керамзитбетон

1400–1600 0,36 –0,00012 0,83 0,0042 5,0 0,00734

Арматурная сталь 7850 58 –0,04800 0,48 0,00063 – –

Для упрощения расчета значения теплоемкости и коэффици-ента теплопроводности определяются при средней температуре нагрева бетона при пожаре 450◦С. Для бетонов упрощенный расчет коэффициента теплопроводности при нагреве может быть осуще-ствлен в зависимости от плотности и влажности материала по формуле:

( )С13,10red W069,0100043,0a ⋅+⋅ρ⋅= . (2.6)

Массовая влажность бетона определяется по таблице 2.5 или по формуле:

Таблица 2.5 Весовая влажность бетона WВ·102, кг/кг Относительная влажность воздуха φ, % Расход цемента

на 1 м3 бетона, кг 15 25 50 75 200 0,5 0,6 0,9 1,2 300 0,9 1 1,3 2,5 400 1,2 1,5 2,1 3 500 1,5 2 2,7 3,8 700 2,1 3 3,9 5,4

19

Wс = 0,00027 · RH · Ц0,2 · В0,73, (2.7)

где RH – влажность воздуха, %; Ц – расход цемента, кг/м3; В – расход воды, кг/м3.

2.2.2. Расчет температуры бетона и арматуры в сплош-

ных сечениях бетонных и железобетонных конструкций. Расчет температур в общем случае проводится по условной тол-

щине рассматриваемого слоя бетона хi* от обогреваемой поверхности.

Для определения температуры в бетоне вычисляются:

red1i*i axx ϕ+= ; (2.8)

в арматуре:

s2red1ii dayx ϕ+ϕ+=∗ , (2.9)

затем определяются относительные расстояния:

ri = xi*/ l ≤ 1; (2.10)

l τ⋅⋅= reda12 , (2.11)

где l – толщина прогретого слоя бетона, м; хi – расстояние в метрах от рассматриваемой точки бетона в сечении до i обогреваемой поверхности, м; уi– расстояние в метрах от i обогреваемой поверхности до арматуры; φ1, φ2 – коэффициенты, зависящие от плотности бетона, принимаются по табл. 2.6; ds – диаметр арматуры, м; τ – длительность стандартного пожара, ч.

Таблица 2.6

Плотность сухого бетона, кг/м3 800 1100 1400 1700 2000 2400

φ1 0,52 0,56 0,57 0,59 0,61 0,63

φ2 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,5 Температура бетона и арматуры определяется по формулам: – при одной обогреваемой поверхности:

t = 20 + 1200·(1 – ri )2 , (2.12)

Формула (2.12) применима при xi ≤ 0,7·h.

20

Рис.2.2. Определение температуры бетона и арматуры, расположен-ных у обогреваемых поверхностей: а) одной, b) двух параллельных,

c) двух перпендикулярных, d) трех, e) четырех – при двух параллельных обогреваемых поверхностях:

t=20+1200· [(1–r1)2 + (1–r2)2] , (2.13)

– при двух взаимно перпендикулярных обогреваемых поверхностях:

t=20+1200·[1–(1–r1)2 ]·[1–(1–r2)2] , (2.14)

– при трехстороннем огневом воздействии, когда первая и вторая обогреваемые поверхности параллельны, а третья им перпендикуляр-на:

t=1220 – 1200·[1– (1–r1)2 – (1–r2)2]·[1–(1–r3)2] , (2.15)

– при четырехстороннем огневом воздействии на конструкцию (взаим-но параллельны первая и вторая, третья и четвертая обогреваемые поверхности):

а. b.

с. d.

21

t=1220–1200·[1– (1–r1)2 – (1–r2)2]·[1–(1–r3)2 – (1–r4)2] , (2.16)

Если для рассматриваемой точки хi ≥ l, то ri =1, следовательно i обогреваемая поверхность не оказывает влияния на температуру в рассматриваемой точке. – в конструкциях круглого сечения, обогреваемых по всему периметру:

21

1

)r1()xb/(b

120020t−

−⋅+= , (2.17)

где b – радиус сечения, м.

Использование указанного метода позволяет найти при пожаре температуру каждого из слоев бетона (рис.2.3).

Рис.2.3. Принцип разделения сечения на зоны, нагретые до разных температур

2.2.3. Расчет толщин слоев, прогреваемых до критических

температур за заданное время. При одной обогреваемой поверхности определяется относитель-

ное расстояние г1:

120020t1r cr

1−

−= ; (2.18)

затем:

red111 alrx ϕ−⋅= , (2.19) где l – определяется по формуле (2.11).

zi

b

h

22

Толщину слоя бетона lcr, прогретого до температуры tcr – прини-мают равной х1.

Рис.2.4. Область сечения бетонной конструкции, учитываемая в расчете при пожаре

При двух взаимно перпендикулярных обогреваемых поверхностях вдоль этих поверхностей толщина прогретого слоя принимается как для одной обогреваемой поверхности, внутри же угла, образованного этими поверхностями, толщина прогретого слоя определяется по фор-мулам:

1220t122011r cr−

−−= . (2.20)

При трехстороннем обогреве конструкции прямоугольного сече-ния (первая и вторая обогреваемые поверхности взаимно параллель-ны, расстояние между ними b, и перпендикулярны третьей) толщина прогретого слоя у третьей обогреваемой поверхности определяется по формулам:

.alr

;w1220

t1220w12201r

;)r1(21w

;1l/)a2/b(r

red13

cr3

22

red1

ϕ−=δ

+−−=

−−=

≤ϕ+=

(2.21)

Толщина прогретого слоя у первой и второй обогреваемой по-верхностей принимается как для одной обогреваемой поверхности. При четырехстороннем обогреве толщина прогретого слоя у обогре-ваемых поверхностей принимается по формулам (2.21). В углах конст-рукций прямоугольного сечения при трехстороннем или четырехсто-

lcr

b

h

23

роннем обогреве толщина прогретого слоя определяется по формуле (2.20). Для четырехсторонне обогреваемых конструкций квадратного сечения допускается определять площадь, ограниченную изотермой t = tcr по формуле:

F=Ψ·(h–2·δс)2; (2.22) Ψ=(0,5·h – δd)/(0,5·h – δс) – 0,2 ≤1, (2.23)

где h – размер квадратного сечения; δc– толщина слоя, прогретого до t > tcr у середины боковой поверхности, вычисляется по формуле (2.21); δd – толщина слоя, прогретого до t≥tcr в углу сечения, вычисляется по формуле (2.20).

§§22..44.. Статический расчет

2.3.1. Уровень нагрузки на конструкции при пожаре.

Нагрузка, приложенная к испытуемому на огнестойкость образцу, ока-зывает значительное влияние на его огнестойкость и имеет важное значение для дальнейшего применения полученных данных.

Таблица 2.7 Значение коэффициентов

Нагрузки, воздействия ψ0 ψ1 ψ2

- Жилые помещения; - Административные помещения; - Лаборатории; помещения ЭВМ, кухни;

0,7 0,7 0,7

0,5 0,5 0,5

0,35 0,35 0,5

- Залы; 0,7 0,7 0,6 - Книгохранилища, архивы; - Сцены зрелищных предприятий; - Трибуны;

1,0 0,7 0,7

0,9 0,7 0,7

0,8 0,6 0,6

- Производственные помещения; 0,7 0,5 0,0 - Вестибюли, фойе, коридоры, лестницы; 0,7 0,7 0,6 - Складские помещения. 1,0 0,9 0,8

Уровень нагрузки при пожаре при доминирующей переменной на-грузке (вариант 1) определяется по формуле (2.24), при остальных комбинациях нагрузки (вариант 2) по формуле (2.25):

ηfi = ( ) ( )Lγγ/Lψ1 QG1 ⋅+⋅+ ; (2.24) ηfi = ( ) ( )Lψγγ/Lψ1 0QG2 ⋅⋅+⋅+ . (2.25)

где γG – частный коэффициент безопасности для постоянных нагрузок;

24

γQ – частный коэффициент безопасности для переменных нагрузок; ψ0– коэффициент редкого сочетания переменных нагрузок; ψ1– коэффициент частого сочетания переменных нагрузок; ψ2– коэффициент практически постоянного сочетания переменных на-грузок; L=Qk/Gk – отношение переменной нагрузки к постоянной.

Величина γG устанавливается равной 1,35, величина γQ=1,5. Зна-чения коэффициентов сочетания переменных нагрузок приведены в таблице 2.7.

0.570.580.590.600.610.620.630.640.650.660.670.680.690.700.710.720.730.740.75

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Рис. 2.5. Зависимость коэффициента ηfi от отношения L В упрощенных расчетах уровень нагрузки для расчетов огнестой-

кости допускается принимать равным 0,74. 2.3.5. Прочностные характеристики бетона и арматуры. Основным показателем механических свойств бетона является

его сопротивление на сжатие, на основании которого устанавливается класс бетона. Например - С55/67, где 55 МПа – нормативная прочность бетона на сжатие, 67 МПа – гарантированная прочность на сжатие. Бе-тоны классов С55/67 и выше относятся к высокопрочным.

Определение расчетного сопротивления бетона (fcd(Θ)) и армату-ры (fyd(Θ)) для определения предела огнестойкости производится путем умножения нормативного сопротивления при начальной температуре (fck, fyk) на коэффициенты условий работы при пожаре бетона kС(Θ) и арматуры kS(Θ):

L

ηfi

Вар.1

Вар.2

25

fcd(Θ)= fck · kc(Θ); (2.26) fyd(Θ)= fyk · ks(Θ). (2.27)

Нормативное сопротивление бетона определяется по таблице 2.8, арматуры – таблице 2.9.

Таблица 2.8

Модуль упругости бетона Ecm , ГПа, для классов по прочности на сжатие Класс

бетона fck, МПа

εс2, ‰ n nε Ж3, Ж4

СЖ1-СЖ3 Ж1, Ж2 П1, П2

С8/10 8 –3,5 2,0 1,75 24 С12/15 12 –3,5 2,0 1,75 31 27 С16/20 16 –3,5 2,0 1,75 38 35 31 С20/25 20 –3,5 2,0 1,75 39 37 32 С25/30 25 –3,5 2,0 1,75 40 38 35 С30/37 30 –3,5 2,0 1,75 41 40 37 С35/45 35 –3,5 2,0 1,75 42 41 38 С40/50 40 –3,5 2,0 1,75 43 42 39 С45/55 45 –3,5 2,0 1,75 44 43 40 С50/60 50 –3,5 2,0 1,75 45 44 41 С55/67 55 –3,1 1,75 1,41 46 45 42 С60/75 60 –2,9 1,60 1,26 47 46 43 С70/85 70 –2,7 1,45 1,13 49 47 45 С80/95 80 –2,6 1,40 1,04 50 49 46 С90/105 90 –2,6 1,40 1,0 52 51 48

Таблица 2.9 Класс

арматуры Нормативное

сопротивление (fyk), Н/мм2 Расчетное

сопротивление (fyd), Н/мм2 S240 240 218 S400 400 365 S500 500 450 S800 800 665

S1200 1200 1000 S1400 1400 1165

Коэффициенты условий работы при пожаре бетона kС(Θ) и арма-туры kS(Θ) определяются по табл.2.10 и 2.11 соответственно.

26

Таблица 2.10 Коэффициент kС(Θ) при температуре бетона, 0С Вид бетона 20 100 200 300 400 500 600 700 800

Тяжелый бетон 1,00 0,85 0,95 0,85 0,70 0,55 0,35 0,20 0,05 Тяжелый бетон* 1,00 0,90 1,00 0,90 0,75 0,60 0,40 0,25 0,06 Легкий бетон 1,00 0,95 1,00 0,90 0,75 0,65 0,65 0,55 0,40 Высокопрочный бетон 1,00 0,75 0,70 0,65 0,50 0,45 0,30 0,20 0,15

Примечание. *- бетон с использование известнякового заполнителя

Таблица 2.11 Коэффициент kS(Θ)при температуре,оС Класс арматуры 200 300 400 500 600 700 800

S240, S500 1,00 1,00 1,00 0,85 0,50 0,25 0,15 S800, S1200, S1400 1,00 1,00 0,95 0,65 0,35 0,18 0,10 Проволока и подвергнутая термическому упрочнению арматура

1,00 0,90 0,70 0,45 0,20 0,10 0,05

Определение расчетного сопротивления бетона (fcd) и арматуры (fyd) при нормальных условиях производится путем умножения норма-тивного сопротивления при начальной температуре (fck, fyk) на коэффи-циенты условий безопасности для бетона kCF и арматуры kSF:

fcd= fck · kCF; (2.28) fyd= fyk · kSF. (2.29)

Коэффициент безопасности для бетона и арматуры приведены в таблице 2.12.

Таблица 2.12 Класс бетона kCF Класс арматуры kSF С8/10- С50/60 0,57 S240 0,926 С55/67 0,53 S400 0,952 С60/75 0,52 S500 0,952 С70/85 0,49 S800 0,909 С80/95 0,47 S1200 0,909 С90/105 0,45 S1400 0,909

2.3.2. Уровень предельного усилия, которое способна вос-принимать конструкция при пожаре.

Под потерей несущей способности понимается обрушение конст-рукции, обусловленной превышением внешней нагрузкой несущей спо-собности. Оценка прочностных свойств конструкции при пожаре в об-щем случае производится по формуле:

27

Rcd(Θ)= ±( fcd(Θ)·Sс– ∑fyd(Θ)·Ssi), (2.30)

где fcd(Θ), fyd(Θ) – расчетное сопротивление соответственно бетона и арматуры при пожаре; Sс, Ssi – статические моменты площади сечения сжатой зоны бетона и i стержня продольной арматуры относительно осей, принятых в нормах проектирования. При этом знак "–" принимается для случая растяже-ния, "+" – внецентренного сжатия или изгиба.

Осевое сжатие. Оценить несущую способность колонн при нормальных условиях

и пожаре можно по формулам:

( )sydсcdRd AfAfN ⋅+⋅⋅α⋅ϕ= ; (2.31) ( ) ( ) ( )( )sydredcdRd AfAfN ⋅Θ+⋅Θ⋅ϕ=Θ , (2.32)

где NRd(Θ), NRd – предельная расчетная продольная сила воспринимае-мая сечением при пожаре и нормальных условиях; φ– коэффициент продольного изгиба (табл.2.13); Ас, Аred, Аs – площади сечения сжатой зоны бетона, приведенного сече-ния бетона и рабочей арматуры; Θ – температура нагрева при пожаре.

Приведенная площадь Аred принимается равной площади, ограни-ченной изотермой критических температур. Критическая температура принимается равной:

- для бетона на гранитном заполнителе - 5000С; - для бетона на известняковом заполнителе - 6000С; - для высокопрочного бетона - 4000С.

Таблица 2.13 е0/h

λi = l/h 0,03 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

0 0,94 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 8 0,92 0,88 0,78 0,67 0,56 0,46 0,36 10 0,92 0,87 0,76 0,65 0,55 0,45 0,35 12 0,91 0,86 0,74 0,63 0,53 0,43 0,33 14 0,90 0,85 0,72 0,61 0,51 0,40 0,31 16 0,89 0,84 0,70 0,59 0,48 0,38 0,29 18 0,87 0,82 0,68 0,56 0,46 0,36 0,27 20 0,85 0,79 0,65 0,54 0,43 0,33 0,24 22 0,82 0,76 0,63 0,51 0,40 0,30 0,22 24 0,80 0,74 0,60 0,48 0,37 0,28 0,20

28

Изгибаемые конструкции. Оценить несущую способность изгибаемых конструкций при нор-

мальных условиях и пожаре можно по формулам:

( ) ( )1s2ydeffCCcdRd cdAfxdAfM −⋅⋅+−⋅⋅= , (2.33) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )1s2ydeffCCcdRd cdAfxdAfM −⋅⋅Θ+Θ−Θ⋅Θ⋅Θ=Θ , (2.34)

где МRd(Θ), МRd – предельный момент, воспринимаемый сечением при нагреве и нормальных условиях; d(Θ) – рабочая высота сечения при пожаре; хeff(Θ), хeff – высота сжатой зоны бетона при пожаре и нормальных ус-ловиях; с1– расстояние от наружной поверхности до оси арматуры; Асс(Θ), Асс, Аs2 – площади сечения сжатой зоны бетона и сжатой рабо-чей арматуры при пожаре и нормальных условиях.

C1

C

AS2

ACC

AS1b

X eff

dh

CC

1AS2

b( )

X eff(

)

d h

ACC( )

AS1

lсr

Рис.2.6. Расчетная схема изгибаемой конструкции

Для определения высоты сжатой зоны бетона используется зави-симость:

fyd(Θ)·АS1– fyd(Θ)·АS2= fсd(Θ)·Асс. (2.35) 2.3.4. Оценка деформаций конструкций из бетона. Характер изменения диаграммы деформирования бетона с рос-

том температур нагрева представлен на рис.2.7. При этом с ростом температур нагрева значения предельных деформаций (εс2u) повыша-ются, а значения прочности бетона (fck) уменьшаются.

29

Рис.2.7. Зависимость диаграмм деформирования сжатого

бетона на гранитном заполнителе от температуры

Для расчетов применяется параболически – линейная диаграмма (рис.2.8). Величины, приведенные на диаграмме, в диапазоне I (dσ/dε>0) связаны зависимостью (2.36).

Рис.2.8. Расчетные диаграммы деформирования бетона на сжатие при пожаре

kС(Θ)

εс

εc2

εc σc(θ)

εc2

fck I II

εc2

30

( ) ( ) ( )

Θ⋅η

−−⋅Θε=Θε n

c

CFfiu2сс k

k11 ; (2.36)

( ) 2cu2c n)018,00093,0( ε⋅⋅−Θ⋅=Θε ε , (2.37)

где εс(Θ) – деформации сжатия бетона при пожаре; εс2u(Θ) – предельные деформации сжатия бетона при пожаре; n – показатель степени по табл.2.8; nε – расчетный коэффициент по табл.2.8; εс – деформации сжатия бетона по табл.2.8; Θ – температура нагрева; ηfi – уровень нагрузки на конструкцию при пожаре; kCF – коэффициент условий безопасности для бетона; kС(Θ) – коэффициент условий работы при пожаре бетона.

Величину критических деформаций можно оценить по формуле:

( ) McМu2ccr,c Θ⋅α−Θε=ε Θ , (2.38)

где ΘМ – температура наименее нагретых слоев бетона; αСΘ – коэффициент температурной деформации бетона при пожаре.

Проведенные по формуле (2.38) представлены на рис.2.9.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

100 200 300 400 500 600 700 800

С50/60 С55/67 С60/75 С70/85 С80/95 С90/105

εc,cr , ‰

Θ,0С

Рис.2.9. Критические деформации сжатого бетона при нагреве

31

Для проведения оценочных расчетов для сжатых конструкций деформации нагретого сжатого бетона εс(Θ) необходимо сравнить с его критическими значениями εc,cr. Конструкция сохраняет свою несущую способность при пожаре при εс(Θ) ≤ εc,cr.

§§22..55.. Хрупкое разрушение Явление хрупкого откола при пожаре выражается в разрушении

бетона конструкции на расстоянии 1–15 см от нагреваемой поверхно-сти, как правило, при температуре разрушающегося слоя 200 – 300°С и сопровождается отколом от нагреваемой поверхности кусков бетона в виде лещадок. Причиной хрупкого разрушения является образование трещин в структуре бетона и их переход в неравновесное спонтанное развитие под воздействием сжимающих напряжений от внешней на-грузки, неравномерного нагрева по толщине сечения элемента и растя-гивающих напряжений от фильтрации пара. Разрушение бетона начи-нается при достижении критической нагрузки, почти мгновенном росте неравновесной трещины и происходит по цементному камню и кон-тактной зоне.

Оценить возможность наступления хрупкого разрушения при по-жаре можно путем анализа влажности бетона. Если весовая влажность бетона (Wс) меньше критической (Wcr), то бетон хрупко разрушаться не будет:

Wс ≤ Wcr. (2.39)

В качестве критической влажности (Wcr) в упрощенных расчетах для бетона с гранитным заполнителем принимается значение – 3%. Массовая влажность бетона определяется по формуле (2.7).

Возможность хрупкого разрушения может быть проверена путем оценки толщины конструкции и величины напряжения сжатия (рис. 2.10).

Наиболее перспективным является метод, основанный на ис-пользовании определяемого по формуле (2.40) критерия хрупкого раз-рушения (F). Данный метод отражает всю совокупность явлений, про-исходящих в бетоне при высокотемпературном нагреве, и позволяет использовать статическую теорию размеров трещин и объяснить зави-симость процесса разрушения бетона от масштабного фактора. Если критерий F≤4, то хрупкого разрушения бетона не будет. Если F>6, то бетон хрупко разрушаться, интервал критерия от 4 до 6 является по-тенциально опасным.

32

Рис. 2.10. Зависимость хрупкого разрушения бетона от напряжений сжатия в бетоне и толщины элемента

( )р

Э0c

C1

cF

nWE

Ka F ⋅ρ⋅

⋅λ⋅

β⋅Θα⋅= , (2.40)

где аF=1,16·10–2 Вт·м5/2·кг–1 – коэффициент пропорциональности; αс(Θ) – коэффициент линейной температурной деформации бетона, оС–

1; Eс – модуль упругости бетона при нормальных условиях, МПа; β – коэффициент изменения модуля упругости бетона при пожаре (до-пускается принимать равным β=0,6); ρ0 – плотность бетона в сухом состоянии, кг/м3; λ – коэффициент теплопроводности бетона, Вт·м/оС (по табл.2.4); nр – общая пористость бетона; К1С – коэффициент пвсевдоинтенсивности напряжений неоднородного материала, МН·м3/2; WЭ – объемная эксплуатационная влажность бетона, м3/м3.

Входящие в формулу (2.40) параметры определяются для темпе-ратур бетона 200–300°С. Допускается в упрощенных расчетах прини-мать αс(Θ) =9,25·106 оС–1 для бетона на известняковом заполнителе, αс(Θ) =8,5·106 оС–1 для бетона на гранитном заполнителе.

5

20

10

15

25

3

160 200 40 80 120

Безопасная зона

Зона хрупкого разрушения

Толщина, мм

Напряжения

сжатия

в бетоне,

МПа

33

Таблица 2.14 Значение К1' (МН·м3/2) в зависимости от содержания крупного заполнителя в

бетоне, % Вид заполнителя 35 50

Природный песок и гранитный щебень 0,47 0,53 Природный песок и известня-ковый щебень 0,39 0,44 Природный песок и керамзи-товый гравий 0,31 0,32

Примечания: 1. При крупности заполнителя более 10 мм значения К1' умножают на 1,14. 2. Для бетона тепловлажностной обработки значения К1' делят на 1,4. 3. Значения К1' для расхода крупного заполнителя <50 и >35% принимаются по линейной интерполяции.

Общую пористость бетона (nр) с плотными заполнителями опреде-ляют по формуле:

– для бетона с В/Ц ≥ 0,4: ( ) 3

р 102,0ЦВЦn −⋅−⋅= ; (2.41) – для бетона с В/Ц < 0,4:

3р 108,0ЦВЦn −⋅⋅⋅= . (2.42)

Объемная эксплуатационная влажность бетона WЭ равна:

3СЭ 10WW −⋅ρ⋅= , (2.43)

где Wс – равновесная влажность бетона по массе, кг/кг.

Наибольшую влажность бетон имеет непосредственно после изго-товления железобетонной конструкции, затем он высыхает. Поэтому необходимо рассматривать возможность хрупкого разрушения бетона при пожаре, как во время строительства, так и в период пуска объекта в эксплуатацию и при эксплуатации сооружения в зависимости от относи-тельной расчетной влажности воздуха.

Бетон, имеющий значение критерия хрупкого разрушения F>4 не-обходимо защитить от хрупкого разрушения во время пожара следую-щими мероприятиями:

1) повышением противопожарной безопасности, чтобы в случае пожара его можно было локализовать на начальной стадии;

2) снижением расчетной относительной влажности воздуха в по-мещении;

34

3) дополнительным конструктивным армированием поверхностно-го слоя бетона со стороны нагрева арматурной сеткой с ячейками 25–70 мм и диаметром арматуры 0,5–1,0 мм;

4) нанесением огнезащитного покрытия толщиной 2–4 см на на-греваемую поверхность бетона;

5) устройством металлической облицовки со стороны нагреваемой поверхности;

6) применением бетонов с ограниченным расходом цемента, уменьшенным В/Ц, крупным заполнителем с более низким коэффици-ентом температурного расширения.

§§22..66.. Упрощенное определение пределов огнестойкости Все применяемые в строительстве каменные материалы являют-

ся негорючими, как следствие конструкции на их основе являются не-пожароопасными (К0), а основной их характеристикой является огне-стойкость. Для строительных конструкций, изготовленных из каменных материалов, предел огнестойкости, главным образом, зависит от их толщины (табл.2.15).

Таблица 2.15

Краткая характеристика конструкции

Сечение конструкции

Размеры, мм

Предел огнестойко-

сти 1 2 3 4

Стены и перегородки из кирпича

a = 65 a = 120 a ≥ 250

REI (EI) 45 REI (EI) 150 REI (EI) 330

Стены из естественных, легкобе-тонных и гипсовых камней, облег-ченных кирпичных кладок с за-полнением легким бетоном или теплоизоляционными материа-лами.

a = 60 a = 120 a ≥ 250

REI 30 REI 90 REI 240

35

Продолжение табл.2.15

1 2 3 4

Перегородки из пустотелых кера-мических камней при толщине, определяемой за вычетом пустот.

a – Σt = 35

a = 50 a = 65 a = 80

EI 30 EI 60 EI 90 EI 120

1 Строительные конструкции, выполненные из металла, имеют

класс пожарной опасности К0. Однако чувствительность металлов к воздействию повышенных температур негативно сказывается на их пределах огнестойкости (табл.2.16). Предел огнестойкости таких конст-рукций зависит от приведенной толщины металла tred, равной отноше-нию площади сечения к обогреваемому периметру.

Таблица 2.16


Сечение конструкции

Разме-ры, мм

Предел огнестой-кости

Стальные колонны и статиче-ски определимые изгибаемые элементы (с опиранием плит и настилов по верхнему поясу)

tred = 3 5

10 15 20 30

R 7,2 R 9

R 15 R 18 R 21 R 27

Стальные статически опре-делимые изгибаемые элементы (с опиранием плит и настилов на нижние пояса и полки конст-рукции)

t = 5 10 15 20 25 30 40

R 18 R 21 R 27 R 30 R 33 R 36 R 42

Покрытие мембранного типа: а) из стали толщиной ≥ 1,2

мм; б) из алюминиевого сплава

толщиной ≥ 1 мм.

f/l ≤ 0,125

R 48 R 3

При проектировании зданий допускается принимать предел огне-стойкости незащищенных стальных конструкций с приведенной толщи-ной металла до 10 мм равным R15.

Железобетон – строительный материал, состоящий из бетона и стальной арматуры, работающей совместно с бетоном под действием внешних нагрузок. В целях обеспечения совместной работы арматуры

36

с бетоном на всех стадиях работы конструкции, а также защиты арма-туры от внешних атмосферных, температурных и т.п. воздействий в железобетонных конструкциях для рабочей арматуры устраивается защитный слой из бетона. Толщина защитного слоя наряду с диамет-ром арматуры является основным показателем, влияющим на огне-стойкость железобетонных конструкций. Указанные величины позво-ляют определить расстояние до оси арматуры (а) (рис.2.11).

Рис.2.11. Расстояние до оси арматуры В случаях расположения арматуры в разных уровнях среднее

расстояние до оси арматуры должно быть определено с учетом пло-щадей арматуры (A1, A2, ..., An) и соответствующих им расстояний до осей (а1, а2, ..., аn), измеренных от ближайшей из обогреваемых поверх-ностей элемента, по формуле:

∑∑

1 = ii

1 = iii

n321

nn1111

A

aA =

A + ... +A +A +AaA+ ... + aA +aA = a . (2.44)

При применении легких бетонов минимальное расстояние от осей арматуры до поверхности изгибаемого элемента может быть уменьше-но на 20% при плотности бетона не более 1200 кг/м3 и на 30% – при плотности бетона не более 800 кг/м3 и керамзитоперлитобетона с плотностью не более 1200 кг/м3.

Расстояние до оси арматуры может быть увеличено путем приме-нения дополнительных теплоизоляционных покрытий (оштукатурива-ние, огнезащитные составы и т.п.) подвергаемых нагреву поверхностей конструкции. Теплоизоляционные покрытия из известково – цементной штукатурки (толщиной 15 мм), гипсовой штукатурки (10 мм), вермикули-товой штукатурки или теплоизоляции из минерального волокна (5 мм) эквивалентны увеличению толщины слоя тяжелого бетона на 10 мм. Если толщина защитного слоя бетона больше 40 мм для тяжелого бе-тона и 60 мм для легкого бетона, производится дополнительное арми-рование защитного слоя бетона со стороны огневого воздействия ар-матурной сеткой диаметром 2,5 – 3 мм (ячейками 150×150 мм).

37

При определении пределов огнестойкости железобетонных конст-рукций по предельному состоянию R основными параметрами являют-ся расстояние до оси арматуры (а) и толщина конструкции (t) (ширина (b) – для стержневых конструкций).

Параметр (а) определяет влияние на огнестойкость свойств арма-туры, параметр (b) – свойств бетона. Предел огнестойкости колонн, растянутых элементов и несущих стен определяется по худшему из времен, приведенных по свойствам арматуры и тяжелого бетона на гранитном заполнителе (табл.2.17). Дополнительное армирование в виде сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм, увеличивает предел огнестойкости железобетонных колонн в 1,5 раза.

Пределы огнестойкости многопустотных, в том числе с пустотами, расположенными поперек пролета, и ребристых с ребрами вверх пане-лей и настилов принимаются по табл.9 с поправочным коэффициентом равным 0,9.

Таблица 2.17

Предел огнестойкости Вид конструкции Параметры R30 R60 R90 R120 R150 R180

b 150 200 240 300 400 450 Колонны a 10 25 35 40 50 50 b 80 120 150 200 240 280 Растянутые

элементы a 25 40 55 65 80 90 t 100 120 140 160 200 240 Несущие

стены a 10 15 20 30 30 30 a (ly/lx ≥ 1,5) 15 25 35 45 60 70 Плиты

перекрытия a (ly/lx < 1,5) 10 10 15 20 30 40 Для статически определимых свободно опертых изгибаемых же-

лезобетонных конструкций обогреваемых при пожаре с двух и более сторон предел огнестойкости определяется по табл.2.17. Для балок с наклонными сторонами ширина (b) измеряется по центру тяжести рас-тянутой арматуры (рис.2.12). При определении предела огнестойкости отверстия в полках балки не учитываются, если оставшаяся площадь поперечного сечения в растянутой зоне не меньше 2b2.

Если отношение b/bω > 1,4, расстояние до оси арматуры увеличи-вается до 0,85a b / bω . Для двутавровых балок, у которых отношение ширины полки к ширине стенки b/bω>2 (рис.2.12), в ребрах устанавли-вается поперечная арматура.

38

Рис.2.12. Армирование балок и определение расстояния до оси арматуры: 1,2,3,4 – арматура

При наличие промежуточный значений параметров конструкций в

табл. 2.17,2.18 предел огнестойкости определяется методом линейной интерполяции.

Таблица 2.18

Пределы огнестойкости Параметры Минимальные размеры

железобетонных балок, мм Минимальная ши-рина ребра bω, мм

R30 b a

80 25

120 15

160 10

200 10 80

R60 b a

120 40

160 35

200 30

300 25 100

R90 b a

150 55

200 45

280 40

400 35 100

R120 b a

200 65

240 55

300 50

500 45 120

R150 b a

240 80

300 70

400 65

600 60 140

R180 b a

280 90

350 80

500 75

700 70 160

аω=а+10 аω=а b/bω>3

Предел огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций по предельным состояниям EI определяется в зависимости от их ми-нимальной толщины (t) (табл.2.3).

39

При определении t учитываются дополнительные защитные по-

крытия и штукатурки, предусмотренные проектом. Засыпки и пол из не-горючих материалов, а также дополнительные слои штукатурки объе-диняются в общую толщину конструкции. Допускается применение го-рючих (Г2–Г4) изоляционных слоев, уложенных на цементную подго-товку, без снижения предела огнестойкости плит.

Если конструкция характеризуется сочетанием нескольких пре-дельных состояний (например R и EI), то время, характеризующее предел огнестойкости, принимается наименьшим.

Класс пожарной опасности строительных конструкций из древе-сины, не подвергнутых огнезащитной обработке, принимается К3. В ус-ловиях пожара причиной обрушения несущих конструкций из древе-сины является обугливание значительной части сечения. Вся дейст-вующая нагрузка приходится на неповрежденную часть сечения, в ре-зультате сокращения которой несущая способность конструкции во времени уменьшается. Скорость обугливания древесины сохраняется примерно постоянной в течение всего периода теплового воздействия. Зависимость глубины обугливания от времени теплового воздействия имеет практически линейный характер. Предел огнестойкости конст-рукций из древесины определяется временем, за которое несущая способность сечения уменьшается до величины действующей нагрузки (табл.2.19).

Таблица 2.19


Сечение конструкции Размеры, мм

Предел огнестой-кости

1 2 3 4

Деревянные клееные балки прямоугольного сечения.

l = 3000 –12000

h = 315–720 b = 120–210

R 30

Колонны и стойки клееные и из цельной древесины, защи-щенные штукатуркой.

A

P

A-A

2,0

b

h

A

b ≥ 200 h ≥ 200 R 60

A

L A-A

h b

40


1 2 3 4 Перекрытия по деревянным

балкам при накате из несго-раемых материалов и защите слоем гипса или штукатурки толщиной а.

a

а = 20 30

REI 60 REI 90

Деревянные стены и пере-городки, оштукатуренные с двух сторон, при толщине слоя штукатурки 20 мм.

a 2,02,0

а = 100 150 200 250

REI 36 REI 45 REI 60 REI 75

§§22..77.. Примеры расчетов

2.7.1. Расчет предела огнестойкости железобетонной балки

Железобетонная балка прямоугольного сечения (рис.2.13), пред-назначенная для эксплуатации в производственном здании, имеет па-раметры:

Ширина балки - 200 мм = 0,2 м; Высота балки - 400 мм = 0,4 м; Диаметр рабочей арматуры – 16 мм = 0,015 м; Толщина защитного слоя бетона – 20 мм = 0,02 м; Класс арматуры - S240; Класс бетона - С45/55; Длина балки - 2,5 м; Плотность сухого бетона – 2400 кг/м 3 ; Отношение переменной нагрузки к постоянной 0,25 – доминирующая нагрузка явно не выражена.

41

C1

C

AS2

ACC

AS1b

X eff

dh

CC

1AS2

b( )

X eff(

)

d h

ACC( )

AS1

lсr

Рис.2.13. Расчетная схема

Определение расчетного сопротивления бетона (fcd) и арматуры (fyd) при нормальных условиях производится путем умножения норма-тивного сопротивления при начальной температуре (fck, fyk) (табл.2.8) на коэффициенты условий безопасности для бетона kCF (табл.2.12) и арматуры kSF (табл.2.12) по формулам (2.28,2.29):

fcd= fck · kCF = 45 · 0,57 = 25,65 МПа; fyd= fyk · kSF = 240 · 0,926 = 222,2 МПа.

Площадь сечения рабочей арматуры составляет:

Аs1 = nст · 0,785 · d 2s = 2 · 0,785 · 0,016 2 = 0,0004 м 2 .

Поскольку сжатая арматура в балке не применяется, то уравне-ние (2.35) примет вид:

fyd · АS1 = fсd ·Асс = fсd ·b · Xeff,

тогда высота сжатой зоны бетона составит:

Xeff = =⋅

⋅

bfAf

cd

1syd

2,01065,250004,0102,222

6

6

⋅⋅⋅⋅

=0,017 м.

Расстояние до оси арматуры составит:

с= 0,02+0,016/2 = 0,028 м.

42

Рабочая высота сечения при пожаре, соответственно, составит:

d =h-c = 0,4-0,028 = 0,372 м.

Несущая способность балки при нормальных условиях определя-ется по формуле (2.33):

( ) ( )017,05,0372,0017,02,01065,25x5,0dAfM 6effCCcdRd ⋅−⋅⋅⋅⋅=⋅−⋅⋅= =

=31,7·103 м·н,

Уровень доминирующей переменной нагрузки при пожаре опре-деляется по формуле (2.24):

ηfi = ( ) ( )Lγγ/Lψ1 QG1 ⋅+⋅+ = (1 + 0,5·0,5)/(1,35 + 1,5 · 0,25) = 0,72

где γG =1,35 – частный коэффициент безопасности для постоянных на-грузок; γQ =1,5 – частный коэффициент безопасности для переменных нагрузок; ψ1= 0,5 – коэффициент частого сочетания переменных нагрузок для производственных помещений (табл. 2.7); L=Qk/Gk = 0,25 – отношение переменной нагрузки к постоянной.

Расчетная величина внешней нагрузки на конструкцию составит:

E = МRd · ηf1 = 31,7·106 · 0,72 = 22,8 · 103 м·н.

Характеристики балки при нагреве определяются в следующей погрешности:

15 минута пожара (τ = 0,25 часа). Для определения температуры в арматуре по формуле (2.9) оп-

ределяется фиктивная толщина защитного слоя:

=⋅+⋅+=ϕ+ϕ+δ=∗ 016,05,000133,063,0028,0dax s2red11 0,059 м,

затем, по формуле (2.11) определяется толщина прогретого слоя:

l 063,025,000133,012a12 red =⋅⋅=τ⋅⋅= м,

где l – толщина прогретого слоя бетона, м; φ1, φ2 – коэффициенты, зависящие от плотности бетона, принимаются по табл. 2.6; ds – диаметр арматуры, м; τ – длительность стандартного пожара, ч. δ - толщина защитного слоя, м; ared - коэффициент температуропроводности тяжелого бетона на гранитном заполнителе (табл.2.4).

43

С учетом симметричного расположения арматурных стержней и, принимая во внимание, что толщина защитного слоя по обеим осям одинаковая, по формуле (2.10) определяется относительное расстоя-ние:

r1 = x1*/ l = 0,059/0,063 = 0,94.

Анализируя величину толщины прогретого слоя, принимается прогрев при двух взаимно параллельных обогреваемых поверхностях. Температура арматуры в данном случае определяется по формуле (2.14):

t=20+1200·[(1–r1)2 + (1–r2)2] = 20+ 1200 · [(1 – 0,94) 2 + (1 – 0,94) 2 ] =29 С0 .

Коэффициент условий работы арматуры при данной температуре kS(Θ)=1.

Толщина прогретого до критической температуры слоя определя-ется по формуле (2.20):

518,01220

5001220111220

t122011r cr =−

−−=−

−−= .

Толщина слоя, прогретого до критической температуры опреде-ляется по формуле (2.19):

м01,000133,063,0063.0518,0alrx red11C =−⋅=ϕ−⋅= ,

Расчетная ширина балки при пожаре составит:

b(Θ)= b - xc=0,2-0,01=0,19 м.

Определение расчетного сопротивления бетона (fcd(Θ)) и армату-ры (fyd(Θ)) для определения предела огнестойкости производится путем умножения нормативного сопротивления при начальной температуре (fck, fyk) на коэффициенты условий работы при пожаре бетона kС(Θ) и арматуры kS(Θ) по формулам (2.26, 2.27):

fcd(Θ)= fck · kc(Θ) = 45 · 1 = 45 МПа;

fyd(Θ)= fyk · ks(Θ) = 240 · 1 = 240 МПа.

Высоты сжатой зоны бетона определяется с использованием за-висимости (2.35):

fyd(Θ)·АS1 = fсd(Θ)·Асс= fсd(Θ)·b · Xeff (Θ),

44

тогда

Xeff (Θ) = ( )( ) =

⋅Θ

⋅Θ

bfAf

cd

1syd

19,010450004,010240

6

6

⋅⋅⋅⋅

=0,0112 м.

Несущая способность балки при пожаре, принимая, что

Асс(Θ)= Xeff(Θ)·b(Θ),

определяется по формуле (2.34):

( ) ( ) ( ) ( )( )Θ−⋅Θ⋅Θ=Θ effCCcdRd xdAfM = ( ) 36 101,350112.05.0372,00112.019,01045 ⋅=⋅−⋅⋅⋅⋅ мн,

где МRd(Θ) – предельный момент, воспринимаемый сечением при на-греве; хeff(Θ) – высота сжатой зоны бетона при пожаре; Асс(Θ) – площадь сечения сжатой зоны бетона при пожаре; fcd(Θ) - расчетное сопротивление бетона при пожаре; fyd (Θ) - расчетное сопротивление арматуры при пожаре.



=⋅+⋅+=ϕ+ϕ+δ=∗ 016,05,000133,063,0028,0dax s2red11 0,059 м,


l 089,05,000133,012a12 red =⋅⋅=τ⋅⋅= м,



r1 = x1*/ l = 0,059/0,089 = 0,66.

45


t=20+1200·[(1–r1)2 + (1–r2)2] = 20+ 1200 · [(1 – 0,66) 2 + (1 – 0,66) 2 ] =297 С0 .

Коэффициент условий работы арматуры при данной температуре kS(Θ)=1 (табл.2.11).


518,01220

5001220111220

t122011r cr =−

−−=−

−−= .


м023,000133,063,0089,0518,0alrx red11C =−⋅=ϕ−⋅= ,


b(Θ)= b - xc=0,2-0,023=0,177 м.


fcd(Θ)= fck · kc(Θ) = 45 · 1 = 45 МПа;

fyd(Θ)= fyk · ks(Θ) = 240 · 1 = 240 МПа.



тогда

Xeff (Θ) = ( )( ) =

⋅Θ

⋅Θ

bfAf

cd

1syd

177,010450004,010240

6

6

⋅⋅⋅⋅

=0,0120 м.



46


( ) ( ) ( ) ( )( )Θ−⋅Θ⋅Θ=Θ effCCcdRd xdAfM = ( ) 36 109,34012,05,0372,0012,0177,01045 ⋅=⋅−⋅⋅⋅⋅ мн,




=⋅+⋅+=ϕ+ϕ+δ=∗ 016,05,000133,063,0028,0dax s2red11 0,059 м,


l 109,075,000133,012a12 red =⋅⋅=τ⋅⋅= м,



r1 = x1*/ l = 0,059/0,109 = 0,54.


t=20+1200·[(1–r1)2 + (1–r2)2] = 20+ 1200 · [(1 – 0,54) 2 + (1 – 0,54) 2 ] =528 С0 .

47

Коэффициент условий работы арматуры при данной температуре определяется методом линейной интерполяции (табл.2.11):

kS(Θ)=0,85- (0,85-0,6)(600-500)/(528-500)=0,78.


518,01220

5001220111220

t122011r cr =−

−−=−

−−= .


м033,000133,063,0109,0518,0alrx red11C =−⋅=ϕ−⋅= ,


b(Θ)= b - xc=0,2-0,033=0,167 м.


fcd(Θ)= fck · kc(Θ) = 45 · 1= 45 МПа;

fyd(Θ)= fyk · ks(Θ) = 240 · 0,78 = 187,2 МПа.



тогда

Xeff (Θ) = ( )( ) =

⋅Θ

⋅Θ

bfAf

cd

1syd

167,010450004,0102,187

6

6

⋅⋅⋅⋅

=0,010 м.




48



60 минута пожара (τ = 1,0 час). Для определения температуры в арматуре по формуле (2.9) оп-


=⋅+⋅+=ϕ+ϕ+δ=∗ 016,05,000133,063,0028,0dax s2red11 0,059 м,


l 126,0100133,012a12 red =⋅⋅=τ⋅⋅= м,



r1 = x1*/ l = 0,059/0,126 = 0,47.


t=20+1200·[(1–r1)2 + (1–r2)2] = 20+ 1200 · [(1 – 0,47) 2 + (1 – 0,47) 2 ] =694 С0 .

Коэффициент условий работы арматуры при данной температуре kS(Θ)=0,26 (табл.2.11).

49


518,01220

5001220111220

t122011r cr =−

−−=−

−−= .


м042,000133,063,0126,0518,0alrx red11C =−⋅=ϕ−⋅= ,


b(Θ)= b - xc=0,2-0,042=0,158 м.


fcd(Θ)= fck · kc(Θ) = 45 · 1 = 45 МПа;

fyd(Θ)= fyk · ks(Θ) = 240 · 0,26 = 62,4 МПа.



тогда

Xeff (Θ) = ( )( ) =

⋅Θ

⋅Θ

bfAf

cd

1syd

158,010450004,0104,62

6

6

⋅⋅⋅⋅

=0,0035 м.





где МRd(Θ) – предельный момент, воспринимаемый сечением при на-греве; хeff(Θ) – высота сжатой зоны бетона при пожаре; Асс(Θ) – площадь сечения сжатой зоны бетона при пожаре;

50

fcd(Θ) - расчетное сопротивление бетона при пожаре; fyd (Θ) - расчетное сопротивление арматуры при пожаре.

На основании проведенных расчетов строится график (рис.2.14).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50 60 70

Рис.2.14. График изменения несущей способности балки при пожаре

Несущая способность балки исчерпана на 48 минуте, следова-

тельно предел огнестойкости данной строительной конструкции соста-вит R45.

2.7.2. Расчет предела огнестойкости железобетонной колонны

Железобетонная колонна прямоугольного сечения (рис.2.15), предназначенная для эксплуатации в производственном здании, имеет параметры:

Ширина сечения колонны - 200 мм = 0,2 м; Высота сечения колонны - 200 мм = 0,2 м; Диаметр рабочей арматуры – 16 мм = 0,015 м; Толщина защитного слоя бетона – 20 мм = 0,02 м; Класс арматуры - S240; Класс бетона - С45/55; Длина колонны - 4 м;

τ, мин

MRd, кн·м

E, кн·м

51

Плотность сухого бетона – 2400 кг/м 3 ; Отношение эксцентириситета к высоте сечения е0/h < 0,3. Отношение переменной нагрузки к постоянной 0,25 – доминирующая нагрузка явно не выражена.

Рис.2.15. Расчетная схема

Определение расчетного сопротивления бетона (fcd) и арматуры (fyd) при нормальных условиях производится путем умножения норма-тивного сопротивления при начальной температуре (fck, fyk) (табл.2.8) на коэффициенты условий безопасности для бетона kCF (табл.2.12) и арматуры kSF (табл.2.12) по формулам (2.28,2.29):

fcd= fck · kCF = 45 · 0,57 = 25,65 МПа; fyd= fyk · kSF = 240 · 0,926 = 222,2 МПа.

Площадь сечения рабочей арматуры составляет:

Аs1 = nст · 0,785 · d 2s = 4 · 0,785 · 0,016 2 = 0,0008 м 2 .

Расстояние до оси арматуры составит:

с= 0,02+0,016/2 = 0,028 м.

Несущая способность колонны при нормальных условиях опреде-ляется по формуле (2.31):

Xcr

b

h

c

c

52

( ) ( )=⋅⋅+⋅⋅⋅⋅=⋅+⋅⋅ϕ= 0008,0102,2222,02,01065,2585,0AfAfN 66sydсcdRd

=1203,76 кН.

где NRd – предельная расчетная продольная сила воспринимаемая се-чением при нормальных условиях; φ=0,85 – коэффициент продольного изгиба (табл.2.13); Ас, Аs – площади сечения сжатой зоны бетона и рабочей арматуры; fcd - расчетное сопротивление бетона при нормальных условиях; fyd - расчетное сопротивление арматуры при нормальных условиях.

Уровень доминирующей переменной нагрузки при пожаре опре-

деляется по формуле (2.24):

ηfi = ( ) ( )Lγγ/Lψ1 QG1 ⋅+⋅+ = (1 + 0,5·0,5)/(1,35 + 1,5 · 0,25) = 0,72

где γG =1,35 – частный коэффициент безопасности для постоянных на-грузок; γQ =1,5 – частный коэффициент безопасности для переменных нагрузок; ψ1= 0,5 – коэффициент частого сочетания переменных нагрузок для производственных помещений (табл. 2.7); L=Qk/Gk = 0,25 – отношение переменной нагрузки к постоянной.

Расчетная величина внешней нагрузки на конструкцию составит:

E = МRd · ηf1 = 1203,76 · 0,72 = 866,7 кН .

Характеристики балки при нагреве определяются в следующей погрешности:



=⋅+⋅+=ϕ+ϕ+δ=∗ 016,05,000133,063,0028,0dax s2red11 0,059 м,


l 063,025,000133,012a12 red =⋅⋅=τ⋅⋅= м,

где l – толщина прогретого слоя бетона, м; φ1, φ2 – коэффициенты, зависящие от плотности бетона, принимаются по табл. 2.6; ds – диаметр арматуры, м; τ – длительность стандартного пожара, ч. δ - толщина защитного слоя, м;

53

ared - коэффициент температуропроводности тяжелого бетона на гранитном заполнителе (табл.2.4).


r1 = x1*/ l = 0,059/0,063 = 0,94.


t=20+1200·[(1–r1)2 + (1–r2)2] = 20+ 1200 · [(1 – 0,94) 2 + (1 – 0,94) 2 ] =29 С0 .

Коэффициент условий работы арматуры при данной температуре kS(Θ)=1.


518,01220

5001220111220

t122011r cr =−

−−=−

−−= .


м01,000133,063,0063.0518,0alrx red11C =−⋅=ϕ−⋅= ,


b(Θ)= h(Θ) = b – 2·xc= 0,2- 2·0,01=0,18 м.


fcd(Θ)= fck · kc(Θ) = 45 · 1 = 45 МПа;

fyd(Θ)= fyk · ks(Θ) = 240 · 1 = 240 МПа.

Несущая способность колонны при пожаре, принимая, что

Аred= h(Θ)· b(Θ) = b(Θ)2 = 0,182=0,0324 м2,

54


( ) ( ) ( )( ) ( ) 14020008,02400324,04585,0AfAfN sydredcdRd =⋅+⋅⋅=⋅Θ+⋅Θ⋅ϕ=Θ кН,




=⋅+⋅+=ϕ+ϕ+δ=∗ 016,05,000133,063,0028,0dax s2red11 0,059 м,


l 089,05,000133,012a12 red =⋅⋅=τ⋅⋅= м,



r1 = x1*/ l = 0,059/0,089 = 0,66.


t=20+1200·[(1–r1)2 + (1–r2)2] = 20+ 1200 · [(1 – 0,66) 2 + (1 – 0,66) 2 ] =297 С0 .

Коэффициент условий работы арматуры при данной температуре kS(Θ)=1 (табл.2.11).

55


518,01220

5001220111220

t122011r cr =−

−−=−

−−= .


м023,000133,063,0089,0518,0alrx red11C =−⋅=ϕ−⋅= ,


b(Θ)= b - 2xc=0,2- 2· 0,023=0,154 м.


fcd(Θ)= fck · kc(Θ) = 45 · 1 = 45 МПа;

fyd(Θ)= fyk · ks(Θ) = 240 · 1 = 240 МПа.


Аred= h(Θ)· b(Θ) = b(Θ)2 = 0,1542=0,0237 м2,


( ) ( ) ( )( ) ( ) 10690008,02400237,04585,0AfAfN sydredcdRd =⋅+⋅⋅=⋅Θ+⋅Θ⋅ϕ=Θ кН,




=⋅+⋅+=ϕ+ϕ+δ=∗ 016,05,000133,063,0028,0dax s2red11 0,059 м,


56

l 109,075,000133,012a12 red =⋅⋅=τ⋅⋅= м,



r1 = x1*/ l = 0,059/0,109 = 0,54.


t=20+1200·[(1–r1)2 + (1–r2)2] = 20+ 1200 · [(1 – 0,54) 2 + (1 – 0,54) 2 ] =528 С0 .

Коэффициент условий работы арматуры при данной температуре определяется методом линейной интерполяции (табл.2.11):

kS(Θ)=0,85- (0,85-0,6)(600-500)/(528-500)=0,78.


518,01220

5001220111220

t122011r cr =−

−−=−

−−= .


м033,000133,063,0109,0518,0alrx red11C =−⋅=ϕ−⋅= ,


b(Θ)= b - 2xc=0,2-2·0,033=0,134 м.

57


fcd(Θ)= fck · kc(Θ) = 45 · 1= 45 МПа;

fyd(Θ)= fyk · ks(Θ) = 240 · 0,78 = 187,2 МПа.


Аred= h(Θ)· b(Θ) = b(Θ)2 = 0,1342=0,0180 м2,


( ) ( ) ( )( ) ( ) 8150008,02,187018,04585,0AfAfN sydredcdRd =⋅+⋅⋅=⋅Θ+⋅Θ⋅ϕ=Θ кН,


На основании проведенных расчетов строится график (рис.2.16).

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 15 30 45 60

Рис.2.16. График изменения несущей способности балки при пожаре

τ, мин

NRd, кН

E, кн·м

58

Несущая способность колонны исчерпана на 43 минуте, следова-тельно предел огнестойкости данной строительной конструкции соста-вит R30.

2.7.3. Оценка возможности хрупкого разрушения

бетона при пожаре

Железобетонная колонна эксплуатируется в помещении в кото-ром влажность не превышает 50 %.

Представлена бетонная смесь следующего состава: − цемента - 500 кг/м 3 ; − песок – 900 кг/м 3 ; − щебень (гранитный) - 900 кг/м 3 ; − воды -150 кг/м 3 .

Плотность сухого бетона 2450 кг/м 3 ; Модуль упругости бетона при нормальных условиях – 22 ГПа.

Водоцементное отношение смеси составит:

В/Ц = 150/500 =0,3.

Таким образом, общая пористость бетона (nр) с плотными запол-нителями определяется по формуле (2.42):

12,0108,0500150500108,0ЦВЦn 33р =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= −− .

Массовая равновесная влажность бетона определяется по таб-лице 2.5 - Wс = 0,027 кг/кг.

Объемная эксплуатационная влажность бетона WЭ определяется по формуле (2.43):

3

СЭ 10WW −⋅ρ⋅= = 0,027 · 2450 · 10-3 =0,0662 м3/м3.

Содержание крупного заполнителя в бетоне составляет

Щ/ρ0 =900/2450 = 0,35=100%.

Тогда, значение коэффициента пвсевдоинтенсивности напряже-ний неоднородного материала принимается по таблице 2.14.

К1С = 0,47 МН·м3/2.

Значение коэффициента теплопроводности тяжелого бетона с гранитным заполнителем принимается по таблице 2.4 - λ=1,14 Вт·м/оС.

Критерий хрупкого разрушения (F) определяется по формуле (2.40):

59

( ) 28.3

12,014,147,00662,02450220006,0105,81016,1

nWE

Ka F

62

р

Э0c

C1

cF =⋅⋅

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=

⋅ρ⋅⋅

λ⋅β⋅Θα⋅

=−−

где аF=1,16·10–2 Вт·м5/2·кг–1 – коэффициент пропорциональности; αс(Θ) =9,25·106 оС–1– коэффициент линейной температурной деформации бетона; Eс = 22000 МПа – модуль упругости бетона при нормальных условиях; β – коэффициент изменения модуля упругости бетона при пожаре (до-пускается принимать равным β=0,6); ρ0 – плотность бетона в сухом состоянии, кг/м3; λ – коэффициент теплопроводности бетона, Вт·м/оС (по табл.2.4); nр – общая пористость бетона; К1С – коэффициент пвсевдоинтенсивности напряжений неоднородного материала, МН·м3/2; WЭ – объемная эксплуатационная влажность бетона, м3/м3.

Так как значение критерия хрупкого разрушения F менее 4 то про-цесс хрупкого разрушения бетона при пожаре происходить не будет.

2.7.4. Анализ огнестойкости плит перекрытия серии 1.442.1-1(2) Величина предела огнестойкости железобетонной конструкции

определена путем расчета пределов огнестойкости по потере несущей и теплоизолирующей способности, а также оценки целостности конст-рукции при воздействии пожара.

Оценка возможности хрупкого разрушения бетона при пожаре. Общая оценка возможности хрупкого разрушения бетона при по-

жаре произведена по "Рекомендациям по защите бетонных и желе-зобетонных конструкций от хрупкого разрушения" с учетом положений МДС 21-2.2000 "Методические рекомендации по расчету огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций". Оценка проведена по критерию хрупкого разрушения (F).

Общая пористость бетона (nр) с плотным заполнителем при В/Ц=0,4:

nр = Ц (В/Ц – 0,2) 10-3 = 400(0,4-0,2)0,001=0,08 м3/м3,

где Ц = 400 кг/м3- расход цемента; В/Ц=0,4 – водоцементное отношение.

Влажность бетона по массе (Wв) принята в зависимости от отно-сительной расчетной влажности воздуха в помещении (RH=75%), при

60

которой будет эксплуатироваться конструкция, и расхода цемента (400 кг) [3]:

Wв=0,03 кг/кг.

Эксплуатационная объемная влажность бетона W0э с плотными

заполнителями определена как его средняя равновесная влажность:

W0э=Wв ρ 10-3=0,03·2200·0,001=0,066 м3/м3.

8.4066,008,011,153,0

22006,02700000000825,00116,0WnK

EaF э

0р

/1

bttb =⋅⋅

⋅⋅⋅=

λ

ρα= ,

где αbt =8,25 10-6 1/град – коэффициент линейной температурной дефор-мации бетона на гранитном заполнителе; βt=0,6 – температурный коэффициент снижения модуля упругости при пожаре [5]; Еbt= Еbβt =16200 МПа- модуль упругости нагретого бетона; ρ=2200 кг/м3- плотность бетона в сухом состоянии (без влаги); λ =1,11 Вт/м град. – коэффициент теплопроводности; а=1,1610-2 Вт·м3/2·кг -1 – коэффициент пропорциональности; К1

/=0,53- коэффициент псевдоинтенсивности напряжений неодно-родного материала, МПа-3/2.

Значения коэффициентов αbt, βt , ρ , λ определены для температу-ры бетона при пожаре 250°С [4,5].

Рис.2.17. Зависимость минимальной толщины полки конструкции от относительного сжимающего напряжения (значения приведены

для плиты 1П3-3 АIIIв-т(п))

0.9

0.2

40

0.8

0.4

0.6

80 1.0

60

90

Безопасная зона при влажности менее

критической

- hf = 50 мм - hf = 100 мм

Толщина полки, мм

Относительное сжимающее напряжение

61

Критерий хрупкого разрушения (F) находится в интервале от 4 до 6 следовательно, при пожаре бетон хрупко разрушается. Вероятность хрупкого разрушения бетона может быть снижена при увеличении толщины полки плиты, с таким расчетом, чтобы ее значение находи-лось в безопасной зоне (рис.2.17).

При толщине полки 100 мм происходит снижение вероятности хрупкого разрушения бетона. Для полного предотвращения хрупкого разрушения бетона при пожаре необходимо снизить его объемную влажность ниже критического значения (W0

кр). Значение объемной критической влажности бетона (W0

кр):

( ) ( ) 054,095,015,0111,1

08,05,158,015,01ПcRW btnкр

0 =⋅+

⋅⋅=

µ+λ= ,

где с=0,58 Вт м/(МПа0С) - коэффициент пропорциональности; Rbtn=1,5 МПа – нормативное сопротивление бетона осевому растяже-нию; μкр=σсж/Rbn=0,95 – критическое значение относительного сжимающего напряжения. W0

э>W0кр – в бетоне данной конструкции сохраняется возможность

хрупкого разрушения при пожаре. Предел огнестойкости по потере несущей способности. Поскольку в серии предусмотрены плиты перекрытия, имеющие

различные параметры продольной арматуры (количество стержней, диаметр), определение предела огнестойкости по потере несущей спо-собности производится по относительным нагрузкам (μ=σ/Rsn) для наи-более неблагоприятного сочетания параметров конструкций. Предел огнестойкости конструкции по потере несущей способности равен вре-мени от начала стандартного огневого воздействия до момента, когда несущей способности конструкции становится недостаточно для вос-приятия приложенной к ней нагрузки. Критическое значение относи-тельной нагрузки принято μ=0,95 [4].

Расчет производится по методике "Рекомендаций по расчету пре-делов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций". Плиты перекрытия при установке на балки располагаются рядом (рис.2.18), таким образом, воздействие пожара непосредственно на ребро рассчи-тываемой конструкции (Р) возможно с двух взаимно перпендикулярных сторон. Расстояние до оси арматуры 45 мм, при этом толщина защит-ного слоя бетона для всех плит перекрытия серии предусмотрена не менее 30 мм.

62

Рис.2.18. Расчетная схема расположения продольной арматуры Поскольку ξ< Rξ , разрушение конструкции происходит по потере

прочности арматуры, проверка сжатой зоны бетона по потере прочно-сти при нагреве – не целесообразна.

Расчетная величина x·для арматуры:

063,002,05,000133,062,003,0dax 2red1 =⋅++=ϕ+ϕ+δ=∗ м.

где δ =0,03 м, толщина защитного слоя бетона; φ1= 0,62; φ2=0,5 – расчетные коэффициенты, зависящие от плотности бетона [4]; ds =0,02 м – минимальный диаметр продольной арматуры при толщине защитного слоя 30 мм.

За 45 минут (τ =0,75 часа) в плите перекрытия прогревается слой толщиной (l):

м11,075,000133,012a12l red =⋅⋅=τ⋅= ,

где ared =0,00133 м2/ч – приведенный коэффициент температуропровод-ности [4].

Расстояние от внешнего края ребра соседней с рассчитываемой плиты (С) до арматуры рассчитываемой плиты (Р) больше l, таким об-разом, обогрев происходит только с двух взаимно перпендикулярных сторон.

Рассчитываемая плита (Р)

30

30

85 85

Соседняя с расчетной плита (С)

Арматура

5

63

Критическое значение коэффициента условий работы арматуры принимается равное критическому значению относительной нагрузки γst=μ=0,95. Критическая температура арматуры АIIIв, соответствующая данному коэффициенту tcr= 425°С [4].

Относительное расстояние для критической температуры арма-туры при двухстороннем обогреве конструкции:

56,01200

4251220111200

t122011r crcr =

−−−=

−−−= .

Предел огнестойкости по потере несущей способности:

.мин48ч8,056,0063,0

00133,0121

rx

a121

22

cr

*

red

==

⋅

=

=τ

Поскольку вероятность откола наиболее вероятна в тонкостенных конструкциях в зоне сжатия бетона, то в ребрах плит перекрытия хруп-кое разрушение маловероятно, таким образом, уменьшение толщины защитного слоя бетона не произойдет. Предел огнестойкости по потере несущей способности плит перекрытия при уровне относительной на-грузки 95% от максимального – составляет 45 минут.

Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способ-

ности. Расчет произведен по методике "Рекомендаций по расчету пре-

делов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций". Потеря теплоизолирующей способности плиты перекрытия наступает при по-вышении температуры необогреваемой поверхности в среднем на 140°С. Для расчета принят односторонний одномерный прогрев конст-рукции при свободном теплоотводе с необогреваемой поверхности. В качестве критической температуры необогреваемой поверхности при-нята tcr= 140+20=160°С. Минимальная толщина полки конструкций дан-ных серий составляет 50 мм.

Относительное расстояние для критического прогрева бетона:

66,01200

20-16011200

20-t1r crcr,b =−=−= .

Толщина слоя бетона, прогретого до критической температуры за

45 минут.

.м05,000133,062,011,066,0alrx red1cr,bt =−⋅=ϕ−=

64

Таким образом, конструкция при толщине полки 50 мм не обеспе-чивает предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способно-сти 45 минут.

Рис.2.19. Зависимость предела огнестойкости плиты по потере теплоизолирующей способности от толщины полки

(линия 1[4,6], линия 2[5]) Поскольку хt > 0,7hf, то аналитическое определение предела огне-

стойкости по указанной методике не возможно, он находится по рис.2.19.

Предел огнестойкости плиты перекрытия по потере теплоизоли-рующей способности без учета возможного хрупкого разрушения при толщине полки 50 мм – составляет 30 минут, с учетом набетонки с суммарной толщиной 100 мм – 90 минут.

Поскольку в бетоне данной конструкции сохраняется возможность хрупкого разрушения при пожаре, то реальное значение предела огне-стойкости будет ниже. Анализ данных полученных в результате огне-вых испытаний показывает, что хрупкое разрушение бетона начинается через 15-20 минут после начала стандартного огневого испытания, что соответствует данным [3]. Через 30 минут происходит в отдельных участках разрушение полки на глубину до 50 мм. Для плиты с набетон-кой упрощенно процессы, происходящие в полке, могут быть представ-лены следующим образом: при нагреве плита в течении 15-20 минут сохраняет целостность, затем происходит хрупкое разрушение полки на глубину до 50 мм (наиболее неблагоприятный вариант), и теплоизо-

30 60 90 120 40

50

60

70

80

90

100

39

45

105

Предел огнестойкости, мин.

Толщина полки плиты, мм

1

2

- hf = 50 мм hf = 100 мм

65

лирующая способность плиты обеспечивается слоем набетонки тол-щиной 50 мм, в соответствии с рис.2.19 критическая температура на необогреваемой поверхности будет достигнута через 30 минут, таким образом, предел огнестойкости плиты по потере теплоизолирующей способности с учетом хрупкого разрушения составит 45-50 минут.

Выводы:

1. Предел огнестойкости плит перекрытия по сериям 1.442.1-1(2) и 1.442.1-5.98 – REI 30. При увеличении суммарной толщины полки с использованием негорючих материалов до суммарной величины 100 мм – REI 45.

2. При толщине полки 50 мм при пожаре будет происходить хрупкое разрушение бетона. Хрупкого разрушения бетона можно избежать при увеличении толщины полки до 100 мм и уменьшении объемной влажности бетона конструкции менее 2.5%. Предел огнестойкости может быть увеличен более 45 минут [3]

одним из следующих конструктивных решений: установкой проволоч-ной сетки с ячейками 15 мм и диаметром проволоки 1 мм на расстоя-нии от нагреваемой поверхности не более 5-10 мм; нанесением тепло-изолирующей штукатурки толщиной 10-20 мм из легкого бетона по по-верхности конструкции; дисперсным армированием бетона у нагревае-мой поверхности конструкции на глубину 10-20 мм асбестом (5-7% от массы вяжущего).

Литература.

1. ГОСТ 30247.0-94. Конструкции строительные. Методы испыта-

ний на огнестойкость. Общие требования. 2. ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испыта-

ний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. 3. Рекомендации по защите бетонных и железобетонных конст-

рукций от хрупкого разрушения / НИИЖБ.- М: Стройиздат, 1979.-21с. 4. Рекомендации по расчету пределов огнестойкости бетонных и

железобетонных конструкций / НИИЖБ.- М: Стройиздат, 1986.-40с. 5. МДС 21-2.2000. Методические рекомендации по расчету огне-

стойкости и огнесохранности железобетонных конструкций. / ГУП "НИ-ИЖБ".- М: Стройиздат, 2000.-92с.

6. Пособие П1-02 к СНБ 2.02.01-98 "Пределы огнестойкости строительных конструкций".

66

§§22..88.. Индивидуальные задания

Условие. Определить расчетным путем предел огнестойкости железобе-

тонной конструкции. Оценить возможность наступления хрупкого раз-рушения сжатой части конструкций при пожаре.

Исходные данные. Параметры вид, параметры конструкции и состав бетонной смеси

приведены в табл. 2.20 -2.22. Принимается наихудший из возможных вариантов обогрева строительной конструкции. Балка опирается по двум сторонам и работает на изгиб, колонна - на осевое сжатие (экс-центриситет равен нулю). Вид конструкции и ее параметры определя-ются по табл.2.20, состав бетонной смеси – по табл.2.21, условия экс-плуатации – по табл.2.22.

Таблица 2.20

Параметры строительной конструкции

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки Наименование параметра 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Вид конструкции Б К Б К Б К Б К Б К Класс бетона С25/30 С30/37 С35/45 С40/50 С45/55 С50/60 С55/67 С60/75 С70/85 С20/25 Класс арматуры S240 S500 S800 S240 S500 S800 S240 S500 S800 S240 Диаметр арматуры, мм 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Толщина защит-ного слоя, мм 14 20 24 30 34 32 28 24 20 16 Высота сечения, мм 300 350 450 500 450 300 250 500 200 250 Ширина сечения, мм 200 250 300 350 400 350 300 250 200 500 Длина, м 3 3,5 4 4,5 5 4,5 4 3,5 3 5

Примечание. Б – балка, К - колонна. Для колонн принимается расположение арматуры в форме "каре"

(4 стержня) (рис. 2.15), для балок - в линию в нижней прогреваемой части сечения (2 стержня) (рис.2.13). Вся арматура, применяемая в конструкции, - одного класса.

67

Таблица 2.21 Параметры бетонной смеси

Последняя цифра номера зачетной книжки Наименование параметра 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Плотность бетона, кг/м3 2400 2400 2350 2380 2400 2450 2300 2280 2260 2300

цемента 300 350 400 450 500 550 325 375 425 525 песка 800 850 900 950 1000 1050 825 875 925 975 щебня 1100 1000 900 800 700 600 950 850 750 650

Расход,

кг

/м3

воды 200 200 150 180 200 250 200 180 160 150 Вид щебня Г И Г И Г И Г И Г И

Примечание. Г – гранит, И – известняк.

Таблица 2.22 Условия эксплуатации

Последняя цифра номера зачетной книжки Наименование параметра 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Отношение пере-менной нагрузки к постоянной

0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,25 1,00 0,75 0,50

Вид помещения Ж А К П С Ж А К П С Наличие домини-рующей нагрузки да нет да нет да нет да нет да нет Влажность возду-ха в помещении, %

50 60 70 80 55 65 75 85 75 70

Примечание. Ж – жилое, А- административное, К - книгохранили-ще, П- производственное, С – складское.

68

РАЗДЕЛ 33

ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫЕ КОНСТРУКЦИИ

§§33..11.. Сущность расчетной методики Для обеспечения противовзрывной защиты производственных и

складских помещений должны применяться легкосбрасываемые конст-рукции (ЛСК), которые, разрушаясь или открываясь, освобождают пре-дусмотренную проектом площадь для снижения избыточного давления взрыва и тем самым предотвращают воздействие избыточного давле-ния взрыва на обслуживающий персонал и строительные конструкции здания.

Расчет площади легкосбрасываемых конструкций может быть разделен на шесть модулей:

1. Определение характеристики расчетного региона; 2. Определение базовых характеристик помещения; 3. Определение базовых характеристик вещества или веществ, уча-ствующих во взрыве;

4. Определение характеристик взрыва; 5. Определение характеристик остекления; 6. Определение площади легкосбрасываемых конструкций.

Определение характеристики расчетного региона

Определение площади легкосбрасываемых конструкций произво-дится для помещения с учетом места его географического расположе-ния. Место расположения влияет на расчетную температуру tP. В каче-стве расчетной температуры следует принимать максимально возмож-ную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения тем-пературы в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной тем-пературы tP по каким-либо причинам определить не удается, допуска-ется принимать ее равной 610С.

69

Согласно требованиям СНБ 2.04.02 "Строительная климатология" для областей Республики Беларусь установлены следующие макси-мально возможные температуры воздуха, согласно климатическим зо-нам (табл.3.1).

Таблица 3.1

Расчетный регион Расчетная температура tP, 0С Брестская область 37 Витебская область 35 Гомельская область 37 Гродненская область 36 Минская область и г. Минск 35 Могилевская область 36

Определение базовых характеристик помещения

Под базовыми понимаются следующие характеристики помеще-ния:

− категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности; − вид технологического процесса предприятия; − назначение; − габаритные размеры помещения (длина, ширина, высота); − соотношение сторон; − геометрический объем; − объем, занимаемый технологическим оборудованием; − свободный объем; − степень загроможденности строительными конструкциями и обо-рудованием.

Категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасно-сти.

Категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности определяется на основании расчета по НПБ 5. Категория помещения влияет на необходимость оборудования помещения ЛСК. Согласно требованиям НПБ 5 устанавливаются следующие категории помеще-ний по взрывопожарной и пожарной опасности: А, Б, В1, В2, В3, В4, Г1, Г2, Д. В связи с тем, что категорированию подлежат только производ-ственные и складские помещения, можно сделать вывод о том, что ос-тальные помещения не категорируются, но, несмотря на это для неко-торых из них требуется устройство ЛСК.

Вид технологического процесса предприятия. В зависимости от вида технологического процесса, протекающего

на предприятии, все производственные процессы могут быть разделе-ны на две группы:

70

− предприятия, здания и сооружения, непосредственно связанные с хранением и переработкой зерна;

− предприятия, здания и сооружения, на которых технологический процесс не связан с хранением и переработкой зерна. Деление предприятий на группы в зависимости от вида техноло-

гического процесса необходимо для того, чтобы в случае отсутствия возможности проведения расчета по методике, изложенной в ТКП, оп-ределить технические нормативные правовые акты (ТНПА), которые устанавливают требования по упрощенному расчету требуемой пло-щади ЛСК.

Назначение помещения. В зависимости от назначения согласно требованиям ТНПА ЛСК

необходимо устраивать в помещениях следующего назначения: − крышных котельных, а также котельных залах встроенных, при-

строенных и отдельно стоящих котельных, относящихся к категории Г1 по НПБ 5, независимо от вида технологического процесса предприятия;

− для всех помещений, которые могут относиться к категории А или Б по взрывопожарной и пожарной опасности, согласно требованиям НПБ 5, независимо от вида технологического процесса предприятия;

− помещений разгрузочных устройств; дробильных отделений; транспортерных галерей; узлов пересыпки; помещений надбункерной галереи котельных, работающих на твердом топливе, с выходом лету-чих веществ на горючую массу 20% и более независимо от вида техно-логического процесса предприятия;

− лестничных клеток и производственных помещений рабочего зда-ния элеватора, зерноочистительных отделений мельниц, надсилосных и подсилосных этажей силосных корпусов, транспортерных тоннелей предприятий по хранению и переработке зерна.

При этом необходимо учитывать, что для лестничных клеток ра-бочего здания элеватора площадь ЛСК определяется только упрощен-ным расчетом, исходя из того, что площадь ЛСК должна быть не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема лестничной клетки.

Для помещений категорий В1, В2, В3, В4, Г1 (за исключением пе-речисленных выше), Г2, Д и некатегорируемых помещений, за исклю-чением лестничной клетки рабочего здания элеватора, независимо от вида технологического процесса предприятия расчет площади ЛСК проводить не требуется.

Габаритные размеры помещения. Под габаритными размерами помещения понимаются его длина,

ширина и высота. Определение габаритных размеров помещения про-изводится на основании проектной документации. В случае если про-ектная документация на производственное или складское помещение отсутствует, то допускается определять габаритные размеры по техни-

71

ческому паспорту на здание либо путем непосредственных измерений каждого из габаритных размеров.

Соотношение сторон помещения. В связи с тем, что методика, изложенная в ТКП, распространяется

только на помещения с соотношением сторон до 10 включительно, то необходимо найти соотношения его габаритных размеров – длины к высоте, длины к ширине, ширины к высоте. Если хотя бы одно из соот-ношений превышает 10, то дальнейший расчет площади ЛСК произво-дится по упрощенной методике в зависимости от вида технологическо-го процесса предприятия, на основании положений соответствующих ТНПА.

Геометрический объем помещения. Геометрический объем помещения (VПОМ) определяется по фор-

муле:

ППППОМ hbаV ⋅⋅= , (3.1)

где aП – длина помещения, м; bП – ширина помещения, м; hП – высота помещения, м.

Объем, занимаемый технологическим оборудованием. Объем помещения, занимаемый технологическим оборудовани-

ем, определяется расчетом. Если расчет произвести невозможно, то принимается, что технологическое оборудование занимает 20% гео-метрического объема помещения.

Свободный объем помещения. Свободный объем помещения (VСВ) определяется как разность

между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием с погрешностью не более 7 % по формуле:

ОБПОМСВ VVV −= , (3,2)

где VОБ – объем помещения, занимаемый технологическим оборудова-нием, м3.

Если свободный объем помещения определить невозможно, то он рассчитывается по формуле:

ПОМСВ V8,0V ⋅= . (3.3)

Степень загроможденности строительными конструкциями и оборудованием. Степень загроможденности помещения строительны-ми конструкциями и оборудованием (θЗ) указывает на то, какой объем

72

занимает оборудование по сравнению с геометрическим объемом по-мещения и определяется по формуле:

%100VV

ПОМ

ОБЗ ⋅=Θ . (3.4)

Если объем, который занимают строительные конструкции и обо-рудование определить невозможно, то степень загроможденности при-нимается равной 20%. Определение базовых характеристик вещества или веществ,

участвующих во взрыве

Под базовыми понимаются следующие характеристики веществ: − агрегатное состояние вещества; − вид химического соединения; − физико-химические свойства.

Агрегатное состояние вещества. В зависимости от своего агрегатного состояния вещества могут

быть разделены на четыре группы: − газы; − жидкости; − твердые вещества и материалы; − пыли. Газы - вещества, давление насыщенных паров которых при тем-

пературе 25 °С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа; Жидкости - вещества, давление насыщенных паров которых при

температуре 25°С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидко-стям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плав-ления или каплепадения которых меньше 50 °С;

Твердые вещества и материалы - индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50°С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т. п.);

Пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с раз-мером частиц менее 850 мкм.

Вид химического соединения. В зависимости от вида химического соединения вещества и мате-

риалы, участвующие во взрыве, могут быть разделены на три большие группы:

− вещества и материалы органического происхождения; − вещества и материалы неорганического происхождения; − металлы.

73

Неорганические соединения и металлы имеют отличительные особенности горения, которые не были учтены при разработке методи-ки, изложенной в ТКП/ОР. В результате, если во взрыве будет участво-вать металл или вещество неорганического происхождения расчет площади ЛСК необходимо проводить по требования соответствующих ТНПА в зависимости от вида помещения, его назначения и вида техно-логического процесса предприятия. Это касается и расчетов многоком-понентных и гибридных смесей.

Физико-химические свойства. Определение свойств веществ и материалов производится на ос-

новании результатов испытаний или расчетов по методикам, утвер-жденным в установленном порядке с учетом состояния технологиче-ских параметров и режимов. Допускается использовать справочные данные, опубликованные в официальных изданиях.

Для всех видов веществ, независимо от их агрегатного состояния, должны быть определены следующие характеристики:

− nс - число атомов углерода в молекуле горючего вещества; − nн - число атомов водорода в молекуле горючего вещества; − nо - число атомов кислорода в молекуле горючего вещества; − nх - число атомов галоидов в молекуле горючего вещества; − Снкпр - нижний концентрационный предел распространения пламе-ни ГГ или паров ЛВЖ, ГЖ, % (об.);

− Снкпр - нижний концентрационный предел распространения пламе-ни для пылей, г ⋅м-3;

− М - молярная масса, кг⋅кмоль-1; − Uн.max - максимальная нормальная скорость распространения пламени для ГГ, паров ЛВЖ и ГЖ, м⋅с-1;

− εp.НКП - степень теплового расширения продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответ-ствующей нижнему концентрационному пределу распространения пламени;

− εp.max - степень теплового расширения продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответ-ствующей стехиометрической;

− εc.НКП - степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответствующего нижнему концентрационному пределу распространения пламени;

− εc.max - степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответствующего стехиомет-рической концентрации;

− ρНКП - плотность горючей среды при концентрации горючего, соот-ветствующей нижнему концентрационному пределу распростра-нения пламени, кг⋅м -3;

74

− ρmax - плотность горючей среды при концентрации горючего, соот-ветствующей стехиометрической, кг⋅м -3.

Особенностью взрывного горения твердых веществ и материалов и пылевоздушных смесей является то, что в соответствии с требова-ниями ГОСТ 12.1.044-89 "Система стандартов безопасности труда. По-жаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показате-лей и методы их определения" для данных видов смесей такой показа-тель как нормальная скорость распространения пламени (максималь-ная нормальная скорость распространения пламени) не устанавлива-ется и в справочных данных не публикуется. Для определения его численного значения расчетным методом необходимо знать дополни-тельные физико-химические свойства:

− Рmax - максимальное давление взрыва пылевоздушной смеси, кПа; −

maxddP

τ - максимальная скорость нарастания давления при взрыве

пылевоздушной смеси, кПа⋅ с-1. Определение расчетных характеристик вещества начинается с

определения стехиометрического коэффициента кислорода в реакции сгорания (β), который определяется по формуле:

2n

4nnn OXH

C −−

+=β . (3.5)

Для определения базовых характеристик взрыва необходимо знать численные значения нижнего концентрационного предела рас-пространения пламени Снкпр и стехиометрической концентрации ССТ. В том случае, если значения данных переменных отсутствуют в справоч-никах, необходимо произвести их расчет по следующим формулам:

679,4684,8100Снкпр +β⋅

= ; (3.6)

β⋅+=

84,41100ССТ . (3.7)

В связи с тем, что для ГГ, ЛВЖ и ГЖ концентрации в справочных данных или при расчете определяются в объемных процентах, а для дальнейшего расчета необходимо знать их значение в г/м3, необходи-мо перевести концентрации из % (об.) в г/м3 по следующим формулам:

)t00367,01(413,22СМ10

Сp

нкпрнкп ⋅+⋅

⋅⋅= ; (3.8)

75

)t00367.01(413.22CM10С

p

CTmax ⋅+⋅

⋅⋅= . (3.9)

Для пылевоздушных смесей значение нижнего концентрационно-го предела распространения пламени в г/м3 определяется по результа-там испытаний либо на основании справочных данных. Стехиометри-ческая концентрация определяется по формуле:

нкпmax С3С ⋅= . (3.10)

Численное значение коэффициента участия горючего во взрыве (z) определяется на основании требований НПБ 5.

Для проведения дальнейших расчетов необходимо определить расчетную нормальную скорость распространения пламени (UН.Р.), ко-торая определяется по формуле:

max.н.Р.Н U55,0U ⋅= . (3.11)

Максимальная нормальная скорость распространения пламени определяется по справочным данным и соответствует нормальной скорости распространения пламени. Если для ГГ, паров ЛВЖ и ГЖ максимальная нормальная скорость распространения пламени (Uн.max) определяется на основании справочных данных, то для пылей она оп-ределяется по формуле:

max

Эmax

н.max P1200

rU

⋅

⋅

=τd

dP

, (3.12)

где rэ - эквивалентный радиус помещения, м, определяемый по форму-ле:

ПОМэ V49,0r ⋅=. (3.13)

Определение характеристик взрыва

К характеристикам взрыва, подлежащим расчету, относятся: − μν - коэффициент, определяющий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участия во взрыве;

− μν* - степень заполнения объема помещения горючей смесью; − Vпл - расчетный объем пламени, м3; − Vг.пом - объем помещения, в котором происходит горение взрыво-опасной смеси, м3;

76

− α- показатель интенсификации взрывного горения; − UР - расчетная скорость распространения пламени, м⋅с-1; − ΔРдоп - допускаемое избыточное давление в помещении при взрывном горении смеси, кПа;

− εc - расчетная степень сжатия продуктов горения при взрывном горении смеси в замкнутом объеме;

− μ1 - расчетный коэффициент; − μ2 - расчетный коэффициент; − βμ - коэффициент, учитывающий степень заполнения объема по-мещения взрывоопасной смесью;

− КФ - коэффициент, учитывающий влияние формы помещения и эффекта истечения продуктов горения взрывоопасной смеси;

− ρ0 - расчетная плотность газа в помещении перед воспламенени-ем, кг⋅м -3.

Степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участия во взрыве. Определение характеристик взрыва начина-ется с определения численного значения коэффициента, определяю-щего степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участия во взрыве, которое рассчитывается по формуле:

)С(СVzm2000

maxНКПСВ +⋅⋅⋅

=µν , (3.14)

где m – масса ГГ, паров ЛВЖ или ГЖ, пыли, участвующей во взрыве. Определяется по НПБ 5.

Если расчетное значение превышает 1, то для дальнейших рас-четов используется значение μν равное 1.

На основании проведенного расчета численного значения μν оп-ределяем степень заполнения объема помещения взрывоопасной сме-сью по формуле:

z/ν∗ν µ=µ . (3.15)

Если расчетное значение μν* превышает 1, то для дальнейших расчетов используется значение μν* равное 1.

Расчетный объем пламени. В зависимости от наличия численных значений степеней теплово-

го расширения продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответствующей нижнему концентрацион-ному пределу распространения пламени (εp.НКП) и стехиометрической (εp.max) расчетный объем пламени (Vпл) определяется по одной из фор-мул:

77

( )Р.maxр.НКППОМПЛ εεV5,0V +⋅µ⋅= ν ; (3.16)

ПОМПЛ V53,6V ⋅µ⋅= ν . (3.17)

Объем помещения, в котором происходит горение взрывоопас-ной смеси. Объем помещения, в котором происходит горение взрыво-опасной смеси, определяется путем сравнения геометрического объе-ма помещения с расчетным объемом пламени. При этом необходимо учитывать, что:

Vг.пом = Vпом, если Vпл ≥ Vпом; (3.18) Vг.пом = Vпл, если Vпл < Vпом. (3.19)

Показатель интенсификации взрывного горения. Показатель интенсификации взрывного горения определяется по

таблице 3.2 в зависимости от объема помещения, в котором происхо-дит горение взрывоопасной смеси (Vг.пом) и степени загроможденности помещения строительными конструкциями и оборудованием (θЗ).

Таблица 3.2 Значение показателей интенсификации взрывного горения

VГ.ПОМ ,м3

0 100 1000 10000 100000 и более ΘЗ, %

МГ КГ МГ КГ МГ КГ МГ КГ МГ КГ ≤ 3 2 2 4 4 5 5 6 6 7 7 6 2 2 5 4 7 5 10 6 15 10

10 2 2 5 4 8 5 15 8 25 15 ≥ 15 2 2 6 4 10 6 18 10 30 20

Для промежуточных значений величина показателя интенсифика-

ции взрывного горения для малогабаритного оборудования и строи-тельных конструкций (МГ) и крупногабаритного оборудования и строи-тельных конструкций (КГ) определяется путем линейной интерполяции.

Промежуточное значение показателя интенсификации взрывного горения определяется на основании процентного содержания в объеме помещения малогабаритного и крупногабаритного оборудования и строительных конструкций.

МГМГКГКГ DD α⋅+α⋅=α , (3.20)

где DКГ – доля крупногабаритного оборудования и строительных конст-рукций в объеме помещения;

78

αКГ – показатель интенсификации взрывного горения, обусловленный наличием в объеме помещения крупногабаритного оборудования и строительных конструкций; DМГ – доля малогабаритного оборудования и строительных конструк-ций в объеме помещения; αМГ – показатель интенсификации взрывного горения, обусловленный наличием в объеме помещения малогабаритного оборудования и строительных конструкций.

Численное значение процентного содержания (доли) каждого из двух видов строительных конструкций и оборудования определяется на основании расчета. Если данные по процентному соотношению ме-жду крупногабаритными и малогабаритными строительными конструк-циями и оборудованием отсутствуют или провести расчет не представ-ляется возможным допускается принимать, что объем, занимаемый КГ = 0,6θз, а МГ = 0,4θз. В этом случае значение показателя интенсифика-ции взрывного горения определяется по формуле:

МГКГ 4,06,0 α⋅+α⋅=α . (3.21)

Окончательное значение показателя интенсификации взрывного горения определяется по таблице 3.3 и зависит от:

– вида вещества, участвующего во взрыве; – вида технологического процесса предприятия; – расчетной нормальной скорости распространения пламени (UH.P.).

Таблица 3.3

Формулы для определения окончательного значения показателя интенсификации взрывного горения

Формула для определе-ния окончательного зна-чения показателя ин-тенсификации взрывно-

го горения

Область применения

α⋅=α 5,0

Технологический процесс предприятия непо-средственно связан с хранением и переработ-кой зерна (для пылевоздушных смесей зерно-переработки)

α=α

Независимо от вида технологического процесса предприятия:

1. Во взрыве участвует водород 2. UН.Р ≤ 0,5 м/с

α⋅=α 3,1 Во всех остальных случаях, которые не рас-смотрены в данной таблице

79

Расчетная скорость распространения пламени. Расчетная скорость распространения пламени (Uр) определяется

по формуле:

( )Р.maxр.НКПH.PP εεU5,0U +⋅α⋅= . (3.22)

При отсутствии данных о степени теплового расширения продук-тов горения допускается расчетную скорость распространения пламени Uр определять по формуле:

P.HP U53,6U ⋅α⋅= . (3.23)

Допускаемое избыточное давление в помещении при взрывном горении смеси. Величина избыточного давления в помещении при взрывном горении смеси определяется по таблице 3.4 при обязатель-ном выполнении каждого из условий.

Таблица 3.4

Допускаемое избыточное давление в помещении при взрывном горении смеси ΔРдоп от условий протекания процесса и характеристик вещества

Допускаемое избыточное давле-ние в помещении при взрывном

горении смеси ΔРдоп

Условия протекания процесса и характеристики вещества

кПа5Pдоп =∆ с/м40U

с/м15,0U

P

max.н

≤

>

кПа3Pдоп =∆ с/м40U

с/м15,0U

P

max.н

≤

≤

2Pдоп U003,0P ⋅=∆ с/м65Uс/м40 P ≤<

Расчетная степень сжатия продуктов горения при взрывном

горении смеси в замкнутом объеме. Расчетная степень сжатия про-дуктов горения при взрывном горении смеси в замкнутом объеме опре-деляется по формуле:

( )с.maxс.НКПс εε5,0ε += . (3.24)

В случае, если расчетное значение εс менее 6, то для дальнейших расчетов принимается, что расчетная степень сжатия продуктов горе-ния при взрывном горении смеси в замкнутом объеме равно 6.

Если по каким-либо причинам не удается определить численное значение εс, то допускается принимать εс равным 8.

80

Расчетные коэффициенты. Численные значения расчетных коэффициентов μ1 и μ2 опреде-

ляются по формулам:

1P01,0

с

ДОП1 −ε

∆⋅=µ ; (3.25)

с2

3,1ε

=µ . (3.26)

Коэффициент, учитывающий степень заполнения объема по-мещения взрывоопасной смесью. Величина коэффициента, учиты-вающего степень заполнения объема помещения взрывоопасной сме-сью, определяется по таблице 3.5.

Таблица 3.5

Коэффициент βμ, учитывающий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью

Расчетная формула Область применения βμ = 0 1µ≤µν

βμ = 1 2µ≥µν

12

1μβ µ−µ

µ−µ= ν

21 µ<µ<µ ν

Коэффициент, учитывающий влияние формы помещения и эф-

фекта истечения продуктов горения взрывоопасной смеси. Числен-ное значение коэффициента, учитывающего влияние формы помеще-ния и эффекта истечения продуктов горения взрывоопасной смеси (КФ) рассчитывается, исходя из определенных ранее значений μ1, μ2 и μν. При этом необходимо учитывать:

1. Если μν ≤ 0,01, то КФ = 1;

2. Если 0,01< μν < μ2, то 12

1Ф

)(65,035,0Кµ−µ

µ−µ⋅+= ν

;

3. Если μν ≥ μ2, то:

a. при hп ≤ aп ( )

3ПОМ

2

2П

2П

ФV

hb5,0К +⋅= ;

b. при hп ≥ aп ( )

3ПОМ

2

2П

2П

ФV

ab0,5К +⋅= .

81

При этом необходимо учитывать, что если в результате расчета по условиям 3а и 3b численные значения коэффициента КФ получились менее 0,35 или более 1, то для дальнейших расчетов значение коэф-фициента принимается равным 0,35 и 1 соответственно.

Расчетная плотность газа в помещении перед воспламенени-ем. Расчетная плотность газа в помещении перед воспламенением (ρ0) определяется в зависимости от наличия либо отсутствия значений плотности горючей среды при концентрации горючего, соответствую-щей нижнему концентрационному пределу распространения пламени (ρНКП) и плотности горючей среды при концентрации горючего, соот-ветствующей стехиометрической (ρmax) по формулам:

p

*

P

maxНКП*

0 t00367,01294,1)1(

t00367,01)(5367,0

⋅+⋅µ−+

⋅+ρ+ρ⋅µ⋅

=ρ νν

; (3.27)

p

*

0 t00367,01294,1036,0⋅+

+µ⋅=ρ ν

. (3.28)

Определение характеристик остекления.

К характеристикам остекления, подлежащим определению и рас-чету, относятся:

– вид остекления; – фактические размеры остекления:

• апр - размер оконного проема в направлении меньшей сторо-ны стекла, м;

• bпр - размер оконного проема в направлении большей сторо-ны стекла, м;

• hсm - толщина стекла, м; – расчетные размеры остекления:

• асm - расчетный размер меньшей стороны стекла, м; • bсm - расчетный размер большей стороны стекла, м; • Sст - площадь стекла, м2;

– КSH - коэффициент, устанавливающий взаимосвязь между площа-дью и толщиной стекла, используемого для устройства ЛСК;

– Kλ - коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения сторон листа стекла;

– ΔР*доп - приведенное давление вскрытия оконного остекления, кПа;

– Квскр - коэффициент вскрытия остекления.

82

Вид остекления. В качестве разрушаемых легкосбрасываемых конструкций может

использоваться одинарное и двойное остекление в следующих комби-нациях:

– только одинарное остекление; – только двойное остекление; – одинарное и двойное остекление.

Фактические размеры остекления. Под фактическими размерами остекления понимаются его длина

(размер оконного проема в направлении большей стороны стекла), ширина (размер оконного проема в направлении меньшей стороны стекла) и толщина листа стекла. Определение фактических размеров остекления производится на основании проектной документации. В случае если проектная документация на производственное или склад-ское помещение отсутствует, то допускается определять фактические размеры по техническому паспорту на здание либо путем непосредст-венных измерений каждого из размеров. При этом необходимо учиты-вать следующие требования ТНПА:

– толщина оконного стекла должна быть от 3, 4 или 5 мм; – площадь одного листа стекла должна быть не менее 0,8; 1,0 и

1,5 м2 соответственно толщине.

Расчетные размеры остекления. Расчетные размеры остекления определяются в зависимости от

фактических размеров остекления по следующим формулам:

стпрст h3аа ⋅+= ; (3.29)

стпрст h3bb ⋅+= ; (3.30)

стстст bаS ⋅= . (3.31)

Коэффициент, устанавливающий взаимосвязь между площадью и толщиной стекла, используемого для устройства ЛСК. Численное значение коэффициента, устанавливающего взаимосвязь между пло-щадью и толщиной стекла, используемого для устройства ЛСК (КSH) определяется в зависимости от фактической толщины стекла и расчет-ной площади стекла по таблице 3.6.

83

Таблица 3.6

Значения коэффициента КSH

SСТ, м2 HСТ,

мм 0,8 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 2,5 3,0 3,5

3 0,435 0,370 0,320 0,280 0,2675 0,255 0,235 - - - -

4 - 0,550 0,480 0,420 0,3975 0,375 0,335 0,305 0,260 - -

5 - - - - 0,535 0,500 0,450 0,410 0,340 0,285 0,250

Примечание. Для промежуточных значений SСТ величина коэффициента КSH определяется линейной интерполяцией.

Коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения

сторон листа стекла. Численное значение коэффициента, опреде-ляемого в зависимости от соотношения сторон листа стекла (Кλ) опре-деляется по таблице 3.7 в зависимости от величины соотношения:

ст

стст b

аλ = . (3.32)

Таблица 3.7 Значения коэффициента Кλ

λст 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Кλ 1,25 1,11 1,04 1,01 1,00 1,01 1,06 1,15

Примечание. Для промежуточных значений λст величина Кλ нахо-дится линейной интерполяцией.

Приведенное давление вскрытия оконного остекления. Приведенное давление вскрытия оконного остекления (ΔР*доп) оп-

ределяется по формуле:

λ⋅=

KKΔP

ΔPSH

доп*доп . (3.33)

В том случае, если в помещении применяется в качестве ЛСК ос-текление, имеющие различные параметры (длину, ширину, толщину) величина ΔР*доп определяется для каждого типового размера листа стекла.

Коэффициент вскрытия остекления. Коэффициент вскрытия остекления (Квскр) определяется для каж-

дого из видов остекления, применяемого в помещении в качестве ЛСК,

84

по соответствующим таблицам в зависимости от величины приведен-ного давления вскрытия каждого вида оконного остекления.

Таблица 3.8

Коэффициент вскрытия одинарного оконного остекления

*допΔP , Кпа Квскр. *

допΔP , кПа Квскр. *допΔP , кПа Квскр.

3 0 9 0,399 15 0,915 4 0,005 10 0,534 16 0,929 5 0,030 11 0,659 17 0,936 6 0,080 12 0,762 18 0,939 7 0,161 13 0,837 19 0,940 8 0,270 14 0,886 20 0,940

Примечания. 1. При *

допΔP ≤ 3 Квскр. = 0, при *допΔP ≥ 20 Квскр. = 0,94.

2. Для промежуточных значений *допΔP величина Квскр. определяется

линейной интерполяцией.

Таблица 3.9

Коэффициент вскрытия двойного оконного остекления

*допΔP , КПА КВСКР. *

допΔP , КПА КВСКР. *допΔP , КПА КВСКР.

7 0 15 0,379 23 0,894 8 0,004 16 0,474 24 0,912 9 0,014 17 0,564 25 0,924 10 0,036 18 0,648 26 0,931 11 0,074 19 0,721 27 0,935 12 0,130 20 0,782 28 0,938 13 0,202 21 0,831 29 0,939 14 0,287 22 0,867 30 0,940

Примечания. 1. При *

допΔP ≤ 7 Квскр. = 0, а при *допΔP ≥ 30 Квскр. = 0,94.

2. Для промежуточных значений *допΔP величина Квскр. определяется

линейной интерполяцией.

Определение площади легкосбрасываемых конструкций

На основании проведенных выше расчетов определяется мини-мальная требуемая площадь легкосбрасываемых конструкций по фор-муле:

85

( )ДОП

03 2

СВФμсH.Рmin ΔP

ρVKβ1U105,0S

⋅⋅⋅⋅−εα⋅⋅= . (3.34)

Нормируемая площадь ЛСК в наружном ограждении помещения определяется исходя из видов ЛСК и их характеристик по формуле:

mini.вскр

ЛСКn

1iiЛСК SKS ≥⋅∑

=. (3.35)

Особенности расчета площади ЛСК, при участии во взрыве гибридных и многокомпонентных смесей

В случае участия во взрыве многокомпонентных или гибридных

смесей производится расчет переменных, необходимых для определе-ния расчетной скорости распространения пламени (UР) для каждого из веществ, участвующих во взрыве. После определения расчетной ско-рости распространения пламени для каждого из веществ, выбирается максимальная расчетная скорость распространения пламени. Данное вещество принимается как вещество, при взрыве которого будут наи-худшие последствия. Дальнейший расчет проводится для данного ве-щества, причем масса вещества, участвующего во взрыве равна сум-марной массе компонентов.

В том случае, если в гибридную смесь входят вещества, на кото-рые расчет по методике, изложенной в ТКП/ОР/ 45-2.02-38-2006, не распространяется, расчет площади ЛСК производится на основании требований, изложенных в соответствующих ТНПА.


3.2.1. Определение площади ЛСК для случая образования газовоздушной взрывоопасной смеси

Помещение газовой компрессорной размещается в одноэтажном

здании, план и разрез которого показаны на рис.3.1, 3.2. На плане зда-ния оконные и дверные проемы не показаны. На разрезе 1-1 оконные проемы показаны условно. Размеры помещения по длине, ширине и высоте составляют соответственно 42,8×18×12,075 м.

86

Рис.3.1. План производственного здания

Рис.3.2. Разрез 1-1 производственного здания

Объем взрывоопасного помещения помV , определяется по фор-

муле (3.1): 3

ппппом м 58,9302075,12188,42hbаV =⋅⋅=⋅⋅= .

Так как в исходных данных не задан объем, занимаемый техноло-гическим оборудованием, согласно требованиям НПБ 5 принимается, что технологическое оборудование занимает 20% геометрического объема помещения. Отсюда следует, что свободный объем помеще-ния Vсв определяется по формуле (3.2):

87

3помпомСВ м 7442,0640,2)(9302,589302,580,2)(VVV =⋅−=⋅−= .

В помещении в аварийных ситуациях может образовываться про-пановоздушная горючая среда. Давление и температура в помещении до воспламенения горючей среды р0 = 101,3 кПа, Т0 = 308 К. Принима-ется, что взрывоопасная смесь займет весь объем помещения: μν = 1, μν* = 1. Максимальная нормальная скорость распространения пламени для пропановоздушной смеси принимается равной 0,45 м/с.

Расчетная нормальная скорость распространения пламени Р.НU определяется по формуле (3.11):

м/с 0,250,450,55U0,55U н.maxН.Р =⋅=⋅= .

Расчетный объем пламени Vпл определяется по формуле (3.16):

3ПОМПЛ м85,6074558,9302153,6V53,6V =⋅⋅=⋅µ⋅= ν .

Объем Vг.пом определяется исходя из условий (3.18-3.19):

Vг.пом = Vпом = 9302,58 м3. Степень загроможденности помещения строительными конструк-

циями и оборудованием (θЗ) принимается равной 20%. В связи с тем, что в условии не задано процентное соотношение

между крупногабаритными и малогабаритными строительными конст-рукциями и оборудованием, принимаем на основе допущений, что 60% занимают крупногабаритные строительные конструкции и оборудова-ние, а 40% - малогабаритные строительные конструкции и оборудова-ние.

Показатель интенсификации взрывного горения определяется по таблице 3.2 в зависимости от величины объема, занимаемого обору-дованием и строительными конструкциями в объеме помещения θз и объема Vг.пом:

для малогабаритного оборудования и строительных конструкций при θз = 20%:

38,17)100010000(

)100058,9302()1018(10 =−

−⋅−+=α

;

для крупногабаритного оборудования и строительных конструкций при θз = 20 %:

69,9)100010000(

)100058,9302()610(6 =−

−⋅−+=α

.

88

Промежуточное значение показателя интенсификации взрывного горения определяется по формуле (3.20):

77,1238,174,069,96,0DD МГМГКГКГ =⋅+⋅=α⋅+α⋅=α .

Окончательное значение показателя интенсификации взрывного горения определяется по условиям, указанным в таблице 3.3. Так как Uн.р. = 0,25 м/с < Uн.р. = 0,5 м/с и взрывоопасным веществом является го-рючий газ пропан, то принимается, что

77,12=α=α .

Расчетная скорость распространения пламени Uр определяется по формуле (3.22):

м/с 85,2025,077,1253,6Uα,536U H.PP =⋅⋅=⋅⋅= .

Поскольку м/с 65UP < , возможно эффективное использование лег-косбрасываемых конструкций для снижения избыточного давления во взрывоопасном помещении. Величина избыточного давления в поме-щении при взрывном горении определяется по таблице 3.4. Так как у этанола Uн.max > 0,15 м/с и Up < 40 м/с, то величина избыточного давления в помещении при взрывном горении составляет 5 кПа.

Расчетная степень сжатия продуктов горения при взрыве εc опре-деляется по формуле (3.24):

( ) 9,7)7,91,6(5,0εε5,0ε с.maxс.НКПс =+=+= .

Коэффициент βμ, учитывающий степень заполнения объема по-мещения взрывоопасной газовоздушной смесью определяется по формулам (3.25-3.26) и таблице 3.5.

00725,019,7501,0

1P01,0

μС

ДОП1 =

−⋅

=−ε

∆⋅= ;

165,09,73,1

ε3,1

с2 ===µ .

Так как 0,165 < 1, то βμ = 1. Численное значение коэффициента, учитывающего влияние

формы помещения и эффекта истечения продуктов горения взрыво-опасной смеси (КФ) рассчитывается, исходя из определенных ранее значений μ1, μ2 и μν. Так как выполняются условия μν ≥ μ2 (1 > 0,165) и hп = 12,075 м < aп = 42,8 м, то величина коэффициента КФ определяется по формуле:

89

( ) ( ) 531,058,9302

075,12185,0V

hb5,0К3 2

22

3ПОМ

2П

2П

Ф =+⋅

=+⋅

= .

Расчетная плотность газа во взрывоопасном помещении перед

воспламенением ρ0 определяется по формуле (3.28):

3

p

*

0 м/кг175,13500376,01

294,11036,0t00367,01294,1036,0

=⋅+

+⋅=

⋅++µ⋅

=ρ ν.

В качестве ЛСК для снижения избыточного давления в помеще-нии будет использоваться оконный переплет, указанный на рис.3.3. Принимается, что для застекления оконных проемов используется стекло толщиной hст = 5 мм. Остекление – одинарное.

Рис.3.3. Схема оконного переплета

Расчетные размеры стекол определяются по формулам (3.29-

3.30):

м 42,1005,03405,1h3аа стпрст =⋅+=⋅+= ;м 635,1005,0362,1h3bb стпрст =⋅+=⋅+= .

Площадь стекла Sст определяется по формуле (3.31):

2стстст м 32,2635,142,1bаS =⋅=⋅= .

Коэффициент λст определяется по формуле (3.32):

8685,0635,142,1

bа

ст

стст ===λ .

По таблицам 3.6 и 3.7 линейной интерполяцией определяются ко-эффициенты КSH и Кλ:

90

365,025,2

)232,2()41,034,0(41,0KSH =−

−⋅−+= ;

044,18,09,0

)8,08685,0()01,106,1(01,1K =−

−⋅−+=λ .

Величина приведенного давления вскрытия одинарного оконного остекления определяется по формуле (3.33):

кПа 12,13044,1365,0

5KK

PP

SH

доп*доп =

⋅=

⋅∆

=∆λ

.

Коэффициент вскрытия остекления Квскр при взрыве определяется по таблице 3.8 линейной интерполяцией:

843,01314

)1312,13()837,0886,0(837,0K вскр. =−

−⋅−+= .

Минимальная площадь легкосбрасываемых конструкций в наруж-ном ограждении помещения определяется по формуле (3.34):

.м 95,2265

175,1064,7442531,01)19,7(77,1225,0105,0

ΔPρVKβ)1ε(U105,0

S

23 2

ДОП

03 2

СВФμcH.Рmin

=⋅⋅⋅⋅−⋅⋅⋅

=

=⋅⋅⋅⋅−⋅α⋅⋅

=

Площадь ЛСК в наружном ограждении взрывоопасного помеще-ния при использовании двойного остекления определяется по формуле (3.35):

2

вскр.

minЛСК м 22,269

843,095,226

KSS ≥≥≥ .

3.2.2. Определение площади ЛСК для случая образования паровоздушной взрывоопасной смеси

Помещение, в котором обращается этанол, размещается в одно-

этажном здании, план и разрез которого показаны на рис.3.1 и 3.2. На плане здания оконные и дверные проемы не показаны. На разрезе оконные проемы показаны условно. Размеры помещения по длине, ширине и высоте составляют соответственно 42,8×18×12,075 м. Запол-нение оконных проемов – переплеты с двойным остеклением и толщи-ной стекла hст = 5 мм.

91

При аварии происходит разрушение аппарата объемом 4,74 м3, степень заполнения которого 0,95. К аппарату жидкость подводится по трубопроводу диаметром 100 мм с расходом 0,005 м3/с. Длина трубо-провода 20 м. Линия оборудована аварийными задвижками с ручным отключением. Скорость потоков воздуха в помещении – 0,2 м/с, макси-мальная температура воздуха – 35 °С, давление – 0,1 МПа. Аварийная вентиляция отсутствует. Для ограничения розлива жидкости в помеще-нии предусмотрена отбортовка на площади 177,8 м2. Объем, занимае-мый оборудованием – 1860,52 м3. В качестве расчетного региона при-нят город Минск.

Определение категории помещения по взрывопожарной и по-

жарной опасности. Физико-химические и пожароопасные свойства этанола опреде-

ляются по справочной литературе. Этанол – С2Н5ОН, легковоспламе-няющаяся жидкость с температурой вспышки 130С (з.т.) и молекуляр-ной массой 46,07 г/моль; lgP = 7,81158 – 1918,508/(252,125 + tP); макси-мальное давление взрыва – 682 кПа, плотность жидкости – 785 кг/м3.

В качестве аварийной ситуации в соответствии с п.п. 4.1, 4.2 НПБ 5 выбирается наихудший вариант, при котором происходит полное разрушение аппарата с этанолом и все содержимое поступает в поме-щение. Кроме того, согласно п. 4.2.3 НПБ 5, в течение расчетного вре-мени отключения трубопроводов ЛВЖ поступает в помещение по тру-бопроводу.

Объем пролившейся в помещение жидкости определяется по формуле:

VЖ = VA + VT = (VP ·ε)+( VTР1+VТР2)=(VP ·ε)+( q⋅T+π⋅r12⋅L1) = 32 м 16,6)2005,014,3300005,0()95,074,4( =⋅⋅+⋅+⋅= .

Площадь испарения жидкости согласно п.4.2.4. НПБ 5 определя-ется исходя из условия, что один литр этанола разливается на пло-щадь 1 м2 пола помещения. С учетом того, что в помещении преду-смотрена отбортовка, рассчитанная на объем пролившейся жидкости, следовательно площадь розлива жидкости не будет более площади отбортовки, т.е. 177,8 м2.

Давление насыщенных паров определяется по формуле Антуана с учетом максимальной температуры воздуха для расчетного региона, определяемой по таблице 3.1 Пособия:

кПа48,311010Р 53252,1251918,5087,81158

tСВ

А

НРА === +

−+

−

.

Интенсивность испарения с поверхности жидкости определяется по формуле (14) НПБ 5:

92

256

H6

мскг102148,1307,463,210PM10W⋅

⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅η⋅= −−− .

Масса паров жидкости, поступивших в помещение, согласно п.5.5 НПБ 5, равна массе жидкости, испарившейся с поверхности розлива: m = mр. Время полного испарения жидкости определяется по формуле:

с 8,1295088,1771021

78516,6FWρVТ 5ИСП

ЖЖИСП =

⋅⋅⋅

=⋅

⋅= − .

Так как время полного испарения жидкости более 3600 с, то со-гласно п.4.2.6. НПБ 5 для дальнейших расчетов время испарения жид-кости принимается равным 3600 с.

Масса горючих паров поступивших в помещение (без учета рабо-ты аварийной системы вентиляции) определяется по формуле (13) НПБ 5:

кг42,13436008,1771021TFWm 5ИСПИСПP =⋅⋅⋅=⋅⋅= − .

Плотность паров жидкости определяется по формуле 2 НПБ 5:

3р0

r.п мкг82,1

)3500367,01(413,2207,46

) t0,00367(1VМρ =

⋅+⋅=

⋅+= .

Объем взрывоопасного помещения помV определяется по форму-ле:

3ппппом м58,9302075,12188,42hbаV =⋅⋅=⋅⋅= .

Свободный объем помещения определяется согласно п.4.4 НПБ

5:

Vсв= Vпом – Vобор = 9302,58 - 1860,52 = 7442,064 м3.

Стехиометрическая концентрация паров жидкости и стехиометри-ческий коэффициент кислорода в реакции сгорания определяются по формуле (3) НПБ 5:

321

462

2n

4nnn 0xH

C =−+=−−

+=β;

.)об(%44,6384,41

100 4,841

100ССТ =⋅+

=β+

= .

Коэффициент участия горючего во взрыве для ЛВЖ, нагретых выше температуры вспышки, в соответствии с табл. 2 НПБ 5 принима-ется равным 0,3. Избыточное давление взрыва ∆Р для этанола опре-деляется по формуле 1 НПБ 5:

93

кПа. 95,831

6,44100

1,827442,0640,3134,42101)-(682

К1

C100

ρVZm)P(PΔP

НCTr.пСВ0max

=⋅⋅⋅

⋅⋅=

=⋅⋅⋅⋅

⋅−=

Согласно табл.1 НПБ 5 помещение относится к категории А по взрывопожарной и пожарной опасности. Согласно требованиям п.п. 5.6.5, 5.6.6 СНБ 2.02.03 в данном помещении необходимо устраивать легкосбрасываемые конструкции.

Определение площади легкосбрасываемых конструкций. В помещении (цех изготовления ликероводочных изделий) в ава-

рийной ситуации может образовываться этаноловоздушная горючая среда с массой горючих паров 134,42 кг. Давление и температура в по-мещении до воспламенения горючей среды принимается равным р0 = 101,3 кПа, Т0 = 308 К. Максимальная нормальная скорость распро-странения пламени этаноловоздушной смеси по справочнику Баратова принимается равной 0,56 м/с. По справочным данным εр. нкп = 5,2; εр.max = 8,1; εс. нкп = 6,2; εс.max = 6,2; ρНКП = 1,21 кг/м3; ρmax = 1,27 кг/м3.

Нижний концентрационный предела распространения пламени Снкпр определяется по формуле (3.6):

.)об%(254,3679,43684,8

100679,4684,8

100Снкпр =+⋅

=+β⋅

= .

Значения нижнего концентрационного предела распространения пламени Снкп и стехиометрической концентрации Сmax в г/м3 определя-ются по формулам (3.8) и (3.9):

3

p

нкпрнкп м/г27,59

)3500367,01(413,22254,307,4610

)t00367,01(413,22СМ10

С =⋅+⋅

⋅⋅=

⋅+⋅

⋅⋅= .

3

p

CTmax м/г31,117

)3500367,01(413,2244,607,4610

)t00367,01(413,22CM10С =

⋅+⋅⋅⋅

=⋅+⋅

⋅⋅= .

Расчетная нормальная скорость распространения пламени Р.НU определяется по формуле (3.11):

с/м308,056,055,0U55,0U max.нР.Н =⋅=⋅= .

Коэффициент, определяющий степень заполнения объема поме-щения взрывоопасной смесью и ее участие во взрыве определяется по формуле (3.14):

94

( ) 0614,031,11727,59064,7442

3,042,1342000)СС(V

Zm2000

maxНКПСВ

=+⋅⋅⋅

=+⋅⋅⋅

=µν .

Степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью по формуле (3.15):

205,03,00614,0z/ ==µ=µ ν∗ν .

Расчетный объем пламени Vпл определяется по формуле (3.16): 3

max.рнкп.рПОМПЛ м34,3798)2,51,8(58,93020614,05,0)(V5,0V =+⋅⋅⋅=ε+ε⋅⋅µ⋅= ν


Vг.пом = Vпл = 3798,34 м3.

Степень загроможденности помещения строительными конструк-циями и оборудованием (θЗ) определяется по формуле (3.4):

%20%10058,930252,1860%100

VV

ПОМ

ОБЗ =⋅=⋅=Θ .

В связи с тем, что в условии не задано процентное соотношение между крупногабаритными и малогабаритными строительными конст-рукциями и оборудованием, принимаем на основе допущений, что 60% занимают крупногабаритные строительные конструкции и оборудова-ние, а 40% - малогабаритные строительные конструкции и оборудова-ние.


для малогабаритного оборудования и строительных конструкций при θз = 20 %:

38,17)100010000(

)100058,9302()1018(10 =−

−⋅−+=α

;

для крупногабаритного оборудования и строительных конструкций при θз = 20 % :

69,9)100010000(

)100058,9302()610(6 =−

−⋅−+=α

.


95

77,1238,174,069,96,0DD МГМГКГКГ =⋅+⋅=α⋅+α⋅=α .

Окончательное значение показателя интенсификации взрывного горения определяется по условиям, указанным в таблице 3.3. Так как Uн.р. = 0,308 м/с < Uн.р. = 0,5 м/с и взрывоопасным веществом является спирт этиловый, то принимается, что

77,12=α=α .


м/с 156,26)2,51,8(308,077,125,0)(Uα,50U max.рнкп.рH.PP =+⋅⋅⋅=ε+ε⋅⋅⋅= .



( ) 95,7)7,92,6(5,0εε5,0ε с.maxс.НКПс =+=+= .

Коэффициент βμ, учитывающий степень заполнения объема по-мещения взрывоопасной паровоздушной смесью определяется по формулам (3.25-3.26) и таблице 3.5:

0072,0195,7501,0

1P01,0

μС

ДОП1 =

−⋅

=−ε

∆⋅= ;

1635,095,73,1

ε3,1

с2 ===µ .

Так как 0,0072 < 0,0614 < 0,1635, то:

347,00072,01635,00072,00614,0β

12

1μ =

−−

=µ−µµ−µ

= ν.

Численное значение коэффициента, учитывающего влияние формы помещения и эффекта истечения продуктов горения взрыво-опасной смеси (КФ) рассчитывается, исходя из определенных ранее значений μ1, μ2 и μν. Так как выполняется условие 0,01 < μν < μ2 (0,01 < 0,0614 < 0,1635), то величина коэффициента КФ определяется по фор-муле:

96

575,00072,01635,0

)0072,00614,0(65,035,0)(65,035,0К12

1Ф =

−−⋅

+=µ−µ

µ−µ⋅+= ν .

Расчетная плотность газа во взрывоопасном помещении перед воспламенением ρ0 определяется по формуле (3.27):

3

p

*

P

maxНКП*

0

м/кг153,13500367,01

294,1)205,01(3500367,01

)27,121,1(205,05367,0

t00367,01294,1)1(

t00367,01)(5367,0

=⋅+

⋅−+⋅+

+⋅⋅=

=⋅+

⋅µ−+⋅+

ρ+ρ⋅µ⋅=ρ ν

ν

В качестве ЛСК для снижения избыточного давления в помеще-нии будет использоваться оконный переплет, указанный на рисунке 3.

Расчетные размеры стекол определяются по формулам (3.29-3.30):

м 42,1005,03405,1h3аа стпрст =⋅+=⋅+= ; м 635,1005,0362,1h3bb стпрст =⋅+=⋅+= .


2стстст м 32,2635,142,1bаS =⋅=⋅= .


8685,0635,142,1

bа

ст

стст ===λ .


365,025,2

)232,2()41,034,0(41,0KSH =−

−⋅−+= ;

044,18,09,0

)8,08685,0()01,106,1(01,1K =−

−⋅−+=λ .

Величина приведенного давления вскрытия двойного оконного остекления определяется по формуле (3.33):

кПа 12,13044,1365,0

5KK

PP

SH

доп*доп =

⋅=

⋅∆

=∆λ

.

Коэффициент вскрытия остекления Квскр при взрыве определяется по таблице 3.9 линейной интерполяцией:

97

2122,01314

)1312,13()202,0287,0(202,0K вскр. =−

−⋅−+= .


.м 83,1045

153,1064,7442575,0347,0)195,7(77,12308,0105,0


S

23 2

ДОП

03 2

СВФμcH.Рmin

=⋅⋅⋅⋅−⋅⋅⋅

=

=⋅⋅⋅⋅−⋅α⋅⋅

=


2

вскр.

minЛСК м 01,494

2122,083,104

KSS ≥≥≥ .

3.2.3. Определение площади ЛСК для случая образования пылевоздушной взрывоопасной смеси

Взрывоопасное помещение размещается в одноэтажном здании,

план и разрез которого показаны на рис.3.1 и 3.2. На плане здания оконные и дверные проемы не показаны. На разрезе оконные проемы показаны условно. Размеры взрывоопасного помещения по длине, ши-рине и высоте составляют соответственно 42,8×18×12,075м.

Геометрический объем помещения помV определяется по форму-ле:

3

ппппом м58,9302075,12188,42hbаV =⋅⋅=⋅⋅= .

Так как в исходных данных не задан объем, занимаемый техноло-гическим оборудованием, согласно требованиям НПБ 5 принимается, что технологическое оборудование занимает 20% геометрического объема помещения. Отсюда следует, что свободный объем помеще-ния Vсв определяется по формуле (3.2):

3

помпомСВ м 7442,0640,2)(9302,589302,580,2)(VVV =⋅−=⋅−= .

Во взрывоопасном помещении в аварийных ситуациях может об-разовываться пылевоздушная смесь пшеничной муки с воздухом. Дав-ление и температура в помещении до воспламенения горючей среды принимается равным р0 = 101,3 кПа, Т0 = 308 К. Максимальная скорость

98

нарастания давления при взрыве пшеничной муки высшего сорта

max

τddP

= 13 МПа/с, максимальное давление взрыва пылевоздушной

смеси Рmax = 650 кПа. Принимаем, что горючая среда заполняет весь объем помещения – μν = 1, μν* = 1.

Максимальная нормальная скорость распространения пламени Uн.max определяется по формулам (3.12, 3.13):

м26,4758,930249,0V49,0r ПОМэ =⋅=⋅= ;

с/м788,06501200

26,4713000P1200

rddP

Umax

Эmax

max.н =⋅⋅

=⋅

⋅

τ=

.

Расчетная нормальная скорость распространения пламени Н.РU определяется по формуле (3.11):

с/м4334,0788,055,0U55,0U max.нР.Н =⋅=⋅= .

Расчетный объем пламени Vпл определяется по формуле (3.16):

3ПОМПЛ м85,6074558,9302153,6V53,6V =⋅⋅=⋅µ⋅= ν .


Vг.пом = Vпом = 9302,58 м3.

В связи с тем, что в условии не задано процентное соотношение между крупногабаритными и малогабаритными строительными конст-рукциями и оборудованием, принимаем на основе допущений, что 60% занимают крупногабаритные строительные конструкции и оборудова-ние, а 40% - малогабаритные строительные конструкции и оборудова-ние.


для малогабаритного оборудования и строительных конструкций при θз = 20%:

38,17)100010000(

)100058,9302()1018(10 =−

−⋅−+=α

;

для крупногабаритного оборудования и строительных конструкций при θз = 20 %:

99

69,9)100010000(

)100058,9302()610(6 =−

−⋅−+=α

.


77,1238,174,069,96,0DD МГМГКГКГ =⋅+⋅=α⋅+α⋅=α .

Окончательное значение показателя интенсификации взрывного горения определяется по условиям, указанным в таблице 3.3. Так как Uн.р. = 0,4334 м/с < Uн.р. = 0,5 м/с и взрывоопасное вещество – мучная пыль, являющаяся продуктом зернопереработки, то принимается, что

385,677,125,05,0 =⋅=α⋅=α .


м/с 07,184334,0385,653,6Uα,536U H.PP =⋅⋅=⋅⋅= .



( ) 7,7)1,113,4(5,0εε5,0ε с.maxс.НКПс =+=+= .

Коэффициент βμ, учитывающий степень заполнения объема по-мещения взрывоопасной газовоздушной смесью определяется по формулам (3.25-3.26) и таблице 3.5.

0075,017,7501,0

1P01,0

μС

ДОП1 =

−⋅

=−ε

∆⋅= ;

169,07,73,1

ε3,1

с2 ===µ .

Так как 0,169 < 1, то βμ = 1. Численное значение коэффициента, учитывающего влияние

формы помещения и эффекта истечения продуктов горения взрыво-опасной смеси (КФ) рассчитывается, исходя из определенных ранее значений μ1, μ2 и μν. Так как выполняются условия μν ≥ μ2 (1 > 0,169) и hп =

100

12,075 м < aп = 42,8 м, то величина коэффициента КФ определяется по формуле:

( ) ( ) 531,058,9302

075,12185,0V

hb5,0К3 2

22

3ПОМ

2П

2П

Ф =+⋅

=+⋅

= .

Расчетная плотность газа во взрывоопасном помещении перед воспламенением ρ0 определяется по формуле (3.28):

3

p

*

0 м/кг175,13500376,01

294,11036,0t00367,01294,1036,0

=⋅+

+⋅=

⋅++µ⋅

=ρ ν.

В качестве ЛСК для снижения избыточного давления в помеще-нии будет использоваться оконный переплет, указанный на рисунке 3.

Расчетные размеры стекол определяются по формулам (3.29-3.30):

м 42,1005,03405,1h3аа стпрст =⋅+=⋅+= ; м 635,1005,0362,1h3bb стпрст =⋅+=⋅+= .


2стстст м 32,2635,142,1bаS =⋅=⋅= .


8685,0635,142,1

bа

ст

стст ===λ .


365,025,2

)232,2()41,034,0(41,0KSH =−

−⋅−+= ;

044,18,09,0

)8,08685,0()01,106,1(01,1K =−

−⋅−+=λ .

Величина приведенного давления вскрытия двойного оконного остекления определяется по формуле (3.33):

кПа 12,13044,1365,0

5KK

PP

SH

доп*доп =

⋅=

⋅∆

=∆λ

.

101

Коэффициент вскрытия остекления Квскр при взрыве определяется

по таблице 3.9 линейной интерполяцией:

2122,01314

)1312,13()202,0287,0(202,0K вскр. =−

−⋅−+= .


.м 02,1915

175,1064,7442531,01)17,7(385,64334,0105,0


S

23 2

ДОП

03 2

СВФμcH.Рmin

=⋅⋅⋅⋅−⋅⋅⋅

=

=⋅⋅⋅⋅−⋅α⋅⋅

=


2

вскр.

minЛСК м 19,900

2122,002,191

KSS ≥≥≥ .


Условие. Определить категорию производственного помещения по взрыво-

пожарной и пожарной опасности. Определить необходимость устрой-ства легкосбрасываемых конструкций (ЛСК) и рассчитать их парамет-ры. Для расчета принимаются разрушаемые легкосбрасываемые кон-струкции.

Исходные данные. Параметры помещения, находящегося в нем оборудования и ос-

текления приведены в табл. 3.10 – 3.12. Недостающие исходные дан-ные определяются на основании положений технических нормативных правовых актов системы противопожарного нормирования и стандар-тизации и справочных данных.

102

Таблица 3.10

Две последние цифры номера зачетной книжки Параметры 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Объем оборудова-ния, м3 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

Объем аппарата, м3 12 15 17 19 21 23 25 27 17 19

Степень заполне-ния 0,9 0,87 0,74 0,73 0,6 0,9 0,84 0,73 0,88 0,91

Кратность венти-ляции, 1/ч 5 5 6 7 8 7 6 5 6 5

Скорость воздуха, м/с 0,4 0,5 0,6 1,2 0,4 0,5 0,6 0,4 0,5 0,7

Расстояние до за-движек, м 5 6 7 5 6 7 5 6 7 7

Диаметр трубопро-вода, мм 50 60 70 80 90 100 65 73 82 94

Расход трубопро-вода, л/с 5 6 7 7 6 5 9 8 6 8

Давление в трубо-проводе, МПа 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,4 0,3 0,2 0,5 0,3

Привод задвижек Авт Руч Авт Руч Авт Руч Авт Руч Авт Руч Ограничение рас-текания % от пло-щади пола.

40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30

Толщина оконного стекла, мм 3 4 5 3 4 5 4 5 3 4

Вид остекления Од Дв Од Дв Од Дв Од Дв Од Дв

Примечания.

1. Авт - автоматический привод задвижек. 2. Руч - ручной привод задвижек. 3. Од - одинарное остекление. 4. Дв - двойное остекление.

103

Продолжение табл. 3.10

Две последние цифры номера зачетной книжки

Параметры 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Объем обору-дования, м3 60 70 80 90 100 110 120 48 55 78

Объем аппара-та, м3 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Степень за-полнения 0,95 0,87 0,88 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 0,74 0,81

Кратность вен-тиляции, 1/ч 5 5 6 7 8 7 6 5 6 5

Скорость воз-духа, м/с 0,4 0,5 0,6 1,2 0,4 0,5 0,6 0,4 0,5 0,7

Расстояние до задвижек, м 13 14 15 13 14 17 15 16 12 18

Диаметр тру-бопровода, мм 50 60 70 80 90 100 65 250 125 200

Расход трубо-провода, л/с 5 6 7 7 6 5 9 8 6 8

Давление в трубопроводе, МПа

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,4 0,3 0,2 0,5 0,3

Привод задви-жек Авт Руч Авт Руч Авт Руч Авт Руч Авт Руч

Ограничение растекания % от площади пола.

40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30

Толщина окон-ного стекла, мм 3 4 5 3 4 5 4 5 3 4

Вид остекле-ния Од Дв Од Дв Од Дв Од Дв Од Дв


1. Авт - автоматический привод задвижек. 2. Руч - ручной привод задвижек. 3. Од - одинарное остекление. 4. Дв - двойное остекление.

104




Объем аппара-та, м3 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10








0,1 0,3 0,5 0,8 0,5 0,2 0,65 0,34 0,22 0,17



40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30



Примечания. 1. Авт – автоматический привод задвижек. 2. Руч – ручной привод задвижек. 3. Од – одинарное остекление. 4. Дв – двойное остекление.

105


Две последние цифры номера зачетной книжки Параметры 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Объем обору-дования, м3 85 90 110 120 48 55 65 70 75 80

Объем аппара-та, м3 15 14 23 22 21 20 19 18 17 16







Давление в трубопроводе, Мпа

0,1 0,3 0,5 0,8 0,5 0,2 0,65 0,34 0,22 0,17



40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30


Вид остекле-ния Дв Од Дв Од Дв Од Дв Од Дв Од


106


Две последние цифры номера зачетной книжки Параметры 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Объем оборудо-вания, м3 50 60 75 82 45 69 78 46 82 53

Объем аппарата, м3 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

Степень запол-нения 0,87 0,65 0,74 0,96 0,97 0,98 0,74 0,87 0,65 0,74


Скорость возду-ха, м/с 0,4 0,5 0,6 1,2 0,4 0,5 0,6 0,4 0,5 0,7


Диаметр трубо-провода, мм 50 55 60 65 70 75 80 85 90 98


Давление в тру-бопроводе, Мпа 0,5 0,8 0,6 0,3 0,25 0,15 0,42 0,43 0,19 0,24

Привод задвижек Авт Руч Авт Руч Авт Руч Авт Руч Авт Руч Ограничение рас-текания % от площади пола.

40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30

Толщина оконно-го стекла, мм 3 4 5 5 4 3 3 5 4 6

Вид остекления Дв Од Дв Од Дв Од Дв Од Дв Од


107



Объем аппарата, м3 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Степень запол-нения 0,76 0,79 0,76 0,79 0,96 0,97 0.75 0,76 0,79 0,95






Давление в тру-бопроводе, Мпа 0,15 0,25 0,34 0,51 0,43 0,17 0,29 0,34 0,27 0,41


40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30




108




Объем аппара-та, м3 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20








0,1 0,3 0,5 0,8 0,5 0,2 0,65 0,34 0,22 0,17



40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30




1. Авт – автоматический привод задвижек. 2. Руч – ручной привод задвижек. 3. Од – одинарное остекление. 4. Дв – двойное остекление.

109




Объем аппара-та, м3 28 29 30 29 28 27 26 25 24 23








0,5 0,8 0,6 0,3 0,25 0,15 0,42 0,43 0,19 0,24



40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30



Примечания. 1. Авт - автоматический привод задвижек. 2. Руч - ручной привод задвижек. 3. Од - одинарное остекление. 4. Дв - двойное остекление.

110




Объем аппара-та, м3 12 13 14 15 16 17 18 19 18 17








0,5 0,8 0,6 0,3 0,25 0,15 0,42 0,43 0,19 0,24



40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30




111



Объем аппарата, м3 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16

Степень запол-нения 0,95 0,87 0,9 0,89 0,88 0,89 0,84 0,93 0,88 0,91






Давление в тру-бопроводе, МПа 0,15 0,25 0,34 0,51 0,43 0,17 0,29 0,34 0,27 0,41


40 50 Нет Нет 30 Нет 50 60 40 30




112

Таблица 3.11

Применяемое вещество и объем помещения Последняя цифра номера зачетной книжки Две первые

цифры номе-ра зачетной книжки

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 00

2234 2523 1679 2250 2197 3024 2469 3127 2280 3120

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 01

2500 2674 2567 2496 3024 3125 2996 3025 3181 2550

21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 02

2496 3024 3125 2996 3025 2197 3024 2469 3127 2280

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 03

2235 2870 3241 3074 2998 3110 2978 2886 3016 3220

17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 04

2235 2870 3241 3110 2978 2886 3016 3220 2567 2496

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 05

2550 2878 2800 2900 2980 2786 3020 3290 2780 2840

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 06

3241 3074 2998 3024 2469 3127 2786 3020 3290 2496

23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 07

2259 2846 2497 3024 3121 3020 2880 2900 2860 2960

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 08

3024 3121 3020 2880 2900 2259 2846 2497 2860 2960

19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 09

3110 2978 2886 3016 3220 2567 3074 2998 3024 2469

5 6 7 8 9 0 11 12 13 14 10

3241 3074 2998 3110 2978 2886 3016 2469 3127 2280

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 11

2878 2800 2900 2980 2786 3020 2567 2496 3024 2880

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12

2259 2846 2497 3024 3121 3020 2880 2900 2860 2960

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 13

3241 3074 2998 3024 2469 3127 2786 3020 3290 2496

113


21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 14

2550 2878 2800 2900 2980 2786 3020 3290 2780 2840

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15

2235 2870 3241 3110 2978 2886 3016 3220 2567 2496

17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 16

2235 2870 3241 3074 2998 3110 2978 2886 3016 3220

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17

2496 3024 3125 2996 3025 2197 3024 2469 3127 2280

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 18

2500 2674 2567 2496 3024 3125 2996 3025 3181 2550

23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 19

2234 2523 1679 2250 2197 3024 2469 3127 2280 3120

Примечание. В числителе дроби указан номер вещества (табл. 3.12), в знаменателе – объем помещения производственного здания, м3. В случае необхо-димости высота помещения принимается 3 м.

114

Таблица 3.12 Характеристики взрывоопасных веществ

Параметры вещества

№ п/п

Наимено-вание ве-щества

ρmax,

кг/м3 εр.max εс.max

uн.max,

м/с

ρНКП,

кг/м3 εр.НКП εс.НКП max

τddP

МПа/с

Cнкп,

г/м3 А В СА

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1. Водород 0,85 6,9 8,3 2,67 1,14 2,1 2,8 - - 6,00525 968,098 242,555 2. Ацетилен 1,19 8,6 10,4 1,61 1,20 3,3 4,0 - - 6,13395 1123,943 218,247 3. Бутан 1,24 8,0 9,6 0,43 1,22 5,2 6,3 - - 6,00525 968,098 242,555 4. Бутилен 1,25 8,2 9,8 0,44 1,23 5,1 6,1 - - 6,00525 968,098 242,555 5. Метан 1,13 7,6 9,1 0,28 1,15 5,0 6,0 18 - 5,68923 380,224 264,804 6. Пропадиен 1,21 8,6 10,3 0,38 1,17 5,1 6,1 7,44201 1751,981 225,125 7. Пропилен 1,24 8,2 9,7 0,58 1,22 5,0 6,0 - - 5,94852 786,532 247,243 8. Этилен 1,18 8,3 10,0 0,74 1,18 5,1 6,1 37,7 - 6,13395 1123,943 218,247 9. Ацетон 1,24 8,1 9,7 0,44 1,22 5,3 6,4 13,8 - 6,37551 1281,721 237,088 10. Аллиловый

спирт 1,24 8,1 9,7 0,41 1,23 5,2 6,3 - - 7,65943 1944,765 247,6

11. Ацетальде-гид 1,25 8,1 9,7 0,42 1,23 5,2 6,3 14,5 - 6,31653 1093,537 233,413

12. Диэтило-вый эфир 1,23 7,7 9,2 0,50 1,22 5,1 6,1 21 - 6,9979 1098,945 232,372

13. Этилацетат 1,28 8,2 9,8 0,37 1,24 5,2 6,2 - - 6,22672 1244,951 217,881 14. Метиловый

спирт 1,23 8,1 9,7 0,54 1,19 5,2 6,2 39 - 7,3527 1660,454 245,818

115


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

15. Пропионо-вый альде-гид

1,24 8,2 9,8 0,50 1,21 5,2 6,2 - - 4,9445 810,310 108,735

16. Этилфор-миат 1,28 8,1 9,7 0,40 1,24 5,3 6,3 - - 6,13395 1123,943 218,247

17. Мука ржа-ная обдир-ная

1,38 9,5 11,1 - 1,22 3,3 4,3 11 78 - - -

18. Ячмень дробленый - - - - - - - 7,1 47 - - -

19. Кукуруза дробленая - - - - - - - 9,8 50 - - -

20. Пшеница дробленая - - - - - - - 5,3 33 - - -

21. Отруби пшеничные - - - - - - - 8,6 42 - - -

22. Соя - - - - - - - 17,2 35 - - - 23. Ячменная

мука 1,38 9,5 11,1 - 1,22 3,3 4,3 17,6 47,26 - - -

24. Сорго дробленое - - - - - - - 8 36 - - -

116

РАЗДЕЛ 44

ЭВАКУАЦИЯ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРЕ

§§44..11.. Основные положения

Основной задачей при проектировании противопожарной защиты зданий является обеспечение безопасности людей при пожаре. Пути эвакуации и выходы из зданий с наличием помещений с массовым пребыванием людей должны обеспечивать эвакуацию людей из поме-щений и здания в целом до наступления воздействия критических зна-чений опасных факторов пожара (за необходимое время эвакуации), что должно быть подтверждено расчетом.

Данное требование обеспечивается предотвращением воздейст-вия на людей опасных факторов пожара (ОФП) на требуемом уровне. Количественной оценкой требуемого уровня обеспечения пожарной безопасности людей является вероятность предотвращения воздейст-вия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на одного человека (Рв). Данная величина определяется для пожароопасной ситуации, при которой место возник-новения пожара находится на первом этаже вблизи одного из эвакуа-ционных выходов из здания и рассчитывается по формуле:

Рв = 1 – Qв , (4.1)

где Qв – расчетная вероятность воздействия ОФП на отдельного чело-века (индивидуальный риск).

Уровень обеспечения безопасности людей при пожаре отвечает требуемому, если:

Qв ≤ 0,000001 , (4.2)

где Qвп = 0,000001 – допустимая вероятность воздействия ОФП на от-

дельного человека в год (приемлемый риск).

Вероятность (Qв) вычисляется для людей в каждом здании по формуле:

117

Qв = Qп·(1 – Рэ)·(1 – Рпз), (4.3)

где Qп – вероятность пожара в здании в год; Рэ – вероятность эвакуации людей; Рпз – вероятность эффективной работы технических решений противо-пожарной защиты.

Вероятность эвакуации (Рэ) вычисляется по формуле:

Рэ = 1 – (1 – Рэп)·(1 – Рдв), (4.4)

где Рэп – вероятность эвакуации по эвакуационным путям; Рдв – вероятность эвакуации по наружным эвакуационным лестницам, переходам в смежные секции зданий.

Вероятность (Рэп) вычисляется по зависимости:

τ≥

τ≤τ+

τ+<τ<τ

−τ

=

блрtесли,0блнэрtесли,999,0

нэрtблрtесли,нэ

рtбл

эпР , (4.5)

где τбл – время от начала пожара до блокирования эвакуационных пу-тей в результате распространения по ним ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значений, мин (допускается τбл=tнб); tр – расчетное время эвакуации людей, мин; τнэ – интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей, мин.

Значение времени начала эвакуации τнэ принимается равным времени срабатывания системы оповещения с учетом ее инерционно-сти. При отсутствии необходимых исходных данных для определения времени начала эвакуации в зданиях (сооружениях) без систем опове-щения величину τнэ следует принимать равной 0,5 мин – для этажа по-жара и 2 мин для вышерасположенных этажей.

Если местом возникновения является зальное помещение, где пожар может быть обнаружен одновременно всеми находящимися в нем людьми, то τнэ= 0.

Вероятность Рдв эвакуации людей по наружным лестничным клет-кам принимается равной 0,05 – в жилых зданиях, 0,03 – в остальных зданиях при наличии таких путей, 0,01 – при их отсутствии.

Вероятность эффективного срабатывания противопожарной за-щиты Рпз вычисляется по формуле:

118

),R1(П1Р i

n

1iпз −−=−

(4.6)

где n – число технических решений противопожарной защиты в зда-нии; Ri – вероятность эффективного срабатывания i–го технического реше-ния.

Допускается уровень обеспечения безопасности людей в зданиях оценивать по вероятности Qв в одном или нескольких помещениях, наиболее удаленных от выходов в безопасную зону (например, верх-ние этажи многоэтажных зданий.).

Наряду с изложенной выше методикой возможен частный случай применения на практике величин расчетного tр и необходимого tнб вре-мени эвакуации людей. Исходя из приведенной методики справедливо следующее условие безопасности людей при пожаре.

tнб ≤ τнэ + τр . (4.7)

Таким образом, суммарное время от начала эвакуации людей до момента выхода из здания (помещения) последнего человека должно быть меньше необходимого, то есть времени достижения ОФП своих предельных значений. Решение данной задачи дает возможность про-верить качество обеспечения безопасной эвакуации людей запроекти-рованными объемно–планировочными и конструктивными решениями рассматриваемого здания.

§§44..22.. Определение расчетного времени эвакуации

Определение расчетного (фактического) времени эвакуации людей

из зданий и помещений можно представить в виде общей схемы, со-стоящей из 4–х основных частей:

119

Примечания: 1. Номера блоков соответствуют номерам подразделов в данной

главе, в которых разъяснено их выполнение. 2. Расчеты производятся с точностью до сотых (два знака после

запятой). В указанных пределах допускается расчет упрощать.

А. Разбиение на участки

B. Формирование маршрутов эвакуации

C. Определение длины (ιi) и ширины (δi) участка

D. Определение плотности Дi на тупиковых участках

E. Определение интенсивности qi и скорости υi в зависимости от Дi

F.Определение времени движения на участке ti

F. Определение времени движения на участке ti

J. Определение требуемой ширины участка δi тр

K. Суммирование времени движения по участкам на каждом из маршрутов

Блоки повторяются

для всех

начальных

участков

L. Определение фактического времени эвакуации

Блоки повторяются

для всех

промежуточных

участков

Рис.4.1. Схема определения расчетного времени эвакуации

qi > qмах да нет

G. Определение интенсивности на последующих участках, исходя из уравнения неразрывности

людского потока

H. Определение задержки ti3 и времени движения на участке

120

1) В начале производится анализ объемно–планировочных реше-ний здания, прогнозируется развитие процессов горения, составляется предварительная схема эвакуации, включающая в себя участки и мар-шруты эвакуации (блоки 1, 2, 3).

2) Производится расчет первоначальных (тупиковых) этапов эва-куации для каждого маршрута (блоки 4, 5, 6).

3) Производится последовательный расчет промежуточных участ-ков, начиная от смежных с диктующими, заканчивая эвакуационным выходом из здания (помещения) (блоки 7, 8).

4) Суммируется время эвакуации по каждому из маршрутов, опре-деляется расчетное время эвакуации.

А. Разбиение на участки

За отдельный участок принимается дверной проем (иное местное сужение) или часть пути эвакуации, в пределах которой ее внешние параметры остаются неизмененными. Границами участков являются сечения пути, в которых изменяется его ширина или вид (горизонталь-ный проем, лестница вниз, лестница вверх, горизонтальный путь вне здания). Параметры участка (длина, ширина, высота), должны соответ-ствовать требованиям технических нормативных правовых актов. Уча-стки, имеющие одинаковые параметры (длину, ширину, количество людей) обозначаются одинаковыми индексами и рассчитываются один раз. Получаемые параметры интенсивности q, скорости υ и времени t используются в дальнейших расчетах для всех подобных участков.

Расчет времени эвакуации людей из помещений, для которых в соответствии с положениями технических нормативных правовых вы-ходов допускается устройство одного эвакуационного выхода, допуска-ется расчет не проводить. Если в зданиях с коридорной планировкой расположены все такие помещения, то допускается непосредственно расчет из помещений не производить, а принять в качестве первона-чального участка – коридор (рис.4.2).

Рис. 4.2. Эвакуация людей из зданий с коридорной планировкой

121

В данном случае принимается, что поток формируется на участке от выхода из помещения, наиболее удаленного от эвакуационного вы-хода из коридора, до данного выхода. Число людей на данном участке определяется суммированием для всех помещений.

В. Формирование маршрутов эвакуации

К первоначальным относятся участки, с которых начинается про-

цесс эвакуации, то есть участки, на которых не происходит слияние или изменение параметров потоков.

К диктующим относятся первоначальные участки, для эвакуации, из которых потребуется большее количество времени, чем с других.

Маршрут движения человека с момента начала эвакуации прохо-дит по последовательно расположенным участкам эвакуационных пу-тей. Таким образом, под маршрутом эвакуации понимаются пути эва-куации, состоящие из последовательно соединенных участков от дик-тующего до эвакуационного выхода.

Маршруты эвакуации составляются с учетом наиболее вероятных путей эвакуации людей к ближайшим эвакуационным выходам из зда-ний. При составлении маршрутов необходимо учитывать следующее:

− люди всегда стремятся идти по кратчайшему пути, который хоро-шо просматривается и по которому легче идти;

− в аварийных ситуациях, люди незнакомые с планировкой здания, стремятся к выходу, который увидели перед собой в момент начала эвакуации, хотя с другой стороны выход может быть и ближе;

− посетители зданий общественного назначения стремятся поки-нуть здания по пути, по которому они в его вошли;

− люди всегда двигаются в сторону, противоположную очагу пожа-ра, несмотря на то, что они могли бы воспользоваться выходом, рас-положенным в направлении очага пожара.

Время движения по каждому маршруту определяется по форму-ле:

tмi = t1 + t2 + … + tn . (4.8)

где t i – время движения по i –му участку маршрута.

Время эвакуации по незадымляемым лестничным клеткам при расчете эвакуации из здания учитывать не следует.

Расчетное время эвакуации tр определяется как максимальное из сумм времен tм движения по каждому из участков маршрутов эвакуа-ции:

tр = mах { tм1 , tм2 … tмn}. (4.9)

122

C. Определение расчетной длины и ширины участков

Расчетная длина участка соответствует пути, который необходи-мо пройти людям на данном участке. Они подразделяются на горизон-тальные, наклонные и проемы.

Горизонтальные пути эвакуации – это участки, предназначенные для движения людей и имеющие горизонтальный уровень пола, а так-же пандусы с уклоном менее 1:8. Расчетная длина l в данном случае соответствует горизонтальной проекции пути эвакуации. Если в преде-лах участка ширина δi количество людей Ni не меняются, то участок может быть не прямолинейным.

Максимальная протяженность путей эвакуации в помещениях и коридорах определяется в соответствии с положениями технических нормативных правовых актов.

К наклонным участкам относятся лестницы и пандусы с уклоном 1:8 и более. Расчетная длина наклонных участков пути соответствует их истинному значению пути пройденного человеком:

l = l' / cosα, (4.10)

где l' – горизонтальная проекция длины наклонного участка, м; α – угол наклона к горизонтали.

Средняя длина наклонного пути в пределах одного этажа с уче-том движения по площадкам составит:

а) для двух маршевых лестниц:

b4cos

'2 +α

= ll . (4.11)

где α – угол наклона лестничных маршей; l' – горизонтальная проекция длины лестничного марша, м; b – ширина лестничной площадки.

Для двух маршевых лестниц допускается принимать длину пути равную утроенной высоте этажа.

б) для трех маршевых лестниц:

в4cos

''

cos

'2++=

ααll

l . (4.12)

где α –угол наклона лестничных маршей; l', l'' – горизонтальная проекции длин лестничных маршей, м; b – ширина лестничной площадки.

123

К проемам относятся дверные проемы и различные местные су-жения пути, образуемые конструктивными или технологическими вы-ступами в ограждениях путей эвакуации – общей длиной не более 700 мм. Длина данного участка принимается равной нулю (lдв = 0). Данные участки учитываются только в случае, если необходимо рассчитывать время задержки на них, то есть qдв > qmах.

Расчетная ширина участка принимается равной фактической ши-рине проходов и коридоров в свету.

Минимальная ширина эвакуационных путей и выходов определя-ется в соответствии с положениями технических нормативных право-вых актов.

При движении потока из одного помещения в другое за ширину участка принимается ширина прохода, а не помещения в целом.

В случае открывания дверных полотен в сторону эвакуационного пути, ширина коридора должна быть уменьшена (рис.4.3):

а) при одностороннем расположении дверей:

δi = δк – δдв / 2. (4.13)

б) при двухстороннем расположении дверей:

δi = δк – δдв. (4.14)

Рис. 4.3. Определение ширины путей эвакуации

D. Определение плотности потока

Плотность потока Di (м2/м2) определяется только для первона-чальных участков и характеризует размещение людей на участке эва-куационного пути, а также степень свободы их перемещения в потоке:

δК

δ i

δ дв

124

ii

ii

fNDl⋅δ⋅

= , (4.15)

где N – количество людей на участке; f – средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2; ι i – длина участка, м; δ i – ширина участка, м;

Средняя площадь горизонтальной проекции человека, принимае-мая равной, м2:

− взрослого в домашней одежде – 0,1; − взрослого в зимней одежде – 0,125; − подростка – 0,07; − взрослого с сумкой или портфелем – 0,16; − взрослого с чемоданом – 0,35; − взрослого с ребенком на руках и сумкой – 0,26. Если количество людей в помещении, невозможно однозначно

определить, то оно определяется исходя из площади помещения и норм отвода площади на одного человека в данном помещении (п):

а) Число эвакуируемых из санитарно–бытовых и административ-ных помещений зданий ФОК и спортивных сооружений без мест для зрителей (класса Ф3.6) должно соответствовать численности рабо-тающих в смену;

б) В залах столовых, кафе, баров, ресторанов, собраний и сове-щаний при определении расчетной вместимости людей в дополнение к числу постоянных рабочих мест следует также учитывать количество посадочных мест, увеличенное на 25 %;

в) Для расчета путей эвакуации число покупателей или посетите-лей предприятий бытового обслуживания и учреждений отдыха, одно-временно находящихся в торговом зале или ином помещении, следует принимать из расчета на одного человека:

− для магазинов в городах и поселках городского типа, а также для предприятий бытового обслуживания – 1,35 м2 площади торгового зала или помещения для посетителей, включая площадь, занятую оборудо-ванием;

− для магазинов площадью торгового зала на этаже более 3500 м2 – 2,5 м2 площади торгового зала или помещения для посетителей;

− для магазинов в сельских населенных пунктах – 2 м2 площади торгового зала;

− для рынков и предприятий общественного питания – 1,6 м2 торго-вого зала рыночной торговли (обеденного зала);

− танцевальных залов – 1,4 м2.

125

д) Число людей, одновременно находящихся в демонстрацион-

ном зале и зале проведения семейных мероприятий, следует прини-мать по числу мест в зале.

е) Число эвакуирующихся людей со сцены (эстрады) следует оп-ределять из расчета 1 человек на 2 м2 площади планшета сцены (эст-рады).

Е. Определение интенсивности и скорости движения

Скорость движения потока υi (м/мин.) зависит от вида эвакуаци-онного пути, плотности потока и условий эвакуации. Для первоначаль-ных участков скорость движения на участке определяется как функция от плотности потока по табл.4.1.

0

20

40

60

80

100

120

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Плотность потока, D

Скорость,

v

горизонтальный путь лестница вниз лестница вверх

Рис.4.4. Изменение скорости движения потока людей

126

Таблица 4.1 Горизонтальный

путь Дверной проем Лестница вниз Лестница вверх Плот-

ность потока Di м2/м2

Ско-рость υ м/мин

Интен-сив-

ность q м/мин

Интен-сив-



Интен-сив-



Интен-сив-


0,01 100 1 1 100 1 60 0,6 0,05 100 5 5 100 5 60 3 0,1 80 8 8,7 95 9,5 53 5,3 0,2 60 12 13,4 68 13,6 40 8 0,3 47 14,1 16,5 52 16,6 32 9,6 0,4 40 16 18,4 40 16 26 10,4 0,5 33 16,5 19,6 31 15,6 22 11 0,7 23 16,l 18,5 18 12,6 15 10,5 0,8 19 15,2 17,3 13 10,4 13 10,4

0,9 и более 15 13,5 8,5 8 7,2 11 9,9

Примечание. Промежуточные значения определяются методом линейной интерполяции. Сущность метода интерполяции представле-на формулой:

)ЗЗ()ЗЗ()HH(

HH12

1121 −

−⋅−+= ,

где H – искомая величина; Н1, Н2 – граничные значения искомой величины (Н2 > Н1); З – известная величина; З1, З2 – граничные значения известной величины (З2 > З1).

Рис. 4.5. Метод интерполяции

З1 З2 З

Н1

Н2 Н

127

Пример: дано D = 0,25 м2/м2 . Найти: q–? Определяются граничные значения: D1=0,2 м2/м2; D2=0,3 м2/м2; q1=12 м/мин; q2=14,1 м/мин.

.минм05,13

)2,03,0()25,03,0()21,14(12q;

)DD()DD()qq(qq

12

2121 −

−⋅−+=

−−⋅−

+=

Метод экстраполяции применим для нахождения значений за пре-делами зоны, определенной в таблице.

)ЗЗ()ЗЗ()HH(HH

12

2122 −

−⋅−+= ,

где H – искомая величина; Н1, Н2 – граничные значения искомой величины (Н2 > Н1); З – известная величина; З1, З2 – граничные значения известной величины (З2 > З1).

Рис. 4.6. Метод экстраполяции

Интенсивность движения qi (м/мин; чел⋅м/мин) характеризует ки-

нетику движения потока и численно равна количеству людей, проходя-щих через поперечное сечение пути единичной ширины в единицу времени.

qi = Di ⋅ υi . (4.16)

Величина интенсивности движения для первоначальных участков определяется как функция от плотности потока по таблице 4.1 (qi=f(Di) если qi–1=0).

З1 З З2

Н1

HщеН2

128

Для промежуточных участков значение скорости на участке опре-деляется как функция от интенсивности движения по таблице 4.1 (υi=f (qi), если qi–1≠0).

Для каждого типа участков, а именно горизонтальный путь, двер-ной проем, лестницу вниз, лестницу вверх – скорость на участке (υi) определяется по соответствующей графе таблицы 4.1.

Пропускная способность эвакуационного прохода Qi определяет-ся количеством людей, проходящих через поперечное сечение пути в единицу времени.

Qi = qi ⋅ δi . (4.17)

F. Определение времени движения на участке

Время движения людского потока (ti, мин) на участке определяет-ся по формуле:

i

iit υ= l , если qi ≤ qмах , (4.18)

где li – длина участка, м; υi – скорость движения на участке, м/мин.

G. Уравнение неразрывности людского потока

2.7.1 Уравнение неразрывности людского потока связывает меж-

ду собой параметры, определяющие движение потока на предыдущих и последующих участках.

ii1i1i qq ⋅δ=⋅∑δ −− , (4.19)

где qi–1 – интенсивность движения людского потока, на предыдущем участке м/мин; δi–1 – ширина предыдущего участка, м; δi – ширина рассматриваемого участка пути, м.

При слиянии двух и более людских потоков интенсивность движе-ния (qi) на участке определяется исходя из преобразованного уравне-ния неразрывности людского потока:

i

1i1ii

qq

δ

∑ δ⋅= −− . (4.20)

129

Рис.4.7. Слияние потоков

Полученное значение интенсивности qi сравнивается с макси-

мальным значением интенсивности для данного вида пути qmах. При этом qmах следует принимать равным, м/мин:

− для горизонтальных путей – 16,5; − для дверных проемов – 19,6; − для лестницы вниз – 16; − для лестницы вверх – 11. Если qi < qмах, то по блоку F определяется скорость движения и

время движения на участке. Далее производится расчет для после-дующего участка.

Н. Определение времени задержки

Если qi

> qмах, то на данном участке из–за образования скоплений будут задержки. Скопления становятся результатом нарушения пропу-скных способностей смежных участков, когда не выполняется условие

∑=∑ − i1iQQ .

Задержки рекомендуется учитывать путем дополнительного рас-чета времени задержки по формулам: Предтеченского В. М.

−−∑ δ⋅

−δ⋅

⋅⋅=1i1iiпред

q1

q1fN3

it , (4.21)

или Ройтмана М. Я.

пред

i

iпред vl

qfN3

it −δ⋅

⋅= , (4.22)

130

где ti3 – время задержки на i участке;

N – количество эвакуирующихся; f – средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2/чел; δi–1, δi – ширина предыдущего и последующего участков, м; ιi – длина участка , где происходит задержка движения, м; qi–1 – интенсивность движения на предыдущем участке, м/мин; qпред, υпред – предельные значения интенсивности и скорости движения потока.

Для практических расчетов более применима и рекомендуется формула профессора Предтеченского В.М. (4.22).

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Рис. 4.8. Зависимость интенсивности от плотности потока Время движения на участке в случае расчета на данном участке

времени задержки определяется по формуле:

3itv

lit

пред

+= . (4.23)

Предельные параметры (qпред, υпред) находятся по таблице 4.1 при значении D = 0,9 и более. Табличное значение интенсивности движе-ния в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более, равное 8,5 м/мин установлено для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины интенсивность движения следует определять по формуле

iпред 75,35,2q δ⋅+= . (4.24)

D, м2/м2

q, м/мин qmax

qпред горизонтальный путь

дверной проем

qпред

qmax

131

В дальнейших расчетах для последующего участка принимаются значения параметров интенсивности по предельному значению (qi =qпред).

В случае, если задержка недопустимо влияет на конечное значе-ние расчетного времени эвакуации, необходимо увеличить ширину участка до величины, при которой создаются условия позволяющие из-бежать скоплений. Требуемая ширина участка рассчитывается по формуле, полученной путем преобразования уравнения неразрывно-сти людского потока:

max

1-i1iтр q

q∑ δ⋅=δ − . (4.25)

При увеличении ширины участка до требуемой величины, пара-метры движения определяются по табл.4.1 при qi=qmax. Время задержки в данном случае не вычисляется.

§§44..33.. Расчет необходимого времени эвакуации

Расчет tнб производится для наиболее опасного варианта разви-тия пожара, характеризующегося наибольшим темпом нарастания ОФП в рассматриваемом помещении. Схема проведения расчета приведе-на на рис.4.9. Сначала рассчитываются вспомогательные комплексы В, А, Z, затем значения критической продолжительности пожара (tкр) по условию достижения каждым ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей. Необходимая продолжительность пожара оп-ределяется как результат проведенных расчетов.

L. Расчет размерного комплекса В

Размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала

и свободного объема помещения (В, кг) определяется по формуле:

Q)1(VС353

В р

⋅η⋅ϕ−⋅⋅

= , (4.32)

где Ср – удельная изобарная теплоемкость газа (принимается по табл.4.2), МДж⋅кг –1⋅К–1; V – свободный объем помещения, м3; Q – низшая теплота сгорания материала (см.табл.4.4), МДж⋅кг –1; η – коэффициент полноты горения (см.табл.4.4); φ – коэффициент теплопотерь. Допускается при отсутствии данных принимать φ=0,25

132

Таблица 4.2 Физические свойства дымовых газов

t, 0C ρ, кг/м3 Ср, кДж/(кг ⋅ К) 0 1,295 1,042

100 0,950 1,068 200 0,748 1,097 300 0,617 1,122 400 0,525 1,151 500 0,457 1,185 600 0,405 1,214 700 0,363 1,239 800 0,330 1,264 900 0,301 1,290 1000 0,275 1,306 1100 0,257 1,323 1200 0,240 1,340

Примечание. Промежуточные значения находят методом линей-ной интерполяции.

Рис.4.9. Схема определения расчетного времени эвакуации

L. Расчет размерного комплекса В

M. Расчет размерного параметра А

N. Расчет безразмерного параметра Z

P. Расчет tкр ПТ

Q. Расчет tкр ПВ

R. Расчет tкр О2

S. Расчет tкр ТГ

T. Расчет необходимого времени

133

Свободный объем помещения соответствует разности между гео-метрическим объемом и объемом строительных конструкций, оборудо-вания и предметов, находящихся внутри. Расчет свободного объема производится с допустимой погрешностью 7%. Если рассчитать сво-бодный объем невозможно, допускается принимать его равным 80% геометрического объема.

Для гражданских зданий, характеризующихся условно–постоянной пожарной опасностью, для упрощения расчетов применя-ются следующие допущения:

− Все дверные проемы из помещений в коридоры открыты вследст-вие эвакуации людей;

− Высота дверных проемов не менее 2 м, а средний рост человека 1,7 м.

− Высота всех помещений равна. На основании изложенного при определении необходимого вре-

мени эвакуации из этажа в расчетах допускается используется сво-бодный объем этажа, при этом размерный параметр А и показатель степени n принимается для случая кругового развития пожара.

Для этажей производственных и складских зданий (класса Ф5) в пределах этажа расчет необходимо производить для каждого помеще-ния в отдельности.

продукты горения

2 м

1,7 м

Рис.4.10. Расчетное допущение

Низшая теплота сгорания материала (Q,МДж⋅кг–1) может быть оп-

ределена по табл.4.3.

134

Таблица 4.3 Низшая теплота сгорания материала

Горючий материал Теплота сгора-ния, МДж⋅кг–1

Бумага разрыхленная 13,4 Волокно штапельное разрыхленное 13,8 Древесина в изделиях (влажность 8…10%) 13,8 Древесина в штабелях (пиломатериалы, высотой слоя 4…8 м, при плотности укладки 0,2…0,3 и влаж-ности 12…14%.

16,6

Карболитовые изделия 24,9 Каучук: – синтетический; 40,2 – натуральный 42,3 Книги на стеллажах 13,4 Органическое стекло 25,1 Пенополиуретан 24,3 Полистирол 39,0 Полипропилен (в изделиях) 45,6 Полиэтилен (в изделиях) 47,1 Резинотехнические изделия 33,5 Пенополиурета 24.3 Торф в караванах (влажность 40%) 11,3 Толуол 41.03 Хлопок разрыхленный 15,7

Коэффициент полноты горения (η) может быть определен по

табл.4.4. Таблица 4.4

Коэффициент полноты горения

Горючий материал (вещества) Усредненный коэффициент полноты горения, η

1 2 Акриловая кислота 0,97 Амилацетат 0,93 Амиловый спирт 0,93 Аммиак 0,97 Анулин 0,93 Ацетат 0,85 Ацетон 0,93 Бензин 0,85 Бензол 0,85 Битум 0.93 Бумага 0,97

135

Продолжение табл.4.4 1 2

Бутан 0,85 Бутилацетат 0,93 Бутиловый спирт 0,93 Водород 0,85 Гексан 0,85 Глицерин 0,97 Дизельное топливо 0,85 Диэтиловый эфир 0,93 Древесина при влажности, %: – 10; – 20; – 30.

0,97 0,97 0,97

Капролактан 0,93 Каучук натуральный 0,85 Каучук синтетический 0,85 Керосин 0,85 Кинопленка: – нитроцеллюлозная; – триацетатная.

0,97 0,97

Мазут 0,85 Метиловый спирт 0,97 Нефть 0,85 Пентан 0,85 Полистирол 0,85 Полипропилен 0,85 Полиэтилен 0,85 Пенополиуретан 0,93 Скипидар 0,85 Стирол 0.85 Толоул 0,85 Торф при влажности, %: – 10; – 20; – 30.

0,93 0,97 0,97

Хлопок и изделия из него 0,97 Этиловый спирт 0,93 Этиленглюколь 0,97

Начальная температура воздуха в помещении выбирается в за-висимости от региона, для которого производится расчет:

− город Минск – 35◦С; − Брестская область – ◦С; − Витебская область – 35◦С;

136

− Гомельская область – 37◦С; − Гроденская область – 36◦С; − Минская область – 35◦С; − Могилевская область – 36◦С.

M. Расчет размерного параметра А

Размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость

выгорания материала и площадь пожара, (А,кг⋅с–n) и показатель степе-ни, учитывающий изменение массы выгорающего материала во време-ни (n) вычисляются по формулам:

а) для случая горения жидкости с установившейся скоростью

А = ψF ⋅ F; n = 1, (4.33)

где ψF – удельная массовая скорость выгорания жидкости (табл.4.5), кг⋅м–2⋅с–1; F – площадь зеркала жидкости, м2.

F

Рис. 4.11. Горение жидкостей

б) для кругового распространения пожара

А = 1,05 ⋅ ψF ⋅ υ2; n = 3, (4.34)

где υ – линейная скорость распространения пламени, м/с (табл.4.6);

V

Рис. 4.12. Круговое распространение пожара

137

Таблица 4.5 Скорость выгорания

Горючий материал Скорость выго-рания, кг⋅м–2с–1

Бумага разрыхленная 0,008 Волокно штапельное разрыхленное 0,0067 Древесина в изделиях (в жилых и административ-ных зданиях при влажности 8...10%).

0,0014

Карболитовые изделия 0,0095 Каучук: – синтетический; 0,013 – натуральный 0,019 Книги на стеллажах 0,0167 Органическое стекло 0,0161 Пенополиуретан 0,015 Полистирол 0,0144 Полипропилен (в изделиях) 0,0145 Полиэтилен (в изделиях) 0,0103 Резинотехнические изделия 0,0112 Торфоплиты в штабелях (влажность в 9...12%) 0,318 Волокно штапельное 0,0067 Хлопок разрыхленный 0,0024

Таблица 4.6

Линейная скорость распространения пламени

Объект Значение ско-рости, м/мин

1 2 Административные здания 1,5 Библиотеки, книгохранилища, архивохранилища 1,0 Деревообрабатывающие предприятия: – лесопильные цехи (здания I, II, III степени огнестой-кости); – лесопильные цехи (здания IV, V степени огнестой-кости); – заготовительные цехи; – производство фанеры; – помещения других цехов

3,0 5,0 1,5 1,5 1,0

Жилые дома 0,8 Коридоры и галереи 5,0 Кабельные сооружения (горения кабелей) 1,1 Музеи и выставки 1,5 Объекты транспорта: – гаражи, трамвайные и тролейбусные депо; – ремонтные залы ангаров;

0,1 1,5

138

Продолжение табл.4.6 1 2

Пенополиуретан 0,9 Предприятия текстильной промышленности: – помещения текстильного производства; – помещения текстильного производства, при нали-чии на конструкциях слоя пыли; – волокнистые материалы во взрыхленном состоя-нии;

1,0

2,0 8,0

Сгораемые покрытия цехов большой площади 3,2 Сгораемые конструкции крыш и чердаков 2,0 Склады: – льноволокна; – текстильных изделий; – бумаги в рулонах; – резинотехнические изделия в зданиях; – резинотехнические изделия (штабеля на открытой площадке); – каучука; – пиломатериалов (досок) в штабелях при влажности %: а) до 16% б) 16–18% в) 18–20% г) 20–30% д) более 30%

5,6 0,4 0,3 1,0 1,2 1,0

4,0 2,3 1,6 1,2 1,0

Сушильные отделения кожзаводов 2,2 Театры и дворцы культуры (сцены) 3,0 Торговые предприятия, склады и базы товаро–материальных ценностей

1,2

Типографии 0,8 Холодильники 0,7 Школы, лечебные учреждения: – здания I и II степени огнестойкости; – здания III и IV степени огнестойкости;

1,0 3,0

в) для вертикальной или горизонтальной поверхности горения в виде прямоугольника, одна из сторон которого увеличивается в двух направлениях за счет распространения пламени.

А = ψF ⋅ υ ⋅ в, n = 2, (4.35)

где в – перпендикулярный к поправлению движения пламени размер зоны горения, м.

139

5 5 b

Рис. 4.13. Линейное распространение пожара

N. Расчет безразмерного параметра Z

Безразмерный параметр, учитывающий неравномерность рас-

пределения ОФП по высоте помещения (Z) определяется по формуле (4.40). Формула справедлива при высоте помещения 6м и менее.

),Hh4,1exp(

HhZ ⋅⋅= (4.36)

где h – высота рабочей зоны, м; H – высота помещения, м.

h = hпл + 1,7 – 0,5δ , (4.37)

где hпл – высота площадки (этажерки), по которой находятся люди, под полом помещения, м (рис.4.13); δ – разность высотных отметок пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м (рис.4.13).

hпл

δ

Рис.4.14. Высота рабочей зоны в помещении

При расположении людей на различных по высоте площадях не-

обходимое время эвакуации следует определить для каждой площад-ки. Следует иметь в виду, что наибольшей опасности при пожаре под-вергаются люди, находящиеся на более высокой отметке. Поэтому, на-пример, при определении необходимого времени эвакуации людей из портера зрительного зала следует значение h находить, ориентируясь на наиболее высоко расположенные ряды кресел.

140

Р. Расчет критической продолжительности пожара по повышенной температуре

Критическая продолжительность пожара определяется:

− для людей находящихся в одном помещении – из условия дости-жения одним из ОФП в данном помещении критического значения.

− для людей находящихся на этаже очага пожара – определяется из условия достижения одним из ОФП в поэтажном коридоре своего предельного допустимого значения.

− для людей, находящихся выше очага пожара – из условия дости-жения одним из ОФП предельно–допустимого значения в лестничной клетке на уровне этажа пожара.

Значение критической продолжительность пожара по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений находит-ся в зоне пребывания людей.

Значение критической продолжительность пожара по повышен-ной температуре определяется по формуле:

n1

0

0Tкр Z)t273(

t701nАВt

⋅+

−+= l , (4.28)

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материа-ла и свободного объема помещения, кг; to – начальная температура воздуха в помещении, °С; n –показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А – размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг⋅с–n; z – безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения.

Если под знаком логарифма получается отрицательное число то данный ОФП не представляет опасности.

Q. Расчет критической продолжительности пожара

по потере видимости

Значение критической продолжительность пожара по потере ви-димости определяется по формуле:

141

n1

1

пр

ПВкр ZDmВ

)E05,1(nV1nАВt

⋅⋅⋅⋅α⋅⋅⋅

−=−

l

ll , (4.29)

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материа-ла и свободного объема помещения, кг; to – начальная температура воздуха в помещении, °С; n –показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А – размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг⋅с–n; z – безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V – свободный объем помещения, м3, α – коэффициент отражения предметов на путях эвакуации. При от-сутствии специальных требований значение α принимается равным 0,3 (α=0,3); Е – начальная освещенность, лк. При отсутствии специальных требо-ваний значения Е принимается равным 50 (Е = 50 лк); lпр – предельная дальность видимости в дыму, м. При отсутствии спе-циальных требований значения ιпр принимается равным 20 м (ιпр=20м); Dm – дымообразующая способность горящего материала, Нп⋅м2⋅кг–1.


Дымообразующая способность горящего материала (Dm, Нп⋅м2⋅кг–1) может быть определена по табл.4.7.

Таблица 4.7 Коэффициент дымообразования

Материал Коэффициент дымообразования

1 2 Пиломатериалы лиственных пород + три слоя лака ПФ – 283

53

Пиломатериалы хвойных пород + два слоя оли-фы глифталевой

61

Фанера клееная + шпон строганный 69 Древесина 23 Картон марки "Г" 35 Волокнистая плита из скопа Жичевской бумаж-ной фабрики

54

Древесное волокно 104 Линолеум ПВХ 270

142


1 2 Линолеум на тканевой основе 469 Полиэфирный стеклопластик "Синплекс" 520 Полиэфирный стеклопластик волокнистый лис-товой

475

Стеклопластик 340 Стеклотекстолит 92 Пенополистирол ПС–1 1048 Картон гафрированный 1 Пенополистирол ПС–1 + 3% декаброма и фени-локсида

1219

ДСП 90 ДВП 130 Фанера 140 Резина 850 Мипора 400 Пенопласт марки ППУ – 316м 757 Лен разрыхленный 3.37 Атлас декоративный 32 Ткань вискозная 63 Ткань мебельная полушерстяная 116

R. Расчет критической продолжительности пожара

по пониженному содержанию кислорода

Значение критической продолжительность пожара по пониженному содержанию кислорода определяется по формуле:

n1

1

О

Окр

Z)27,0VLВ

(

044,01nАВt

2

⋅+⋅

−=

−

l , (4.30)

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материа-ла и свободного объема помещения, кг; to – начальная температура воздуха в помещении, °С; n –показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А – размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг⋅с–n; z – безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-

143

деления ОФП по высоте помещения; V – свободный объем помещения, м3, LО2 – удельный расход кислорода, кг⋅кг–1.


Удельный расход кислорода при горении вещества (LO2,кг⋅кг–1) может быть определен по табл.4.10.

Таблица 4.10 Удельный расход кислорода

Материалы, вещества LO2, кг/кг Бумага в рулонах 1,03 Древесина в виде мебели, отделки стен и перегородок древесиностружечными и древесиноволокнистыми плитами, деревянные перекрытия и покрытия с пусто-тами

1,26

Карболитовые изделия 2,25 Каучук натуральный 3 Корд 1,3 Пакет подвешенных тканей с расстоянием между ними 0,2 м

1,2

Пенополиуретан 1,89 Подвешенные ткани: – по вертикали; – по горизонтали;

1,2 1,2

Полистирол (изделия) 3 Резинотехнические изделия 2,99 Текстолит 1,65 Угары в свободной укладке 1,2 Хлопок в плотной упаковке 1,15 Штапельное волокно в рулонах 1,26 Ацетон 2,22 Бензин 3,47 Бензол 3,07 Дизельное топливо 3,36 Диэтиловый эфир 2,59 Керосин 3,9 Мазут 3,14 Метиловый спирт 1,5 Нефть 3,24 Толуол 3,09 Этиловый спирт 2

144

S. Расчет критической продолжительности пожара по каждому из газообразных токсичных продуктов горения

Значение критической продолжительность пожара по каждому из

газообразных продуктов горения определяется по формуле:

n1

1ТГкр ZLВ

ХV1nАВt

⋅⋅⋅

−=−

l , (4.31)

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материа-ла и свободного объема помещения, кг; to – начальная температура воздуха в помещении, °С; n –показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А – размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг⋅с–n; z – безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V – свободный объем помещения, м3, L – удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала, кг⋅кг–1; Х – предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг⋅м–3.


Удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала (L,кг⋅кг–1) может быть определен по табл.4.8.

Таблица 4.8 Удельный выход токсичных газов

Материал Наиболее ток-сичный продукт

Максимальный выход кг/кг

1 2 3 Ацетохлориновая ткань НСl 0,38*

Винилпласт НСl CO

0,037 0,015

Волокно ПВХ НСl CO

0,03 0,05

Декаритивно–отделочныя пленка НСl CO

0,017 0,15

Хлопок CO CO2

0,0052 0,57

145

Продолжение табл.4.8 1 2 3

Капрон (волокно) НСN НСN

0,004* 0.0495*

Кожа искусственная НСl CO

0,006 0,036

Нитрон (волокно) НСN НСN

0,085* 0,128*

Древесина CO CO2

0,024 1.51

Полистирол CO 0,015 Фенол формальдегид полимеры: – лак БЛС; – наволочный СФ–100; резальный СФ–340

CO CO CO

0,0094 0,009

0,0025

Хлорин (волокно) при соотноше-нии с целлюлозой в %: – 65/35 – 50/50 – 35/65

НСl НСl НСl

0,392 0,291 0,193

Чехольная ткань для отделки ва-гонов НСN 0,0068*

Примечание. * При термоокислительной деструкции Предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении

(Х, кг⋅м–3) может быть определено по табл.4.9.

Таблица 4.9 Предельно допустимое содержание токсичного газа

двуокиси углерода ХСО2 = 0,11 кг⋅м–3 окиси углерода ХСО = 1,16 ⋅ 10–3 кг⋅м–3

хлористый водород ХНСl = 23 ⋅ 10–6 кг⋅м–3 цианистого водорода ХНСN = 0,2 ⋅ 10–3

фосгена ХСОСl2 = 0,2 ⋅ 10–3 окислов азота ХNО2 = 1 ⋅ 10–3 кг⋅м–3

сероводорода ХН2S = 1,1 ⋅ 10–3 кг⋅м–3

сернистого углерода ХSO2 = 8 ⋅ 10–3 кг⋅м–3

146

T. Расчет необходимого времени Из полученных в результате расчетов значений критической про-

должительности пожара выбирается минимальное:

t кр= min { t

крT; t

крПВ; t

крО; t

крTГ }. (4.27)

Предполагается, что каждый опасный фактор воздействует на человека независимо от других.

Аналитически необходимое время эвакуации людей (tнб) из рас-сматриваемого помещения (объема) рассчитывается по формуле (4.26), как произведение критической для человека продолжительности пожара на коэффициент безопасности:

t эв = 0,8· t

кр / 60 . (4.26)

Для зданий V степени огнестойкости необходимое время эвакуа-ции следует уменьшать на 30 %, а для VI–VIII степеней огнестойкости – на 50 %.


4.4.1. Производственное помещение

Производственное помещение предназначено для пребывания 74 человек. Расчетная схема эвакуации с разбивкой на участки приведена на рис.4.15. Участки, занятые оборудованием, отмечены темным цве-том. Из помещения предусмотрены два эвакуационных выхода. Дви-жение людей начинается на первоначальных участках, с которых по-ток, объединяясь, перетекает на промежуточные и далее к эвакуаци-онным выходам. В расчете принято, что людской поток движется по оси проходов и дверных проемов. Поскольку здание оборудуется сис-темой оповещения при пожаре, автоматически сблокированной с авто-матической пожарной сигнализацией, то при обнаружении пожара дви-жение людей начнется одновременно, как следствие, время обнаруже-ния пожара tобн= 0.

147

Рис 4.15. Схема эвакуации из производственного помещения

Расчет произведен по алгоритму, указанному на рисунке 4.1. 1. Помещение делится на участки: 1,2,3,4,5,6 – первоначальные участки; 7,8,9,10,11,12,13,14,15 – промежуточные участки. 2. В помещении при эвакуации могут быть составлены следую-

щие маршруты эвакуации: tM1 = t1 + t6 + t8 + t9 + t10; tM2 = t1 + t7 + t9 + t10; tM3 = t2 + t8 + t9 + t10; tM4 = t1 + t13 + t14 + t15; tM5= t4 + t11 + t14 + t15 ; tM6 = t3 + t12 + t14 + t15; tM7 = t5 + t9 + t10.

3. Для каждого из участков определяется длина li и ширина δi: l1 = 7,7 м , δ1 =4 м; l2 = 7,7 м , δ2 = 8 м ; l3 = 10,4 м , δ3 = 4 м; l4 = 6,2 м, δ4 = 5 м; l5 = 18,7 м, δ5 = 7,5 м; l6 = 10,4 м, δ6 = 6 м; l7 = 11,4 м, δ7 = 3,5 м; l8 = 4,6 м, δ8 = 5 м; l9 = 14,7 м , δ9 =7 м l10 = 0 м , δ10 = 1,1 м ; l11 = 10,4 м , δ11 = 5 м; l12 = 6,2 м, δ12 = 6 м;

1 2 1

6

5

8

9

10

1

13

4 3

3

12 11 7

14

15

148

l13 = 10,4 м, δ13= 4,2 м; l14 = 13 м, δ14 = 7м; l15 = 0 м, δ15 = 1,1 м.

4. Для первоначальных участков определяется плотность потока Di, интенсивность движения qi, скорость движения vi, время движения ti.

Участок 1.

03,07,741,08

lfND11

11 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

где N1 - общее количество людей в потоке на 1 участке; f - средняя площадь горизонтальной проекции человека в потоке, при-нимаемая равной 0,1 м2; δ1 – ширина 1 участка; l1 – длина 1 участка.

По табл. 4.1 с помощью метода линейной интерполяции опреде-ляются v1 = 100 м/мин, q1 = 3 м/мин. Так как q1 = 3 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке определяем по формуле:

t1 = l1 / v1 = 7,7/100 = 0,08 мин. Участок 2.

02,07,781,010

lfND22

22 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

по табл. 4.1 - v2 = 100 м/мин, q2 = 2 м/мин. Так как q2 = 2 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке -

t2 = l2 / v2= 7,7/100 = 0,08 мин.

Участок 3.

02,04,1041,07

lfN

D33

33 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2 ,


t3 = l3 / v3= 10,4/100 = 0,01 мин.

Участок 4.

04,02,651,012

lfN

D44

44 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

149


t4 = l4 / v4= 6,2/100 = 0,06 мин.

Участок 5.

02,07,185,1

1,06lfN

D55

55 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

по табл.4.1 - v5 = 100 м/мин, q5 = 2 м/мин. Так как q5 = 2 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке -

t5 = l5 / v5= 18,7/100 = 0,19 мин. Участок 6.

02,04,1061,012

lfN

D66

66 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

по табл.4.1 - v6 = 100 м/мин, q6 = 2 м/мин.Так как q6 = 2 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке -

t6 = l6 / v6= 10,4/100 = 0,1 мин. Участок 7. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 7:

δ7 · q7 = δ1 · q1 ,

43,35,343qq

7

117 =

⋅=

δδ⋅

= м/мин,

по табл.4.1 - v7 = 100 м/мин. Так как q7=2 м/мин<qmax=16,5м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке -

t7 = l7 / v7= 11,4/100 = 0,11 мин. Участок 8. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 8.

δ8 · q8= δ6 · q6 + δ2 · q2,

6,55

8262qqq

8

22668 =

⋅+⋅=

δδ⋅+δ⋅

= м/мин,

150

по табл.4.1 - v8 = 96 м/мин. Так как q8=5,6 м/мин<qmax=16,5м/мин, то на данном участке задержка времени эвакуации не будет. Время движения людского потока на данном участке -

t8 = l8 / v8= 4,6/96 = 0,05 мин.

Участок 9. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 9.

δ9 · q9 = δ8 · q8 + δ5 · q5 + δ7 · q7,

14,67

5,343,35,1256,5qqqq

9

7755889 =

⋅+⋅+⋅=

δδ⋅+δ⋅+δ⋅

= м/мин,

по табл. 4.1 - v9 = 92,4 м/мин. Так как q9 = 6,14 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то на данном участке задержка времени эвакуации не будет. Время движения людского потока на данном участке -

t9= l9 / v9= 14,7/ 92,4 = 0,16 мин. Участок 10 (дверной проём). Из уравнения неразрывности людского потока на участке 10.

δ10· q10 = δ9 · q9 ,

07,391,1

714,6qq

10

9910 =

⋅=

δδ⋅

= м/мин.

Так как q10 = 39,07 м/мин > qmax=19,6 м/мин, то на данном участке будет задержка времени эвакуации з

10t .

32,0)714,6

11,15,8

1(1,038)q

1q

1(fNt9910пр

1010з =

⋅−

⋅⋅⋅=

δ⋅−

δ⋅⋅⋅= мин.

Тогда время движения на 10 участке:

32,032,0150t

vl

t 10з

пред

1010 =+=+= мин.

Участок 11. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 11.

δ11 · q11 = δ4 · q4 ,

45

54qq11

4411 =

⋅=

δδ⋅

= м/мин.

по табл. 4.1 - v11 = 100 м/мин. Так как q11 = 4 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то на данном участке задержка времени эвакуации не будет. Время движения людского потока на данном участке -

151

t11= l11 / v11= 10,4/ 100 = 0,1 мин Участок 12. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 12:

δ12 · q12 = 2 · δ3 · q3,

67,26

422q2q

12

3312 =

⋅⋅=

δδ⋅⋅

= м/мин,

по табл. 4.1 - v12 = 100 м/мин. Так как q12 = 2,67 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то на данном участке задержка времени эвакуации не будет. Время движения людского потока на данном участке определяем по формуле:

t12= l12 / v12 = 6,2/ 100 = 0,06 мин.

Участок 13. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 13:

δ13 · q13 = δ1 · q1,

86,22,443qq

13

1113 =

⋅=

δδ⋅

= м/мин.

по табл. 4.1 - v13 = 100 м/мин. Так как q13 = 2,86 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то на данном участке задержка времени эвакуации не будет. Время движения людского потока на данном участке -

t13= l13 / v13 = 10,4/ 100 = 0,1 мин. Участок 14. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 14:

δ14 · q14 = δ11 · q11 + δ12 · q12 + δ13 · q13,

86,67

2,486,2667,254qqqq

14

13131212111114 =

⋅+⋅+⋅=

δδ⋅+δ⋅+δ⋅

= м/мин,

по табл. 4.1 - v14 = 87,6 м/мин. Так как q14 = 6,86 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то на данном участке задержка времени эвакуации не будет. Время движения людского потока на данном участке определяем по формуле:

t14= l14 / v14= 13/ 87,6 = 0,15 мин.

Участок 15 (дверной проём). Из уравнения неразрывности людского потока определяем его

интенсивность движения на участке 15. δ15· q15 = δ14 · q14,

152

7,431,1

786,6qq

15

141415 =

⋅=

δδ⋅

= м/мин.


15t .

29,0)786,6

11,15,8

1(0,034)q

1q

1(fNt141415пр

1515з =

⋅−

⋅⋅⋅=

δ⋅−

δ⋅⋅⋅= мин.


29,029,0150t

vl

t 15з

пред

1515 =+=+= мин.

5. Время движения по участкам на каждом из маршрутов: tM1 = t1 + t6 + t8 + t9 + t10 = 0,08 + 0,1 + 0,05 + 0,16 + 0,32 = 0,71 мин;

tM2 = t1 + t7 + t9 + t10 = 0,08 + 0,11 + 0,16 + 0,32 = 0,67 мин; tM3 = t2 + t8 + t9 + t10 = 0,08 + 0,05 + 0,16 + 0,32 = 0,61 мин; tM4 = t1 + t13 + t14 + t15 = 0,08 + 0,1 + 0,15 + 0,29 = 0,62 мин; tM5 = t4 + t11 + t14 + t15 = 0,06 + 0,1 + 0,15 + 0,29 = 0,6 мин; tM6 = t3 + t12 + t14 + t15 = 0,1 + 0,06 + 0,15 + 0,29 = 0,6 мин;

tM7 = t5 + t9 + t10 = 0,19 + 0,16 + 0,32 = 0,67 мин.

6. Расчетное время эвакуации людей из помещения:

tр = max{tM1; tM2; tM3; tM4; tM5; tM6; tM7} = max{0,71;0,67;0,61;0,62;0,6;0,6;0,67}=0,71 мин.

Расчет необходимого времени эвакуации производится для про-

изводственного помещения размерами 20000×50000×6000, в котором обращается полистирол. Расчет производится по алгоритму, приве-денному на рис.4.9.

1. Размерный комплекс В, зависящий от теплоты сгорания поли-

стирола и свободного объема помещения, определяется по формуле:

8,803985,0)25,01(

4800001185,0353Q)1(VC353

B p =⋅⋅−

⋅⋅=

⋅η⋅ϕ−

⋅⋅= кг,

где Cp = 0,001185 Ккг

МДж⋅

– удельная изобарная теплоемкость газа;

Q = 39 кгМДж – низшая теплота сгорания полистирола (по табл. 4.3);

η = 0,85 – коэффициент полноты горения (по табл. 4.4); φ = 0,25 – коэффициент теплопотерь. V – свободный объем помещения определяем по формуле:

153

V = 0,8·Vгеом =0,8·a·b·c = 0,8·20·50·6 = 4800 3м .

2. Размерный параметр А, учитывающий удельную массовую ско-рость выгорания материала во времени, определяется по формуле:

0000006,002,000114,005,105,1А 22F =⋅⋅=υ⋅ψ⋅= 3с

кг,

где v = 0,02 м/с – линейная скорость распростронения пламени (табл 4.6 ); ψF = 0,00114

смкг

⋅2 - удельная массовая скорость выгорания полистиро-

ла (табл. 4.5); n = 3 – показатель степени, учитывающий изменение массы выгораю-щего материала во времени.

3. Безразмерный параметр Z, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения определяется по формуле:

42,0)67,14,1exp(

67,1)

Hh4,1exp(

HhZ =⋅⋅=⋅⋅= ,

где H = 6 м – высота помещения; h =1,7 м – высота рабочей зоны. Определяется по формуле:

h = hпл + 1,7 – 0,5 δ = 0 + 1,7 – 0,5· 0 = 1,7 м,

где hпл – высота площадки, под которой находятся люди, над полом по-мещения; δ - разность высотных отметок пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м.

4. Значение критической продолжительности пожара по повы-

шенной температуре определяется по формуле:

1,31742,0)35273(

35701ln0000006,0

8,80Z)t273(

t701lnABt

31

n1

0

0кр

T =

⋅+

−+⋅=

⋅+

−+⋅= с,

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания поли-стирола и свободного объема помещения, кг; t0 - начальная температура воздуха в помещении, С0 ; n –показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А - размерный параметр , учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала во времени, 3с

кг ;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения.

154

5. Значение критической продолжительности пожара по потере видимости определяется по формуле:

=

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅−⋅=

⋅⋅⋅⋅α⋅⋅⋅

−⋅=−−

31

1n1

1

пр

крПВ

42,05208,8020)503,005,1(ln48001ln

0000006,08,80

ZDmBl)E05,1(lnV1ln

ABt

= 172,0 с,

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания древе-сины и свободного объема помещения, кг; t0 - начальная температура воздуха в помещении, С0 ; n – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А - размерный параметр , учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала во времени, 3с

кг ;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V - свободный объем помещения, 3м ; α = 0,3- коэффициент отражения предметов на путях эвакуации; Е = 50 лк – начальная освещенность; lпр = 20 м – предельная дальность видимости в дыму;

Dm – дымообразующая способность горящего материала, кг

мНп 2⋅ (табл.

4.7). 6. Значение критической продолжительности пожара по понижен-

ному содержанию кислорода определяется по формуле:

=

⋅

+

⋅−⋅=

⋅

+

⋅−⋅=

−−31

1n1

1

O

крО

42,027,04800

28,8044,01ln

0000006,08,80

Z27,0VLB

44,01lnABt

2

= 374,8 с,

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания полисти-рола и свободного объема помещения, кг; t0 - начальная температура воздуха в помещении, С0 ; n – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала во времени, 3с

кг ;

155

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V - свободный объем помещения, 3м ;

2OL - удельный расход кислорода, кгкг (табл. 4.10).

7. Значение критической продолжительности пожара по каждому из газообразных токсичных продуктов горения определяется по фор-муле:

- по окиси углерода СО:

31

1n1

1

крТГ

42,0015,08,8000116,048001ln

0000006,08,80

ZLB)XV1ln

ABt

⋅⋅

⋅−⋅=

⋅⋅⋅

−⋅=−−

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания древеси-ны и свободного объема помещения, кг; t0 - начальная температура воздуха в помещении, С0 ; n – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А - размерный параметр , учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала во времени, 3с

кг ;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V - свободный объем помещения, 3м ; L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг древесины,

кгкг (

табл. 4.8); X – предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении,

3мкг (табл. 4.9).

Так как под знаком логарифма получается отрицательное число, то данный ОФП не представляет опасности.

- по двуокиси углерода СО2:

31

1n1

1

крТГ

42,018,80148001ln

0000006,08,80

ZLB)XV1ln

ABt

⋅⋅⋅

−⋅=

⋅⋅⋅

−⋅=−−

Так как под знаком логарифма получается отрицательное чис-ло, то данный ОФП не представляет опасности.

8. Предполагается, что каждый опасный фактор воздействует на человека независимо от других. Из полученных значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное:

tкр = min { } { } 0,1720;8,374;0,172;1,317t;t;t;t ТГкр

Окр

ПВкр

Tкр == с.

156

9. Необходимое время эвакуации людей из рассматриваемого помещения по формуле:

tэв = 0,8 ·tкр/60 = 0,8 · 172,0/60 = 2,3 мин.

Таким образом, расчетное время эвакуации людей не превысит времени блокирования путей эвакуации, принятого равным необходи-мому времени эвакуации:

tр=0,73 мин < tэв=2,3 мин. Вероятность эвакуации людей по путям эвакуации составит 0,999.

Безопасность людей в помещении при пожаре будет обеспечена.

4.4.2. Зальное помещение

Зальное помещение предназначено для пребывания 600 человек. Расчетная схема эвакуации с разбивкой на участки приведена на рис.4.16. Участки, занятые оборудованием, отмечены темным цветом. Из помещения предусмотрены два эвакуационных выхода. Движение людей начинается на первоначальных участках, с которых поток, объе-диняясь, перетекает на промежуточные и далее к эвакуационным выхо-дам. В расчете принято, что людской поток движется по оси проходов и дверных проемов. Поскольку здание оборудуется системой оповещения при пожаре, автоматически сблокированной с автоматической пожарной сигнализацией, то при обнаружении пожара движение людей начнется одновременно, как следствие, время обнаружения пожара tобн= 0.

Расчет произведен по алгоритму, указанному на рисунке 4.1. 1. Помещение делится на участки: 1, 2 – первоначальные участки; 3, 4, 5, 6, 7, 8 – промежуточные участки. 2. В помещении при эвакуации могут быть составлены следую-

щие маршруты эвакуации: tM1 = t2 + t3 + t6 + t7 ; tM2 = t1 + t4 + t6 + t7 ; tM3 = t1 + t5 + t8 . 3. Для каждого из участков определяется длина li и ширина δi: l1 = 40 · 0,55 + 2,2/2 = 23,1 м , δ1 =0,55 м l2 = 40 · 0,55 + 2,2/2 = 23,1м , δ2 = 3,0 м ; l3 = 3/2 + 6 · 0,55 + 3 · 0,55/2 = 5,625 м , δ3 = 2,2 м; l4 = 5 · 0,55 + 3 · 0,55/2 = 3,575 м, δ4 = 2,2 м; l5 = 14 · 0,55 = 7,7 м, δ5 = 2,2 м; l6 = 2,2 м, δ6 = 3 · 0,55 = 1,65 м; l7 = 0 м, δ7 = 1,5 м; l8 = 0 м, δ8 = 1,5 м.

157

Рис.4.16. Расчетная схема эвакуации из зрительного зала

4. Для первоначальных участков определяется плотность потока

Di, интенсивность движения qi, скорость движения vi, время движения ti.

2

1

1

1

1

1

1

1

3

4

7

1

1

1

1

1

1

1

7

8 n=40

6

158

Участок 1(проход между рядами).

31,01,2355,0

1,040lfND11

11 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

где N1 - общее количество людей в потоке на 1 участке; f - средняя площадь горизонтальной проекции человека в потоке, при-нимаемая равной 0,1 м2; δ1 – ширина 1 участка; l1 – длина 1 участка.

по табл. 4.1 с помощью метода линейной интерполяции опреде-

ляются v1 = 46,3 м/мин, q1 = 14,29 м/мин. Так как q1 = 14,29 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке определя-ем по формуле:

t1 = l1 / v1 = 23,1/46,3 = 0,5 мин.

Участок 2.

06,01,2331,040

lfND22

22 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

по табл. 4.1 - v2 = 66 м/мин, q2 = 5,6 м/мин. Так как q2 = 5,6 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке определя-ем по формуле:

t2 = l2 / v2 = 23,1/96 = 0,24 мин.

Участок 3. Из уравнения неразрывности людского потока на последующих

участках.

δ3 · q3 = 3 δ1 · q1 + δ2 · q2 ,

39,182,2

3625,555,029,1433

3

22113 =

⋅+⋅⋅=

⋅+⋅=

δδδ qqq м/мин .


3t .

мин.14,0)36,555,029,143

12.25.13

1(1.0160

)qq3

1q

1(fNt22113пр

33з

=⋅+⋅⋅

−⋅

⋅⋅

=δ⋅+δ⋅⋅

−δ⋅

⋅⋅=

Тогда время движения на 3 участке определяется по формуле:

159

55,014,015625,5t

vl

t 3з

пред

33 =+=+= мин.

Участок 4. δ4 · q4 = 3 δ1 · q1,

72,102,2

55,029,143q3q4

114 =

⋅⋅=

δδ⋅

= м/мин.

Так как q4 = 10,72 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. По табл. 4.1 - v4 = 66,4 м/мин.

Время движения людского потока на данном участке определяем по формуле:

t4 = l4 / v4 = 3,575/66,4 = 0,05 мин. Участок 5. Из уравнения неразрывности людского потока на участке 5.

δ5 · q5 = 7δ1 · q1,

01,252,2

55,029,147q7q5

115 =

⋅⋅=

δδ⋅

= м/мин.


5t .

43,0)55,029,147

12.25.13

1(1.0280)q71

q1(fNt

115пр55

з =⋅⋅

−⋅

⋅⋅=δ⋅⋅

−δ⋅

⋅⋅= мин.


94,043,015

7,7tv

lt 5

з

пред

55 =+=+= мин.

Участок 6. Так как на участке 3 была задержка времени эвакуации, то q3 = qпр = 13,5 м/мин.

δ6 · q6 = δпр · q3 + δ4 · q4 + δ1 · q1,

06,3765,1

55,029,142,272,102,25,13qqqq

6

11443пр6 =

⋅+⋅+⋅=

δ

δ⋅+δ⋅+δ⋅= м/мин.

Так как q6 = 37,06 м/мин > qmax=16,5 м/мин, то на данном участке будет задержка времени эвакуации çt6 .

160

.мин91.0)55,029,142,272,102,25,13

165,15.13

1(1.0320

)qqq

1q

1(fNt11443пр6пр

66з

=⋅+⋅+⋅

−⋅

⋅⋅

=δ⋅+δ⋅+δ⋅

−δ⋅

⋅⋅=


06,191,015

2,2tv

lt 6

з

пред

66 =+=+= мин.

Участок 7 (дверной проём). Так как на участке 6 была задержка времени эвакуации, то при-

нимаем значение интенсивности по предельному значению для двер-ного проёма, т.е. q6 = qпр = 8,5 м/мин.

δ7 · q7 = δпр · q6,

35,95,1

65,15,8qq

7

6пр7 =

⋅=

δ

δ⋅= м/мин.

Так как q7 = 9,35 м/мин < qmax=19,6 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Следовательно t7 = 0 мин.

Участок 8 (дверной проём). Так как на участке 5 была задержка времени эвакуации, то q5 = qпр

= 8,5 м/мин.

δ8 · q8 = δпр · q5,

47,125,1

2,25,8qq

8

5пр8 =

⋅=

δδ⋅

= м/мин.

Так как q8 = 12,47 м/мин < qmax=19,6 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Следовательно t8= 0 мин.

5. Время движения по участкам на каждом из маршрутов:

tM1 = t2 + t3 + t6 + t7 = 0,24 + 0,55 + 1,06 + 0 = 1,85 мин;

tM2 = t1 + t4 + t6 + t7 = 0,5 + 0,05 + 1,06 + 0 = 1,61 мин

tM3 = t1 + t5 + t8 = 0,5 + 0,94 + 0 = 1,44 мин.

6. Расчетное время эвакуации людей из зрительного зала:

tр = max{tM1; tM2; tM3} = max{1,85; 1,61; 1,44} =1,85 мин.

161

Расчет необходимого времени эвакуации производится для зального помещения размерами 26400×18950×56000. Расчет произво-дится по алгоритму, приведенному на рис.4.9. В качестве отделочного материала применена древесина.

1. Размерный комплекс В, зависящий от теплоты сгорания поли-стирола и свободного объема помещения, определяется по формуле:

4,838,1397,0)25,01(015,2001001185,0353

Q)1(VC353

B p =⋅⋅−

⋅⋅=

⋅η⋅ϕ−

⋅⋅= кг,

где Cp = 0,001185

КкгМДж

⋅– удельная изобарная теплоемкость газа;

Q = 13,8 кгМДж – низшая теплота сгорания древесины (по табл. 4.3);


V = 0,8·Vгеом =0,8·a·b·c = 0,8 ·18,95· 26,4 · 5 = 2001,1 3м .

2. Размерный параметр А, учитывающий удельную массовую ско-рость выгорания материала во времени, определяется по формуле:

0000139,002,0033,005,105,1А 22F =⋅⋅=υ⋅ψ⋅= 3с

кг ,

где v = 0,02 м/с – линейная скорость распростронения пламени (табл 4.6); ψF = 0,033

смкг

⋅2 - удельная массовая скорость выгорания полистирола

(табл. 4.5); n = 3 – показатель степени, учитывающий изменение массы выгораю-щего материала во времени.

3. Безразмерный параметр Z, учитывающий неравномерность

распределения ОФП по высоте помещения определяется по формуле:

55,0)57,14,1exp(

57,1)

Hh4,1exp(

HhZ =⋅⋅=⋅⋅= ,


h = hпл + 1,7 – 0,5 δ = 0 + 1,7 – 0,5· 0 = 1,7 м,

где hпл – высота площадки, под которой находятся люди, над полом по-мещения;

162

δ - разность высотных отметок пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м.

4. Значение критической продолжительности пожара по повы-шенной температуре определяется по формуле:

3,10455,0)35273(

35701ln0000139,0

4,83Z)t273(

t701lnABt

31

n1

0

0кр

T =

⋅+

−+⋅=

⋅+

−+⋅= с,


кг ;


5. Определяем критической продолжительности пожара по потере

видимости по формуле:

=

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅−⋅=

⋅⋅⋅⋅α⋅⋅⋅

−⋅=−−

31

1n1

1

пр

крПВ

55,01304,8320)503,005,1(ln2,20011ln

0000139,04,83

ZDmBl)E05,1(lnV1ln

ABt

= 65,9 с,


кг ;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V - свободный объем помещения, 3м ; α = 0,3- коэффициент отражения предметов на путях эвакуации; Е = 50 лк – начальная освещенность; lпр = 20 м – предельная дальность видимости в дыму;



4.7).

163

6. Определяем критической продолжительности пожара по пони-

женному содержанию кислорода определяем по формуле:

=

⋅

+

⋅−⋅=

⋅

+

⋅−⋅=

−−31

1n1

1

O

крО

55,027,02,200124,83

44,01ln0000139,0

4,83

Z27,0VLB

44,01lnABt

2

= 115,8 с,


кг ;





31

1n1

1

крТГ

42,0015,08,8000116,048001ln

0000006,08,80

ZLB)XV1ln

ABt

⋅⋅

⋅−⋅=

⋅⋅⋅

−⋅=−−

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания древеси-ны и свободного объема помещения, кг; t0 - начальная температура воздуха в помещении, С0 ; n – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени; А - размерный параметр , учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала во времени, 3с

кг ;


164

L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг древесины, кгкг (




31

1n1

1

крТГ

42,018,80148001ln

0000006,08,80

ZLB)XV1ln

ABt

⋅⋅⋅

−⋅=

⋅⋅⋅

−⋅=−−

Так как под знаком логарифма получается отрицательное чис-ло, то данный ОФП не представляет опасности.

8. Предполагается, что каждый опасный фактор воздействует на

человека независимо от других. Из полученных значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное:

tкр = min{ } { } 9,650;8,115;9,65;3,104t;t;t;t ТГкр

Окр

ПВкр

Tкр == с.


tэв = 0,8 ·tкр/60 = 0,8 · 65,9/60 = 0,9 мин. Таким образом, расчетное время эвакуации людей не превысит

времени блокирования путей эвакуации, принятого равным необходи-мому времени эвакуации:

tр=1,85 мин > tэв=0,9 мин. Безопасность людей в помещении при пожаре не будет обеспе-

чена.

4.4.3. Этаж гражданского здания Этаж гражданского здания с коридорной планировкой рассчитан

для пребывания 72 человек. Расчетная схема эвакуации с разбивкой на участки приведена на рис.4.17. Из этажа предусмотрены два эвакуаци-онных выхода в лестничные клетки (ЛК). Поскольку объем характеризу-ется условнопостоянной пожарной опасностью в пределах этажа, то для упрощения расчетов приняты следующие допущения:

2. все дверные проемы из помещений открыты вследствие эвакуации людей;

3. на этаже отсутствуют помещения с массовым пребыванием лю-дей;

4. высота дверных проемов не менее 2 м, а расчетный рост человека 1,7 м.

165

Таким образом, в качестве первоначальных участков выбираются части общего коридора. Движение людей начинается на первоначаль-ных участках, с которых поток, объединяясь, перетекает на промежу-точные и далее к эвакуационным выходам. Число людей определяется суммированием для всех помещений. В расчете принято, что людской поток движется по оси проходов и дверных проемов. Ширина коридора кδ = 3 м, при условии условии одностороннего расположения двери шириной

ДВδ = 0,8 м с открытием дверного полотна в сторону эвакуа-

ционного пути. Ширина прохода в лестничную клетку составляет 1,4 м. Для расчета необходимого времени эвакуации людей с этажей

выбирается суммарный объем помещений в пределах рассматривае-мого этажа.

Рис 4.17. Схема эвакуации из этажа здания.

Расчет произведен по алгоритму, указанному на рисунке 4.1. 1. Помещение делится на участки: 1, 2 , 4, 5 – первоначальные участки; 3, 6 – промежуточные участки. 2. В расчете могут быть составлены следующие маршруты эва-

куации: tM1 = t1 + t3 ; tM2 = t2 + t3 ; tM3 = t4 + t6;. tM4 = t5 + t6.

3. Для каждого из участков определяется длина li и ширина δi: l1 = 16 м; l2 = 24 м; l3 = 0 м , δ3 = 1,4 м; l4 = 14 м; l5 = 15 м; l6 = 0 м, δ6 = 1,4 м;

1

2

3 4

5

6

ЛК ЛК

166

При движении потока из коридора в лестничную клетку за ширину прохода принимается ширина прохода, а не ширина коридора в целом. Так как дверное полотно с одной стороны коридора открывается в сторону эвакуационного пути, то ширина коридора должна быть умень-шена:

δi = δк - δдв/2 = 3 – 0,8/2 = 2,6 м.

Следовательно:

δ1 = δ2 = δ4 = δ5 = 2,6 м.

4. Для первоначальных участков определяется плотность потока Di, интенсивность движения qi, скорость движения vi, время движения ti.

Участок 1.

04,0166,21,018

lfND11

11 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

где N1 - общее количество людей в потоке на 1 участке; f - средняя площадь горизонтальной проекции человека в потоке, при-нимаемая равной 0,1 м2; δ1 – ширина 1 участка; l1 – длина 1 участка,

по табл. 4.1 с помощью метода линейной интерполяции опреде-

ляются v1 = 100 м/мин, q1 = 4 м/мин. Так как q1 = 4 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке определяем по формуле:

t1 = l1 / v1 = 18/100 = 0,18 мин.

Участок 2.

03,0246,21,021

lfN

D22

22 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2 ,

по табл.4.1 - v2 = 100 м/мин, q2 = 3 м/мин. Так как q2 = 3 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке определя-ем по формуле:

t2 = l2 / v2= 24/100 = 0,24 мин. Участок 3 (дверной проём). Из уравнения неразрывности людского потока на участке 3.

δ3 · q3 = δ1 · q1 + δ2 · q2 ,

167

134,1

6,236,24qqq3

22113 =

⋅+⋅=

δδ⋅+δ⋅

= м/мин.

Так как q3 = 13 м/мин < qmax=19,6 м/мин, то задержки времени дви-жения на данном участке не будет. Следовательно t3 = 0 мин.

Участок 4.

04,0146,21,014

lfND44

44 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2,

по табл. 4.1 - v4 = 100 м/мин, q4 = 4 м/мин. Так как q4 = 4 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке определя-ем по формуле:

t4 = l4 / v4 = 14/100 = 0,14 мин.

Участок 5.

05,0156,21,019

lfN

D55

55 =

⋅⋅

=⋅δ⋅

= м2/м2 ,

по табл. 4.1 - v5 = 100 м/мин, q5 = 5 м/мин. Так как q5 = 5 м/мин < qmax=16,5 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Время движения людского потока на данном участке определя-ем по формуле:

t5 = l5 / v5= 15/100 = 0,15 мин.

Участок 6 (дверной проём). Из уравнения неразрывности людского потока на участке 6:

δ6 · q6 = δ4 · q4 + δ5 · q5 ,

7,164,1

6,256,24qqq

6

55446 =

⋅+⋅=

δδ⋅+δ⋅

= м/мин.

Так как q6 = 16,7 м/мин < qmax=19,6 м/мин, то задержки времени движения на данном участке не будет. Следовательно t6 = 0 мин.

5. Время движения по участкам на каждом из маршрутов:

tM1 = t1 + t3 = 0,18 + 0 = 0,18 мин;

tM2 = t2 + t3 = 0,24 + 0 = 0,24 мин;

tM3 = t4 + t6 = 0,14 + 0 = 0,14 мин;

tM4 = t5 + t6 = 0,15 + 0 = 0,15 мин.

6. Расчетное время эвакуации людей из этажа:

tр = max{ tM1; tM2; tM3; tM4} = max{ 0,18; 0,24; 0,14; 0,15} =0,24 мин.

168

Расчет необходимого времени эвакуации из этажа здания разме-рами 10000×70000×3000 с коридорной планировкой. Расчет произво-дится по алгоритму, приведенному на рис.4.9. В качестве отделочного материала применена древесина.

1. Размерный комплекс В, зависящий от теплоты сгорания поли-стирола и свободного объема помещения, определяется по формуле:

0,708,1397,0)25,01(

1680001185,0353Q)1(VC353

B p =⋅⋅−

⋅⋅=

⋅η⋅ϕ−

⋅⋅= кг,

где Cp = 0,001185

КкгМДж

⋅– удельная изобарная теплоемкость газа;

Q = 13,8 кгМДж – низшая теплота сгорания древесины (по табл. 4.3);


V = 0,8·Vгеом =0,8·a·b·c = 0,8 · 10 · 70 · 3= 1680 3м .

2. Размерный параметр А, учитывающий удельную массовую ско-рость выгорания материала во времени, определяется по формуле: 0000006,002,00014,005,105,1А 22

F =⋅⋅=υ⋅ψ⋅= 3скг ,

где v = 0,02 м/с – линейная скорость распростронения пламени (табл 4.6); ψF = 0,033

смкг

⋅2 - удельная массовая скорость выгорания полистирола

(табл. 4.5); n = 3 – показатель степени, учитывающий изменение массы выгораю-щего материала во времени.

3. Безразмерный параметр Z, учитывающий неравномерность

распределения ОФП по высоте помещения определяется по формуле:

25,1)37,14,1exp(

37,1)

Hh4,1exp(

HhZ =⋅⋅=⋅⋅= ,


h = hпл + 1,7 – 0,5 δ = 0 + 1,7 – 0,5· 0 = 1,7 м,

где hпл – высота площадки, под которой находятся люди, над полом по-мещения;

169

δ - разность высотных отметок пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м.

4. Значение критической продолжительности пожара по повы-

шенной температуре определяется по формуле:

8,21725,1)35273(

35701ln0000006,0

8,80Z)t273(

t701lnABt

31

n1

0

0кр

T =

⋅+

−+⋅=

⋅+

−+⋅= с,


кг ;


5. Определяем критической продолжительности пожара по потере

видимости по формуле:

c7,13425,11300,7020

)503,005,1(ln16801ln0000006,0

0,70

ZDmBl)E05,1(lnV1ln

ABt

31

1

n1

1

пр

крПВ

=

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅−⋅

=

⋅⋅⋅⋅α⋅⋅⋅

−⋅=

−

−


кг ;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V - свободный объем помещения, 3м ; α = 0,3- коэффициент отражения предметов на путях эвакуации; Е = 50 лк – начальная освещенность;

170

lпр = 20 м – предельная дальность видимости в дыму;



4.7). 6. Определяем критической продолжительности пожара по пони-

женному содержанию кислорода определяем по формуле:

( ) c9,23125,127,01680

44,01ln0000006,0

0,70

Z27,0VLB

44,01lnABt

31

1

n1

1

O

крО

2

=

⋅+

−⋅=

⋅

+

⋅−⋅=

−

−


кг ;





=

⋅⋅

⋅−⋅=

⋅⋅⋅

−⋅=−− 3

11n

11

крТГ

25,1024,00,7000116,016801ln

0000006,00,70

ZLB)XV1ln

ABt

= 676,7 с,

где В – размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания древеси-ны и свободного объема помещения, кг; t0 - начальная температура воздуха в помещении, С0 ; n – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

171

А - размерный параметр , учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала во времени, 3с

кг ;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распре-деления ОФП по высоте помещения; V - свободный объем помещения, 3м ; L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг древесины,

кгкг (




31

1n1

1

крТГ

25,151,10,7011,016801ln

0000006,00,70

ZLB)XV1ln

ABt

⋅⋅

⋅−⋅=

⋅⋅⋅

−⋅=−−

Так как под знаком логарифма получается отрицательное число, то данный ОФП не представляет опасности.

8. Предполагается, что каждый опасный фактор воздействует на

человека независимо от других. Из полученных значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное:

tкр = min{ } { } 7,1347,676;9,231;7,134;8,217t;t;t;t ТГкр

Окр

ПВкр

Tкр == с.


tэв = 0,8 ·tкр/60 = 0,8 · 134,7/60 = 1,8 мин.

Таким образом, расчетное время эвакуации людей не превысит времени блокирования путей эвакуации, принятого равным необходи-мому времени эвакуации:

tр=0,24 мин < tэв=1,8 мин. Безопасность людей при пожаре будет обеспечена.


В задаче необходимо определить расчетное и необходимое вре-мя эвакуации людей из зального помещения. Вид планировки помеще-ния выбирается по таблице 4.10 и представлен на рис.4.18. Параметры помещения приведены в таблице 4.12.

172

Ширина кресел принимается 0,5 м×0,5 м. Параметры помещения

определяются расчетом (ширина помещения определяется по форму-ле broom=0,5·Nk+2·а, длина – lroom=0,5·Nr+br·(Nr –1)+ b). Объем помещения равен произведению длины, ширины и высоты помещения. Проекция человека для определения расчетного времени эвакуации людей при-нимается по таблице 4.13.

Таблица 4.10

Вид планировки Предпоследняя цифра номера зачетной книжки Последняя цифра года

выдачи задания 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 А B C D E C D А B E 1 E А B C D E C D А B 2 C D А B C D E B C E 3 E C D А B C D E B C 4 А B B C А B C D E E 5 D E А C D А B C D E 6 B C А B А B C D E А 7 А B C А B C D E C D 8 C D А B C D E B C E 9 E А B C D E B C А B

Для определения необходимого времени эвакуации людей при-нимаются материалы в зависимости от последней цифры номера за-четной книжки:

0, 3 и 6 – древесина и бумага; 1, 4 и 7 – полистирол и бумага; 2, 5, 8 и 9 – волокно и древесина.

Для построения расчетной схемы необходимо в зависимости от определенных параметров в масштабе вычертить планировку поме-щения. Разбить помещение на участки. Определить маршруты эва-куации. Определение расчетное время эвакуации людей по каждому маршруту. Определить расчетное время эвакуации людей из помеще-ния. Определить необходимое время эвакуации людей из помещения. Сделать вывод о соответствии запроектированных решений противо-пожарным требованиям норм.

173

А

B B

C

D D

E

Рис.4.18. Расчетные схемы

СЦЕНА

2000 10000

СЦЕНА

11000

СЦЕНА

СЦЕНА

10000

СЦЕНА

8000 12000

174

Таблица 4.12 Параметры помещения

Две первые цифры но-мера зачет-ной книжки

Количест-во рядов

(Nr)

Количест-во мест в ряду (Nk)

Расстоя-ние между рядами кресел (br), м

Ширина продоль-ных про-ходов (а),

м

Ширина попереч-ных про-ходов (в),

м

Ширина дверей на путях эва-куации (х),

м

Высота помеще-ния, м

00 22 47 0,45 1,0 2 1,2 2,6 01 21 48 0,50 1,1 1,9 1,3 3,0 02 20 49 0,55 1,2 1,8 1,4 3,4 03 19 50 0,45 1,3 1,7 1,5 3,8 04 18 51 0,50 1,4 1,6 1,6 4,2 05 17 50 0,55 1,5 1,5 1,5 4,6 06 16 49 0,45 1,6 1,4 1,4 5,0 07 15 48 0,50 1,7 1,3 1,3 5,4 08 16 47 0,55 1,8 1,2 1,2 5,8 09 17 46 0,45 2,0 1,1 1,0 6,0 10 18 45 0,50 1,0 1,0 1,3 5,5 11 19 44 0,55 1,1 1,1 1,4 4,5 12 20 43 0,45 1,2 1,2 1,5 4,0 13 21 42 0,50 1,3 1,3 1,6 3,5 14 22 41 0,55 1,4 1,4 1,5 3,0 15 23 40 0,45 1,5 1,5 1,4 2,5 16 24 39 0,50 1,6 1,6 1,3 3,7 17 25 38 0,55 1,7 1,7 1,2 4,7 18 26 37 0,45 1,8 1,8 1,5 5,7 19 40 36 0,60 1,9 1,9 1,4 6,0

Таблица 4.13 Проекция человека

Последняя цифра номера зачетной книжки Предпоследняя цифра года вы-дачи задания 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,12 0,13 0,13 0,14 0,11 1 0,15 0,12 0,13 0,14 0,12 0,11 0,12 0,12 0,13 0,12 2 0,14 0,11 0,12 0,13 0,11 0,12 0,15 0,11 0,12 0,14 3 0,13 0,12 0,13 0,14 0,12 0,13 0,14 0,12 0,13 0,13 4 0,12 0,13 0,13 0,14 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,14 5 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 6 0,13 0,14 0,12 0,13 0,14 0,12 0,13 0,14 0,14 0,15 7 0,11 0,12 0,11 0,12 0,13 0,11 0,12 0,13 0,13 0,14 8 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,13 0,14 0,15 0,12 0,13 9 0,15 0,11 0,12 0,13 0,14 0,12 0,13 0,14 0,11 0,12

175

РАЗДЕЛ 55

ПРОТИВОДЫМНАЯ ЗАЩИТА


Под противодымной защитой зданий принято понимать систему объемно–планировочных решений зданий и инженерных устройств, предназначенных для предотвращения задымления защищенных эва-куационных путей и ограничения распространения продуктов горения при пожаре. Из определения вытекают ее основные задачи:

− удаление дыма из горящего помещения; − обеспечение незадымляемости смежных помещений и путей эва-

куации; − регулирование температурного режима и газообмена в здании

при пожаре. Противодымная защита проектируется для трех различных по

функциональному назначению частей зданий: помещений, коридоров, лестничных клеток.

Противодымная защита коридоров (холлов, вестибюлей) достига-ется:

− ограничением пожарной опасности отделочных строительных материалов.

− нормированием огнестойкости ограждающих конструкций. − исключением открытых проемов в вертикальных ограждающих

конструкциях. − разделением коридоров на отсеки. − исключением проемов в горизонтальных ограждающих конст-

рукциях. − устройством дымоудаления. Удаление дыма из коридоров и холлов следует проектировать

отдельными системами с искусственным побуждением и предусмат-ривать для обеспечения безопасной эвакуации людей:

а) из коридоров и холлов на каждом этаже зданий с высотой от поверхности ближайшего проезда для пожарной машины до отметки пола верхнего этажа (не считая технического) свыше 26,5 м или чис-лом этажей 10 и более;

176

б) из коридоров без естественного освещения в зданиях с высо-той от поверхности ближайшего проезда для пожарной машины до от-метки пола верхнего этажа (не считая технического) 26,5 м и менее, предназначенных для эвакуации 50 и более человек;

в) из коридоров длиной 15 м и более без естественного освеще-ния (не имеющих естественного освещения световыми проемами в на-ружных ограждениях) в производственных зданиях категории А, Б и В1–В4 с числом этажей 2 и более.

При этом требования не распространяются на коридоры и холлы, если для всех помещений, имеющих двери в этот коридор, проектиру-ется непосредственное удаление дыма.

Противодымная защита помещений достигается: − ограничением применения горючих материалов в технологиче-

ском процессе; − уменьшением пожарной опасности строительных конструкций

и материалов; − исключением открытых проемов в ограждающих конструкциях; − применением автоматических установок пожаротушения; − устройством дымоудаления. Удаление дыма является одним из самых действенных методов и

проектируется: а) из каждого производственного или складского помещения с по-

стоянными рабочими местами без естественного освещения или с ес-тественным освещением, не имеющим механизированных приводов для открывания фрамуг в верхней части окон на уровне 2,2 м и выше от пола до низа фрамуг и для открывания проемов в фонарях (в обоих случаях площадью, достаточной для удаления дыма при пожаре), если помещения отнесены к категориям: А, Б и В1–В4; Г1, Г2 или Д – в зда-ниях VII–VIII степени огнестойкости;

б) из каждого помещения, не имеющего естественного освеще-ния: общественного или административно–бытового, если оно предна-значено для массового пребывания людей;

в) из каждого не имеющего естественного освещения помещения площадью 55 м2 и более, предназначенного для хранения или исполь-зования горючих материалов, если в нем есть постоянные рабочие места;

г) из гардеробных площадью 200 м2 и более не имеющих естест-венного освещения;

д) из торговых залов. Указанные для помещений требования не распространяется: а) на помещения (кроме помещений категорий А и Б), время за-

полнения которых дымом больше времени, необходимого для безо-пасной эвакуации людей из помещения. Указанное время (t, с) опреде-ляется по формуле:

177

fPH1

Y1

A39,6t−

⋅⋅= , (5.1)

где А – площадь помещения или резервуара дыма, м2; У – уровень нижней границы дыма, м; Н – высота помещения, м; Pf– периметр очага пожара, м;

б) на помещения площадью менее 200 м2, оборудованные уста-новками автоматического водяного или пенного пожаротушения, кроме помещений категории А и Б;

в) на помещения, оборудованные установками автоматического газового и аэрозольного пожаротушения;

г) на лабораторные помещения категории В1–В4 площадью 36 м2 и менее.

Помещения площадью более 1600 м2 необходимо разделять на дымовые зоны, учитывая возможность возникновения пожара в одной из них. Каждую дымовую зону следует, как правило, ограждать плот-ными вертикальными завесами из негорючих материалов, спускающи-мися с потолка (перекрытия) к полу, но не ниже 2,5 м от него, образуя под потолком (перекрытием) "резервуары дыма". Если на площади ос-новного помещения, для которого предусмотрено удаление дыма, раз-мещены другие помещения площадью 50 м2 и менее, то отдельное удаление дыма из этих помещений допускается не предусматривать, при условии расчета расхода дыма с учетом суммарной площади этих помещений. Удаление дыма непосредственно из помещений одно-этажных зданий, как правило, предусматриваются вытяжными систе-мами с естественным побуждением через дымовые шахты с дымовыми клапанами или открываемые незадуваемые фонари. В многоэтажных зданиях, как правило, – вытяжными устройствами с искусственным по-буждением. Вместе с тем допускается предусматривать отдельные для каждого изолированного помещения дымовые шахты с естественным побуждением.

При невозможности или экономической нецелесообразности уда-ления дыма устройствами с естественным побуждением и в случаях, когда горение происходит при низкой температуре с обильным образо-ванием дыма (библиотеки, книгохранилища, архивы, склады бумаги, войлока, пряжи, резины и др.) следует проектировать вытяжные систе-мы с искусственным побуждением.

178

Таблица 5.1 Время заполнения помещения (резервуара) дымом до У=2,5 м

А/Pf, м Высота помещения,м 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

3 4 7 11 14 18 21 25 28 32 36 4,8 11 22 34 45 56 67 79 90 100 112 6 14 29 43 58 79 86 100 115 129 144 9 19 33 58 77 96 115 134 153 173 192 12 22 44 66 88 110 132 154 176 196 220 15 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 18 25 51 76 100 127 152 177 203 228 254

Периметр очага пожара в начальной его стадии, Pf, м, принимает-ся равным большему из периметров открытых или негерметично за-крытых емкостей горючих веществ, мест складирования горючих или негорючих материалов (деталей) в горючей упаковке, но не более 12 м. Для помещений, оборудованных спринклерными системами пожароту-шения, периметр очага пожара принимается равным 12 м.

Если периметр очага пожара невозможно определить на основа-нии перечисленных факторов, то допускается определять его по фор-муле (5.2):

12 ≥ Pf = 0,38·А0,5 ≥4, (5.2)

где А – площадь помещения, дымовой зоны, или резервуара дыма, м2. При А<100 м2, следует принимать А=100 м2, при А>1000 м2 следует при-нимать А=1000 м2.

Время, необходимое для эвакуации людей из помещения, в кото-ром произошел пожар, рассчитывается по методике приведенной в разделе 4 настоящего Практикума.

§§55..22.. Расчет количества удаляемого дыма

Расход дыма (кг/с), подлежащий удалению из коридора или холла

определяется по формулам: а) для жилых зданий

G = 0,950·B·n·Hд1,5; (5.3)

б) для общественных, административно–бытовых и производст-венных зданий

G = 1,195·B·n·Hд1,5·Кд, (5.4)

где В – ширина большей части из открываемых створок дверей при вы-ходе из коридора или холла к лестничным клеткам или наружу, м;

179

n – коэффициент, зависящий от общей ширины больших створок две-рей, открываемых при пожаре из коридора на лестничные клетки или наружу (по табл.5.1); Нд – высота двери, м:

− при Нд < 2 м – принимается Нд = 2 м; − при Нд > 2,5 м принимается Нд = 2,5 м.

КД – коэффициент относительной полноты и продолжительности от-крывания дверей для выхода на лестничную клетку или наружу:

− при эвакуации 25 человек и более через одну дверь – 1,0; − при эвакуации менее 25 человек через одну дверь – 0,8.

Таблица 5.2

В, м 0,6 0,9 1,2 1,8 2,4 Назначение здания

n Для жилых зданий 1,0 0,82 0,7 0,51 0,41 Для общественных, административно– бытовых и производственных зданий 1,05 0,91 0,8 0,62 0,5

Расход дыма, который следует удалять непосредственно из го-рящего помещения, рекомендуется рассчитывать, исходя из обеспече-ния среднего уровня стояния дыма, в начальной стадии пожара, не ни-же 2,5 м от уровня пола, одним из следующих методов:

− по периметру предполагаемого очага пожара (5.5); − по расходу воздуха, поступающего в помещение через открытые

двери эвакуационных выходов (5.6), если периметр очага пожара пре-вышает 12 м или уровень нижней границы дыма превышает 4 м.

Расход дыма (G,кг/с) на основании периметра предполагаемого очага пожара для помещений и резервуаров дыма площадью 1600 м2 и менее определяется по формуле (5.30):

G = 0,19 ⋅ Pf ⋅ У1,5 ⋅ Кес, (5.5)

где Pf – периметр очага в начальной стадии, м; У – уровень нижней границы дыма, м; Кес=1,2 – коэффициент для систем с естественным побуждением при тушении пожара спринклерной системой.

Расход дыма по расходу воздуха, поступающего в помещение че-рез открытые двери эвакуационных выходов (G, кг/ч) рассчитывается по формуле (5.31):

G = 0,996·Ад·( h0· (γн – γ)·ρн+0,7·V2·ρн2)0,5·Кес , (5.6)

где Ад – эквивалентная (расходу) площадь дверей эвакуационных вы-ходов, м2;

180

h0 – расчетная высота от нижней границы задымленной зоны до сере-дины двери, м; γн = 3463/(273+tн) – удельный вес наружного воздуха, Н/м3, при расчет-ной температуре tн; γ – удельный вес дыма, Н/м3. ρн= 353/(273+tн) – плотность наружного воздуха, кг/м3; V – скорость ветра, м/с, нормам, при параметрах Б для холодного и те-плого периода года; при Vв > 5 м/с принимается Vв = 5 м/c; tн – температура наружного воздуха, °С, Для теплого периода года до-пускается принимать tн = 35°С;

Кес=1,2 – коэффициент для систем с естественным побуждением при тушении пожара спринклерной системой.

Расчетная высота от нижней границы задымленной зоны прини-мается по формуле:

h0 = 0,5·Hd + 0,2, (5.7) где Hd – высота наиболее высоких дверей эвакуационных выходов, м.

Эквивалентная площадь дверей Ад эвакуационных выходов рас-считывается по формуле:

Ад = (∑А1 + К1·∑А2 + К2·∑А3)·К3, (5.8)

где ∑А1 – суммарная площадь одинарных дверей, открывающихся на-ружу, м2; ∑А2 – суммарная площадь первых дверей для выхода из помещения, при которых требуется открывать наружу вторые двери, суммарной площадью∑А2', м2 (например, двери тамбура); ∑А3 – суммарная площадь первых дверей для выхода из помещения, при которых требуется открывать наружу вторые и третьи двери, сум-марной площадью ∑А3' и ∑А3''; K1, K2 – коэффициенты для определения эквивалентной площади по-следовательно расположенных дверей в зависимости от n = ∑А2'/∑А2 или n1 = ∑А'3/∑А3, m = ∑А”3/∑А3 определяемые по формулам:

К1 = (1 + 1/n2) – 0,5; (5.9) К2 = (1 + 1/n1

2 + 1/m2) – 0,5, (5.10)

K3 – коэффициент относительной продолжительности открывания две-рей во время эвакуации людей из помещения, принимая N – среднее число людей, выходящих из горящего помещения через каждую дверь помещения, определяется по формулам:

181

– для одинарных дверей:

K3 = 0,03·N ≤ 1, (5.11)

– для двойных дверей или при выходе через тамбур–шлюз:

К3 = 0,05·N ≤ 1, (5.12)

К3 следует принимать не менее: 0,8 – при одной двери в помещении; 0,7 – при двух дверях в помещении; 0,6 – при трех дверях в помещении; 0,5 – при четырех дверях в помещении; 0,4 – при пяти и большем числе дверей в помещении.

Эквивалентная площадь дверей Ад эвакуационных выходов из по-мещения определяется для местностей с расчетной скоростью ветра:

а) 1 м/с и менее — суммарно для всех выходов; б) более 1 м/с — отдельно для выходов из дверей со стороны фа-

сада (наибольшей эквивалентной площадью, которая рассматривается как площадь выходов на наветренный фасад) и суммарно для всех ос-тальных выходов.

Рис. 5.1. Схема нумерации эвакуационных выходов из здания

Температура, удельный вес и плотность удаляемой среды опре-деляются по таблице 5.3.

182

Таблица 5.3

Защищаемый объем

Вид пожарной нагрузки

Температура удаляемой среды,°С

Удельный вес γ, Н\м3

Плотность дыма ρ, кг\м3

Горючие газы и жидкости 600 4 0,41

Твердые горючие материалы 450 5 0,51 Помещение

Волокнистые материалы 300 6 0,61

Коридоры (холлы) – 300 6 0,61

Средний удельный вес дыма γ10 при его удалении из помещения объемом более 10 тыс. м3 определяется по формуле:

γ10 = γ + 0,05· (Vp – 10) , (5.13)

где Vp – объем помещения, тыс. м3.

§§55..33.. Противодымная вентиляция Расчет систем противодымной вентиляции сводится к определе-

нию параметров дымовых клапанов, шахт дымоудаления и характери-стик вентилятора. Основными характеристиками вентиляторов являют-ся расход удаляемой среды и напор (рис.5.2).

Дымоприемные устройства необходимо размещать равномерно в пределах помещения (коридора). В помещениях дымоприемники сле-дует располагать в центре всей дымовой зоны или ее части площадью не более 900 м2. Расстояние от оси дымоприемника до ближайшей стены помещения или края дымовой зоны как правило должно быть 15 м. При невозможности выполнения указанных расстояний размер зоны обслуживания может быть увеличен до 20 м при соблюдении требова-ний по предельной площади обслуживания.

При искусственном побуждении к системе или к вертикальному коллектору следует присоединять ответвления не более чем от четы-рех помещений или от четырех дымовых зон резервуаров дыма на ка-ждом этаже.

183

а). б).

в).

Рис.5.2. Эпюры изменения параметров удаляемой среды а).–расхода продуктов горения; б).–потерь давления; в).– плотности

удаляемой среды Расход удаляемой среды определяется из условия обеспечения

удаления дыма от очага пожара, в количестве необходимом для обес-печения нормальных условий эвакуации людей, с учетом возможных подсосов через закрытые клапана на вышележащих этажах и неплот-ности шахты. Расход удаляемой среды определяется по формуле:

Gсум = G + ΣGК + GП, (5.14)

где G – расход дыма, подлежащий удалению, кг/с; GК – расход воздуха, просасываемого через закрытый клапан, кг/с; GП – подсосы воздуха через неплотности конструкции шахты и воздухо-водов, кг/с.

Напор вентилятора должен обеспечивать нормальную работу системы, обеспечивая преодоление местных сопротивлений в клапане и вентиляторе и сопротивлений по длине в шахтах и воздуховодах сис-темы. Напор вентилятора определяется по формуле:

Р = ∆РК+ Σ∆РШ + ∆PВ – ∆PЕВ, (5.15)

где ∆РК – потери давления в дымовом клапане, Па; ∆РШ – потери давления в ответвлениях к дымовому клапану, в шахтах или воздуховодах, Па; ∆PВ – потери давления в воздуховодах, присоединяющих дымовую шахту к вентилятору и после вентилятора, Па; ∆PЕВ – естественное давление за счет разности удельных весов наруж-ного воздуха и газов, Па.

На величину плотности влияют подсосы воздуха через неплотно-сти дымовых клапанов и шахт дымоудаления, а также остывание дыма. Плотность удаляемой среды у вентилятора определяется по формуле:

G GК GП

N

G

∆Р1 ∆Р2 ∆РВ

N

Р

∆РЕВ

ρу=ρ+∆ρэ

N

ρ

ρ

184

ρсум = ρ + Σ∆ρ, (5.16)

где ρ – плотность продуктов горения, кг\м3; ∆ρ – увеличение плотности смеси дыма и воздуха в дымовой шахте, кг\м3.

Основной расчетной характеристикой дымового клапана и шахты дымоудаления является площадь поперечного сечения, определяемая как отношение суммарного расхода удаляемой среды на данном участ-ке (Gi, кг·с–1) к предельному значению массовой скорости движения по-тока (νρ, кг·с–1·м–2). Массовая скорость определяется как произведение линейной скорости движения (ν, м\с) на плотность удаляемой среды на данном участке (ρ, кг\м3):

νρ = ν ·ρ. (5.17)

Необходимость использования в расчетах массовой скорости обу-словлена характером происходящих в шахте дымоудаления процессов. Продукты горения, имеющие плотность в несколько раз ниже плотно-сти ненагретого воздуха, подымаясь в шахте, остывают, вследствие чего их плотность повышается и по мере подъема масса удаляемой среды увеличивается.

Принимается расчетная ситуация: пожар возник на самом нижнем этаже, открывается дымовой клапан на этаже пожара, остальные кла-пана закрыты. Расчетные характеристики определяются последова-тельно от участка к участку, начиная от клапана в наиболее удаленной части системы до вентилятора, что обусловлено взаимным влиянием величин одна на другую и невозможностью расчета отдельно расхо-дов, отдельно напоров.

Рис.5.3. Дымовой клапан Дымовые клапана необходимо размещать на дымовых шахтах

под потолком коридора или холла. Допускается присоединение дымо-

185

вых клапанов к шахтам на ответвлениях, но не более двух ответвлений от шахты на этаже. Радиус действия дымового клапана – 15 м (в одну из сторон допускается принимать до 20 м), таким образом, длина кори-дора, обслуживаемого одним дымоприемным устройством, принимает-ся не более 30 м.

Дымовые клапана выбираются по данным заводов–изготовителей. Основные характеристики дымовых клапанов, имеющих электрический привод для открывания при пожаре, для примера при-ведены в табл.5.4. Клапан состоит из сварного щита с отверстием, ко-торое закрывается крышкой. На щите закреплен электромагнит, сто-пор, конечный выключатель и ограничитель предельного положения открытой крышки. Стопор должен надежно удерживать крышку в за-крытом положении и освобождать при срабатывании электромагнита. Предел огнестойкости дымовых клапанов, применяемых в коридорах и холлах, должен быть не менее EI 30.

Таблица 5.4 Установочные размеры, мм Обозначение

клапана

Площадь проходного сечения, м2 длина высота ширина

Предел огнестойкости

КПДШГ – 25 0,25 750 500 EI 60 КПДШВ – 25 0,25 500 750 EI 60 КПДШК – 25 0,25 600 600 EI 60 КПДШК – 30 0,30 650 650 EI 60 КПДШЕ – 35 0,35 700 700 EI 60 КПДШВ – 40 0,40 750 750

140

EI 60

Примечание. Тип привода для открытия клапана: электрический, автоматический; для закрытия – ручной. Напряжение сети – 220 В; время срабатывания – 1 с.

Площадь проходного сечения клапана рекомендуется определять по массовой скорости дыма – νρ = 7…10 кг/(с⋅м2):

АК = G \ νρ. (5.18)

Тогда фактическая скорость движения потока в клапане составит νρ= G/АК, а динамическое давление потока (РV) определяется по фор-муле:

РV = νρ2/2·ρ, (5.19)

где ρ – плотность продуктов горения, кг\м3.

Потери давления в дымовом клапане, Па, рекомендуется опреде-лять по формуле:

186

∆РК = Ктк·(ξ1+ ξ2)·РV, (5.20)

где ξ1 – коэффициент сопротивления входа в дымовой клапан и далее в дымовую шахту: с коленом 900 принимается равным 2,2; для клапа-нов, образующих при входе в шахту колено под углом 450, рекоменду-ется принимать ξ1 = 1,32; ξ2 – коэффициент сопротивления присоединения дымового клапана к шахте или к ответвлению определяется по расчету; для непосредст-венного присоединения клапана типа КПДШ к стенке шахты рекомен-дуется принимать ξ2 = 0,3; а для клапана КПД – 5 и КЭ – 1 ξ2 = 0,2; Ктк – поправочный коэффициент для коэффициента местных сопро-тивлений, являющийся отношением плотности поступающего в сеть или перемещаемого по ней газа к плотности воздуха (ρВ=1,2 кг\м3) с по-правкой на загрязненность дыма 1,3. Коэффициент Ктк принимается по табл.5.5.

Таблица 5.5 Температура удаляемой среды, °С Ктк Ктρ

300 0,66 9,6 450 0,55 8,0 600 0,45 6,45

Неплотность притворов дымового клапана определяется расхо-дом воздуха, просасываемого через закрытый клапан GК (кг\с) должна приниматься по данным завода–изготовителя, но не должна превы-шать нормативной величины:

GК = 0,0112· (АК ·∆РА) 0,5 , (5.21)

где АК – площадь проходного сечения клапана, м2; ∆РА – разность давлений по обе стороны клапана, Па. Общие потери давления ∆РА на первом участке системы при выбранной площади про-ходного сечения клапана (АК,м2) определяются как сумма потерь дав-ления на дымовом клапане и воздуховоде между дымовыми клапанами на первом и втором этажах. Для первого участка ∆РА =∆РК+∆РШ.

Неплотность клапанов рассчитается для всех клапанов, следую-щих за открытым.

Системы с дымовыми шахтами и воздуховодами из стальных листов, выполненных на сварке сплошным плотным швом, следует, как правило, употреблять для производственных, общественных и админи-стративно–бытовых зданий. Плотность этих шахт и воздуховодов сле-дует учитывать по классу «П». Для жилых зданий принимают шахты из строительных материалов (бетон, кирпич), плотность которых должна быть не ниже класса «Н». Предел огнестойкости шахт дымоудаления,

187

предназначенных для удаления дыма из коридоров и холлов, прини-мается не менее EI 30.

Площадь поперечного сечения шахты подбирается по аналогии с клапаном по формуле (5.18). Если площадь шахты (АШ) не соответст-вует площади клапана (АК), то скорость потока и динамическое давле-ние необходимо пересчитать по формуле (5.19). При каждом после-дующем изменении площади поперечного сечения шахты параметры потока необходимо пересчитывать.

Потери давления в ответвлениях к дымовому клапану, в шахтах или воздуховодах, Па. Рекомендуется определять по формуле:

∆РШ = Ктρ·Н · Км ·l , (5.22)

где Ктρ – коэффициент трения. Величина коэффициента определяется в зависимости от температуры дыма по табл.5.5. Н – потери давления на трение, кг\м2. Определяется по табл.5.6. Для промежуточных значений площади поперечного сечения шахт исполь-зуется метод интерполяции, для значений, находящихся за пределами установленного в таблице интервала – метод экстраполяции. Км – коэффициент материала воздуховодов, равный:

− 1,7 – для бетона и шлакобетона; − 2,1 – для кирпича; − 1,0 – для стальных воздуховодов.

l – длина, м.

Далее расчет проводится поэлементно по аналогии путем после-довательного расчета всех участков с использованием формул (5.14 - 5.17).

Плотность удаляемой среды на каждом из участков определяется по формуле:

ρi = (Gi–1 + GK)/(Gi–1/ρi–1 + GK/1,2), (5.23)

общие потери давления – по формуле:

∆Pi = ∆Pi–1 + ∆PШ·0,61/ρi + ξ3·РVi , (5.24)

где Gi–1, GК – расход газов на предыдущем участке и расход подсасы-ваемого воздуха, кг/с; ρi–1; ρi – плотность удаляемой среды на предыдущем и на данном уча-стке, кг/м3; ∆Pi–1; ∆Pi – потери давления на предыдущем и на данном участке, Па; ξ3 – коэффициент сопротивления проходу у закрытого дымового кла-пана, принимаемый 0,23; ∆PШ – потери давления на участке определяемый по формуле (5.22); РVi – динамическое давление на участке, Па.

188

Таблица 5.6 Потери давления на трение

Потери давления на трение Н кг\м2 в воздуховодах поперечным сечением, м2

Динамическое давле-ние в воздуховоде

(шахте), Па 0,25 0,35 0,5 0,7 30 0,10 0,09 0,06 0,06 40 0,13 0,11 0,08 0,07 50 0,16 0,14 0,10 0,09 60 0,19 0,17 0,12 0,11 70 0,22 0,19 0,17 0,12 80 0,25 0,22 0,16 0,14 90 0,28 0,24 0,18 0,16

100 0,31 0,27 0,20 0,17 110 0,34 0,29 0,22 0,19 120 0,37 0,32 0,24 0,20 130 0,39 0,34 0,26 0,21 140 0,42 0,37 0,27 0,22 150 0,45 0,39 0,29 0,25 160 0,48 0,41 0,31 0,26 170 0,51 0,45 0,33 0,28 180 0,54 0,47 0,35 0,30 190 0,57 0,49 0.37 0,31 200 0,62 0,54 0,40 0,33

Если для систем удаления дыма из коридоров и холлов применя-ются вертикальные шахты с установленными на них или ответвлениях дымовыми клапанами допускается использование упрощенного расче-та по приведенной ниже методике.

Расход воздуха, подсасываемого через неплотности закрытого клапана на втором этаже (или втором участке системы) GК (кг\с) опре-деляется по формуле (5.21). Увеличение плотности смеси дыма и воз-духа (далее – "газов") в дымовой шахте (∆ρ,кг\м3), на один этаж здания или один участок системы определяется по табл.5.7 на основании про-центного отношения расхода воздуха, просасываемого через закрытый дымовой клапан GК к расчетному расходу дыма G:

∆ρ =φ(100% · Gк\G). (5.25)

Таблица 5.7 Gk\G ,% 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 ∆ρ,кг\м3 0,01 0,009 0,0084 0,0078 0,0072 0,0066 0,0061 0,0055 0,0049

Для упрощения допускается в системах с типовым расположени-

ем клапанов на всех этажах переходить после первого участка сразу к

189

устью шахты. Плотность газов в устье (верхнем конце) шахты или воз-духовода ρУ и расход газов в устье шахты или воздуховода Gу опреде-ляются по формулам:

ρУ = 0,61 + ∆ρ·(Nf – 1); (5.26) GУ = 0,81·G ·ρУ / (1 – 0,83·ρУ), (5.27)

где Nf – номер верхнего этажа здания или номер последнего участка системы до вентилятора, на котором установлен дымовой клапан.

По расходу и скорости газов в устье шахты (рекомендуется при-нимать не более 15 кг/(с·м2)) при необходимости уточняется ее попе-речное сечение.

Коэффициент сопротивления всей дымовой шахты или системы (ξу) и потери давления в шахте (∆Pу,Па) определяются по формулам:

ξу = 9,6·Н·Км·l / РVУ + 0,3·Кту·(Nf – 1); (5.28) ∆Pу = 0,5· (РV1 + РVУ)·ξу + ∆PК + ∆PШ, (5.29)

где l – длина шахты или системы, м; РV1, РVУ – динамическое давление на первом участке и в устье шахты, Па; ∆PК, ∆PШ – потери давления на первом и втором участке шахты, Па; Кту = 0,75 – учитывает снижение температуры и увеличение плотности газа; Nf – номер верхнего этажа здания или номер последнего участка сис-темы до вентилятора, на котором установлен дымовой клапан.

Потери давления в воздуховодах, присоединяющих дымовую шахту к вентилятору и после вентилятора ∆PВ определяются по фор-муле:

∆PВ = 9,6·Н·Км·l + ∑ ξ·Кт·РV2, (5.30)

где l – длина участка воздуховода, присоединяющего шахту к вентиля-тору и от вентилятора до среза устройства выброса дымовых газов, м; ∑ξ·РV2 – сумма произведений местных сопротивлений до вентилятора и динамического давления газов на участках до и после вентилятора до выпуска дымовых газов в атмосферу, Па.

Подсосы воздуха через неплотности конструкции шахты и возду-ховодов до вентилятора (Gn,кг/с), определяются по суммарному сопро-тивлению сети до вентилятора, ∆Pс = ∆Pу + ∆Pв по формуле (5.31), а до-полнительные подсосы воздуха через неплотно закрытые дымовые клапаны учитываются в размере 10% от расхода воздуха, поступающе-го в шахту:

190

Gп = Gпп·Pп·lп + Gпн·Pн·lн + 0,1·(Gу – G), (5.31)

где Gпп – удельный подсос воздуха через неплотности шахты и возду-ховодов из стальных листов, соединенных сплошным плотным швом. Такую же плотность могут иметь шахты из монолитного бетона или по-лых блоков при наличии не более трех уплотненных стыков на этаже. Gпп рекомендуется принимать по табл.5.8, по классу "П"; Gпн – удельный подсос воздуха через неплотности шахт из плит или кирпича и других материалов, рекомендуется принимать по табл.5.8, по классу "Н"; Pн, Pп – периметр внутреннего поперечного сечения шахт и воздухово-дов соответственно классов "Н" и "П", м; lн, lп – длина шахт и воздуховодов соответственно классов "Н" и "П", м.

Таблица 5.8 Поступление воздуха через неплотности систем дымоудаления

Отрицательное статическое давление в месте присоединения воздуховодов к вентилятору, Па

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Класс возду-ховода Удельный расход воздуха внутренней поверхности воздуховода,

Gп·103 кг/(с·м2) П 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,0 Н 1,2 1,9 2,5 3,1 3,6 4,0 4,5 4,8 5,4 5,7 6,0 Примечание. Для воздуховодов с прямоугольным сечением вво-

дится коэффициент 1,1.

Таким образом, общий расход газов перед вентилятором соста-вит:

Gсум = Gу + Gп , (5.32)

По сравнению с ранее рассчитанным расход Gу возрос в К=Gсум/Gу

раз, и следовательно суммарные потери давления (∆Pcум,Па) на всасы-вании возрастут в К1=(1+К2)/2 раз и составят:

∆Pcум = (∆PУ + ∆PВ)·К1. (5.33)

Плотность и температура газов перед вентилятором, кг/м3 опре-деляются по формулам:

ρсум = Gсум/[G/0,61 + (Gcум – G)/1,2]; (5.34) tсум = (353 – 273·ρсум)/ρсум. (5.35)

Естественное давление за счет разности удельных весов наруж-ного воздуха и газов ∆PЕВ (Па), определяется для теплого периода года по формуле (5.36) и учитывается со знаком минус:

191

∆PЕВ = h· (γн – γс,г) + hв· (γн – γг), (5.36)

где h – высота дымовой шахты от оси дымового клапана на первом (нижнем) этаже до оси вентилятора, м; hв – расстояние по вертикали от оси вентилятора до выпуска газов в атмосферу, м; γн = 3463/(273 + tн) – удельный вес наружного воздуха, Н/м3; tн – температура наружного воздуха в теплый период года, °C; γс,г = 4,9·(ρв+0,61) – средний удельный вес газов до вентилятора, Н/м3; γг = 9,81·ρсум – удельный вес газов до вентилятора, Н/м3; ρсум – плотность газов перед вентилятором, определяемая по формуле (5.34).

Потери давления, на которые должна быть рассчитана мощность, потребляемая вентилятором (Па), определяются по формуле:

∆PВЕНТ = ∆Pсум – ∆PЕВ. (5.37)

Выбор вентилятора по производительности, м3/ч и по условным потерям давления, Па, приведенным к плотности стандартного воздуха производится по формулам:

Lв = 3600·Gсум/ρсум; (5.38) ∆Pус = 1,2·∆Pв/ρв. (5.39)

Удаление дыма должно производится радиальными вентилято-рами, пригодными для работы, в течение времени, необходимого для эвакуации людей, но не менее 0,75 часа.

Выброс дыма в атмосферу следует предусматривать через трубы без зонтов на высоте не менее 2 метров от кровли из горючих или трудногорючих материалов. Допускается выброс на меньшей высоте с защитой кровли на расстоянии не менее 2 м от края выбросного отвер-стия. Следует предусматривать установку обратных клапанов у венти-лятора. Мягкую вставку у вентилятора допускается выполнять из не-сгораемой ткани, например из фольгированной стеклоткани.

В конце расчета получается общий расход газов и искомые поте-ри давления в шахте.

§§55..33.. Дымовые клапаны и шахты Из примыкающей к окнам зоны шириной менее 15м допускается

удалять дым через оконные фрамуги (створки), низ которых находится на уровне не менее чем на 2,2 м от пола. Вместе с тем, применение фрамуг в окнах для дымоудаления, как правило, не эффективно, т.к. защитить фрамуги от задувания ветром трудно или практически невоз-можно. Ветер может опрокинуть тягу через фрамуги, и вместо удале-

192

ния дыма из помещения он будет вдавливаться в соседние помещения и коридор. Пользоваться фрамугами для дымоудаления можно в мест-ностях, где расчетная скорость ветра на превышает 1 м/с или где фра-муги надежно защищены от задувания соседними зданиями или строе-ниями.

Площадь поперечного сечения дымовых шахт или площадь от-крывающихся фрамуг (Аш, м2) окон и фонарей, определяется по фор-муле:

Аш = G/Gш, (5.40)

где G – расчетный расход дыма для помещений, резервуаров дыма и дымовых зон площадью 1600 м2 и менее, кг/ч; Gш – расход дыма на 1 м2 площади поперечного сечения дымовой шах-ты или полной площади фрамуг (створок) фонарей или окон, кг/(м2·c).

Рис. 5.6. Схема для расчета дыма и дымовой шахты:

h0 – расчетное расстояние границы дыма от оси двери эвакуационного выхода; Нg – высота двери; Н – высота здания, м; НШ – расчетная

высота шахты, м Удельный расход дыма на 1 м2 площади поперечного сечения

дымовых шахт с дефлекторами для любых населенных пунктов и пло-щади открывающихся фрамуг, створок светоаэрационных и других не задуваемых фонарей и окон в наружных стенах зданий для пунктов с расчетной скоростью ветра v < 1м/с следует определять по формуле (5.41) или по табл. 5.10:

00

00

193

Gш = Кш· (ΔРш·ρ) 0,5, (5.41)

где Кш – расчетный коэффициент, принимаемый по табл.5.9; ΔРш – расчетное давление, создаваемое за счет разности удельных ве-сов наружного воздуха и дыма Па; ρ – плотность дыма, кг/м3.

Таблица 5.9 Вид устройства Форма устройства Угол открывания,◦ Кш дымовая шахта с дефлектором - - 1,16

30 0,48 45 0,65 с ленточным

открыванием 60 0,79 30 0,63 45 0,79

верхнеподвес-ные фрамуги прямоугольные с соот-

ношением сторон1:1,5 и отдельным открыванием 60 0,89

Расчетное давление, создаваемое за счет разности удельных ве-

сов наружного воздуха и дыма, определяется по формуле:

ΔРш = (γн – γ)·Нш, (5.41)

где Нш – расчетная высота м, определяемой по рис.5.6; γн = 3463/(273 + tн) – удельный вес наружного воздуха, Н/м3; tн – температура наружного воздуха в теплый период года, °C; γ – удельный вес дыма, Н/м3.

Дымовые клапаны, фрамуги (створки) и другие открывающиеся устройства шахт, фонарей и окон, предназначенные или используемые для противодымной защиты должны иметь автоматическое, дистанци-онное и ручное управление (в месте их установки), причем пускатель дистанционного управления (кнопка, ключ, и др.) следует размещать на выходе из помещения.

Дымовые клапаны должны быть изготовлены из негорючих мате-риалов и иметь предел огнестойкости EI30. Допускается применять дымовые клапаны с ненормированным пределом огнестойкости для систем, обслуживающих одно помещение.

Дым следует выбрасывать в атмосферу на высоте не менее 2 м от кровли из горючих или трудногорючих материалов; допускается вы-брос дыма на меньшей высоте при защите кровли от возгорания него-рючими материалами на расстоянии 2 м от края выбросного отверстия. Над шахтами, при естественном побуждении, следует предусматри-вать установку дефлекторов.

194


5.4.1. Расчет противодымной вентиляции высотного здания Рассчитать систему противодымной вентиляции для 20 этажного

жилого здания. Длина коридоров 30 м. Температура в тёплый период года 35°С. Ширина большей створки двери 0,9 м. Высота двери 2 м. Высота этажа 3 м.

Поскольку длина коридора, которая может обслуживаться одним дымоприемным устройством, составляет 30 м, то для здания проекти-руется вертикальная шахта с расположением на каждом этаже одного дымового клапана. Поскольку удаление продуктов горения предусмот-рено из коридоров, то предел огнестойкости дымовой шахты и дымово-го клапана принимается EI30. Расчетная схема приведена на рис.5.7. Шахта принимается из серийных железобетонных блоков. Вентилятор располагается на техническом этаже и соединяется с шахтой металли-ческими воздуховодами. Выброс дыма проектируется на высоте не ме-нее 2 м от кровли.

Рис. 5.7. Расчетная схема Расход дыма, подлежащего удалению из коридора определяется

по формуле (5.3):

G = 0,950·B·n·Hд1,5 = 0,950·0,9·0,82·21,5 = 1,98 кг/с,

где В =0,9 м – ширина большей части из открываемых створок дверей при выходе из коридора или холла к лестничным клеткам или наружу;

G

GК

GП

∆РК

∆РШ

∆РВ ∆РУ

195

n=0,82 – коэффициент, зависящий от общей ширины больших створок дверей, открываемых при пожаре из коридора на лестничные клетки или наружу (по табл. 5.1); Нд = 2,0 м – высота двери.

По таблице 5.3 принимаются харакетристики удаляемой среды: − температура удаляемой среды - 300°С; − удельный вес - 6 Н\м3; − плотность дыма - 0,61 кг\м3.

Площадь проходного сечения клапана определяется по массовой скорости дыма – νρ = 7…10 кг/(с⋅м2) по формуле (5.18):

АК = G / νρ = 1,98/10= 0,198 м2.

В установке принимается дымовой клапан КПД–5 со свободным проходным сечением 0,2 м2. Массовая скорость дыма в клапане соста-вит:

νp = G/Ak = 1,98/0,2 = 9,9 кг/м2·с.

а динамическое давление потока определяется по формуле (5.19):

Pv = νρ2/2·ρ = 9,92/2·0,61 =80,3 Па.

Потери давления в дымовом клапане, Па, определяется по фор-муле (5.20):

ΔPk = Kтк·(ξ1 + ξ2)·Рv = 0,66·(1,32 + 0,2)·80,5 Па,

где ξ1 = 1,32 – коэффициент сопротивления входа в дымовой клапан и далее в дымовую шахту: для клапанов, образующих при входе в шахту колено под углом 45°, рекомендуется принимать; ξ2 = 0,2– коэффициент сопротивления присоединения дымового клапа-на к шахте или к ответвлению определяется по расчёту (для клапана КПД–5); Ктк= 0,66 – поправочный коэффициент местных сопротивлений, прини-мается по табл. 5.5.

В расчете принимается дымовая шахта сечением 0,25 м2. Массо-вая скорость в сечении шахты на первом участке составит:

νp = G/AШ = 1,98/0,25 = 7,92 кг/с·м2.

Скоростное давление на первом участке –

Рv = 7,922/2·0,61 = 51,4 Па.

196

Потери давления в ответвлениях к дымовому клапану определя-ем по формуле (5.22):

ΔРш = Ктр·Н·Км·l = 9,6·0,164·1,7·3 = 8,03 Па,

где КТР =9,6 – коэффициент трения. Величина коэффициент определя-ется в зависимости от температуры дыма по таблице 5.5; Н =0,164 кг\м2 – потери давления на трение. Определяется по таблице 5.6 используя метод интерполяции; Км = 1,7 – коэффициент материала воздуховодов (принят по бетону); l = 3 м – длина участка.

Общие потери на первом участке с учётом потерь давления тре-ние составят:

ΔРА = ΔРК + ΔРШ = 80,6 +8,03 = 88,63 Па.

Расход воздуха через не плотности дымового клапана на втором этаже равен:

Gк = 0,0112·(Ак·ΔРА0,5) = 0,0112·(0,2·88,63)0,5 = 0,047 кг/с,

где Ак – площадь проходного сечения клапана, м2; ΔРА – разность давлений по обе стороны клапана, Па..

Отношение 100 Gк/G = 100·0,047/1,98 = 2,37% и соответствующее ему увеличение плотности смеси газов на один этаж по таблице (5.7):

Δρ = 0,0071 кг/м3.

Плотность смеси газов в устье шахты определяется по формуле (5.26):

ρу = 0,61 + Δρ·(Nf - 1) = 0,61 +0,0071·(20 - 1) = 0,7449 кг/м3.

где Nf = 20 – номер верхнего этажа здания или номер последнего участ-ка системы до вентилятора, на котором установлен дымовой клапан.

Расход газов в устье шахт по формуле:

Gy =0,81·G·ρy/(1 – 0,83·ρy ) = = 0,81 ·1,98·0,7449/(1 – 0,83·0,7449) = 3,13 кг/с.

Массовая скорость газов в устье шахты Vp = 3,13/0,25 = 12,52, а ди-намическое давление потока 128,5 Па.

По формуле (5.28) определяется коэффициент сопротивления шахты начиная со второго участка до устья:

ξу = 9,6·Н·Км·l/hду + 0,3·Кду·(Nf - 1) = 9,6·0,164·1,7·60/128,5 + 0,3·0,75·(20 - 1) = 5,525;

и по формуле (5.29) потери давления в шахте:

197

ΔРу = 0,5·(Рv1 + Pv y)·ξу + ΔРк +ΔРш = = 0,5·(51,4 + 128,5)·5,525+80,6 +8,03 = 585,6 Па.

где l = 60 м – длина шахты; Рv1, Pv y – динамическое давление на первом участке и в устье шахты, Па; ΔРк, ΔРш – потери давления в клапане и первом участке шахты, Па; Кту = 0,75 – учитывает снижение температуры и увеличивает плотности газа; Nf = 20 – номер верхнего этажа здания или номер последнего участка системы до вентилятора, на котором установлен дымовой клапан.

Потери давления в воздуховодах, присоединяющих дымовую шахту к вентилятору и после вентилятора ∆PВ определяются по фор-муле (5.30):

∆PВ = 9,6·Н·Км·l + ∑ ξ·Кт·РV2= 9,6·0,39·1·4 + 1,88 ·128,5=256,5 Па ,

где КТР =9,6 – коэффициент трения. Величина коэффициент определя-ется в зависимости от температуры дыма по таблице 5.5; Н =0,39 кг\м2 – потери давления на трение. Определяется по таблице 5.6. используя метод интерполяции; Км = 1 – коэффициент материала воздуховодов (принят по металлу); l = 4 м – длина участка воздуховода, присоединяющего шахту к венти-лятору и от вентилятора до среза устройства выброса дымовых газов; РV2 =128,5 Па динамическое давление на участке; ∑ ξ·Кт =1,88– сумма произведений местных сопротивлений на участках до и после вентилятора до выпуска дымовых газов в атмосферу.

Подсосы воздуха через не плотности шахты определяются по формуле (5.31):

Gп = Gпп·Рп·lп + Gпн·Рн·lн + 0,1·(Gу - G) = = 0,0025·1,1·2,0·60+ 0,0008·1,1·2,0·4 + 0,1·(3,13 – 1,98) = 0,450 кг/с,

где Gпп = 1,1·0,0008 кг/(с·м2) – удельный подсос воздуха через не плот-ности воздуховодов. Принимается по таблице 5.8 по классу "П"; Gпн = 1,1·0,00250 кг/(с·м2) – удельный подсос воздуха через не плотности шахты. Принимается по таблице 5.8 по классу "Н"; Рн = Рп = 2 м – периметр внутреннего поперечного сечения шахт и воз-духоводов; lн = 60 м длина шахты; lп = 4 м – длина воздуховодов.

Удельные поступления воздуха через не плотности шахты приня-ты с поправкой 1,1 на их прямоугольное сечение.

198

Общий расход газов составит:

Gсум = Gу + Gп = 3,13 + 0,45 = 3,58 кг/с; К=Gсум/Gу=1,14.

Увеличение расхода газов в

К1 = (1 + К2)/2 = (1 + 1,142)/2 = 1,15 раза.

Общие потери давления составят по формуле (5.33): ∆Pcум = (∆PУ + ∆PВ)·К1= (585,6 + 256,5)·1,15=968,5 Па.

Плотность газов перед вентилятором по формуле (5.34):

ρсум=Gсум/[G/0,61+(Gсум-G)/1,2] =3,58/[1,98/0,61+(3,58–1,98)/1,2]=0,78 кг/м3.

Температура газов по формуле (5.35):

tсум = (353 – 273·ρсум)/ρсум = (353 - 273·0,78)/0,78 = 179°С.

Естественное давление газов при суммарной высоте шахты до вентилятора 60 м, после вентилятора - 4 м, при удельном весе наруж-ного воздуха 3463/(273 +25) = 11,62 Н/м3 и газов 0,78·9,81 = 7,65 Н/м3 оп-ределяется по формуле (5.36):

ΔРЕВ = h·(γн – γc,r) + hв·( γн – γr) = = 60·(11,62 – (6 + 6,97)·0,5) + 4·(11,62 – 7,65) =324 Па

Потери давления, на которые должна быть рассчитана мощность, потребляемая вентилятором по статическому давлению, определяем по формуле (5.37):

ΔРВЕНТ = ΔРсум – ΔРЕВ = 968,5 – 324 = 644,5 Па.

Расход (производительность), на которую должен быть рассчитан вентилятор, определяется по формуле (5.38):

Lв = 3600·Gсум/ρсум = 3600·3,58/0,78 = 16,523 тыс.м3/ч.

Условное статическое давление составит:

ΔРус = 1,2· ΔРВЕНТ /ρв = 1,2·644,5 /0,78 = 992 Па.

Таким образом, шахта дымоудаления должна иметь поперечное сечение 0,25 м2. На шахте поэтажно устанавливается 20 клапанов КПД–5 с поперечным сечением 0,2 м2. Для системы принимается ради-альный вентилятор ВР-80-75-10 ДУ.

199

5.4.3. Расчет дымового клапана Производственное помещение расположено во внутренней части

одноэтажного здания и имеет размеры 18×35×3,5 м. Помещение пред-назначено для обработки твердых горючих материалов и не оборудо-вано системами автоматического пожаротушения.

Площадь помещения A=630 м2. Поскольку помещение имеет пло-щадь менее 1600 м2 , то нет необходимости его делить его на резер-вуары дыма.

Периметр очага потенциального пожара определяется по форму-ле (5.2):

Pf = 0,38·A0,5 = 0,38 · 6300,5 = 9,5 м.

Расчётный расход дыма определяется по формуле (5.5):

G = 0,19·Pf·Y1.5·Kес =0,19·9,5·2,51.5·1 =7,13 кг/с,

где Y =2,5 м – уровень нижней границы дыма; Kес =1– коэффициент для систем с естественным побуждением при ту-шении пожара спринклерной системой.


Расчётное давление, создаваемое за счёт разности удельных ве-сов воздуха и дыма, определяется по формуле (5.41):

∆Pш = (γн – γ) ·Hш = (11,2 – 5)·3 = 18,6 Па,

где Hш = hэт–2,5+2 = 3,5 – 2,5 +2 = 3 м – расчётная высота м, определяе-мой по рис.5.6; γн = 3463/(273+tн) = 3463/(273+35)=11,2 Н/м3 – удельный вес наружного воздуха; tн= 35°С – температура наружного воздуха в тёплый период года; γ = 5 Н/м3 – удельный вес дыма.

Расход дыма на 1 м2 площади сечения дымовой шахты определя-

ем по формуле (5.41):

Gш = Kш·(∆Pш· ρ)0,5= 1,16·(18,6·0,51)0,5 = 3,57 кг/(м2·с),

где Kш = 1,16– расчётный коэффициент, принимаемый по табл.5.9; ∆Pш= 18,6 Па – расчётное давление, создаваемое за счёт разности удельных весов наружного воздуха и дыма;

200

ρ = 0,51 кг/м3– плотность дыма.

Площадь поперечного сечения дымовой шахты определяется по формуле (5.40):

Aш = G/Gш = 7,13/3,57 = 2 м2.

где G – расчётный расход дыма для помещения, кг/с. Gш – расход дыма на 1 м2 площади поперечного сечения дымовой шах-ты, кг/( м2·с).

Для удаления дыма из помещения следует установить шесть ды-мовых клапанов типа КПДШЕ – 35 с площадью проходного сечения 0,35 м2.

5.4.4. Расчет фрамуг для целей дымоудаления

Складское помещение для хранения спиртов имеет размеры 18×30×3,5 м. Помещение оборудовано системой автоматического спринклерного пожаротушения.

Площадь помещения A=540 м2. Поскольку помещение имеет пло-щадь менее 1600 м2 , то нет необходимости его делить его на резер-вуары дыма.

Периметр очага потенциального пожара принимается Pf = 12 м, так помещение оборудовано системой автоматического спринклерного пожаротушения.

Расчётный расход дыма определяется по формуле (5.5):

G = 0,19·Pf·Y1.5·Kес =0,19·12·2,51.5·1,2 =10,8 кг/с,

где Y =2,5 м – уровень нижней границы дыма; Kес =1,2– коэффициент для систем с естественным побуждением при тушении пожара спринклерной системой.


Для удаления дыма используются фрамуги, низ которых начина-ется с отметки 2,2 м. Фрамуги имеют высоту 1,2 м.

Расчётное давление, создаваемое за счёт разности удельных ве-сов воздуха и дыма, определяется по формуле (5.41):

201

∆Pш = (γн – γ) ·Hш = (11,2 – 4)·0,6 = 4,32 Па,

где Hш = 0,6 м – расчётная высота м, определяемой по рис.5.6, прини-мается от отметки 2,2 м от пола до геометрического центра фрамуг; γн = 3463/(273+tн) = 3463/(273+35)=11,2 Н/м3 – удельный вес наружного воздуха; tн= 35°С – температура наружного воздуха в тёплый период года; γ = 4 Н/м3 – удельный вес дыма.

Расход дыма на 1 м2 площади сечения дымовой шахты определя-ем по формуле (5.41):

Gш = Kш·(∆Pш· ρ)0,5= 0,79·(4,32·0,41)0,5 = 1,05 кг/(м2·с),

где Kш = 0,79– расчётный коэффициент, принимаемый по табл.5.9 (для ленточных фрамуг с углом открывания 60 градусов; ∆Pш= 4,32 Па – расчётное давление, создаваемое за счёт разности удельных весов наружного воздуха и дыма; ρ = 0,41 кг/м3– плотность дыма.

Площадь поперечного сечения дымовой шахты определяется по формуле (5.40):

Aш = G/Gш = 10,8/1,05 = 10,29 м2.

где G – расчётный расход дыма для помещения, кг/с. Gш – расход дыма на 1 м2 площади поперечного сечения дымовой шах-ты, кг/( м2·с).

Для удаления дыма из помещения следует равномерно размес-тить в помещении установить семь фрамуг с площадью проходного се-чения 1,5 м2.

§§55..55.. Индивидуальные задания Условие. Рассчитать параметры системы противодымной вентиляции зда-

ния повышенной этажности. Исходные данные. Исходные данные приведены в табл. 3.11, 3.12.

202

Таблица 5.10

Параметры здания

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки Наименование параметра 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Вид здания О Ж А Ж О А Ж О А Ж Количество людей на этаже 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Высота дверного полотна на путях эвакуации, м 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 Ширина дверного полотна на путях эвакуации, м 0,6 0,8 0,9 0,8 0,6 0,8 0,9 0,6 0,9 0,8 Длина коридора, м 15 20 25 30 35 40 45 50 30 10

Примечание. Обозначения, принятые в таблице О, Ж, А соответствен-но общественное, жилое, административное здание.

Таблица 5.11

Количество этажей

Последняя цифра года выдачи задания Две последние цифры номера зачетной книжки 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

00 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 01 20 21 22 23 24 25 26 10 11 12 02 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 03 23 24 25 26 10 11 12 13 14 15 04 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 05 26 10 11 12 13 14 19 20 17 18 06 15 16 17 26 10 11 12 13 18 19 07 25 26 10 19 20 21 22 23 11 12 08 18 19 20 12 13 14 19 18 21 12 09 26 10 11 17 18 19 17 11 19 20 10 15 16 17 10 11 12 10 21 12 13 11 25 26 10 19 20 21 22 14 22 23 12 17 25 20 12 13 14 19 11 19 13 13 23 24 11 17 11 12 10 21 12 23 14 16 17 18 19 20 21 22 14 22 20 15 26 10 11 12 13 14 19 11 22 13 16 19 20 21 22 18 19 20 21 19 23 17 25 20 12 12 13 14 14 19 20 21 18 20 11 17 17 11 12 11 12 13 14 19 13 10 11 17 10 19 20 21 22 26

203

РАЗДЕЛ 66

ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТНОЙ

ДОКУМЕНТАЦИИ


6.1.1. Общие сведения о проектной документации. Проектная документация состоит из пояснительной записки, ра-

бочих чертежей и смет. Пояснительная записка содержит описание и обоснование принятых в проекте решений, а также технико-экономические показатели зданий, сооружений и их комплексов, срав-нение разрабатываемых вариантов. Рабочие чертежи представляют собой графическую часть проекта, содержащую данные о возводимых зданиях, а также о конструктивных особенностях этих зданий и их час-тей. Сметная документация предназначена для определения стоимо-сти строительства и используется при планировании, финансировании, контроле фактических расходов и при расчетах между заказчиками и подрядчиками. Документация, в которой стоимость строительства оп-ределена по укрупненным показателям, называется сметным расче-том. Подсчет стоимости по более дробным показателям, например, по объектам отдельных конструктивных элементов, называется сметой.

Строительные чертежи (СЧ) отличаются большим разнообрази-ем. Содержание СЧ, их оформление, применяемые масштабы, услов-ные изображения и обозначения зависят от вида строительного объек-та, изображаемого на этих чертежах, от применяемых для этого объек-та строительных материалов, от назначения чертежей, стадии проек-тирования и т.д.

В зависимости от вида изображаемых объектов строительные чертежи называются:

- архитектурно-строительные - чертежи жилых, общественных и производственных зданий;

- инженерно-строительными - чертежи инженерных сооружений: мостов, железных и шоссейных дорог, гидротехнических сооружений, тоннелей, эстакад и т.д.;

- топографическими - чертежи земной поверхности, изображаю-щие рельеф местности, ситуацию.

204

По назначению СЧ подразделяются на: - чертежи строительных изделий, по которым на заводах строи-

тельной индустрии изготавливают отдельные части зданий и сооруже-ний;

- строительно-монтажные чертежи, по которым на строитель-ных площадках осуществляются монтаж и возведение зданий и соору-жений.

Проект для промышленных объектов состоит из следующих час-тей:

- экономической; - технологической; - энергетической; - архитектурно-строительной; - санитарно-технической; - генерального плана. Технический проект на строительство гражданского комплекса со-

ставляется аналогично, но с иным содержанием, поскольку технологи-ческая часть отсутствует.

Рабочие строительные чертежи разделяются на отдельные части в соответствии с ГОСТ 21.101-93: Генеральный план и сооружения транспорта ГТ Генеральный план ГП Архитектурно-строительные решения АС При разделении основного комплекта АС:

- архитектурные решения АР - конструкции металлические КМ - конструкции деревянные КД - конструкции железобетонные КЖ - интерьеры АИ

Конструкции металлические деталировочные КМДВнутренние водопровод и канализация ВК Наружные сети водоснабжения и канализации НВК Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха ОВ Теплоснабжение ТС Газоснабжение. Внутренние устройства ГСВ Газоснабжение. Наружные газопроводы ГСН Электроснабжение. Подстанции ЭП Линии электропередач воздушные. ЭВ Линии электропередач кабельные ЭК Молниезащита и заземление ЭГ Электроосвещение внутреннее ЭО Электроосвещение наружное ЭН Электрооборудование силовое ЭМ Технология производства ТХ

205

Технологические коммуникации ТК Автоматизация А ... Пожаротушение ПТ

Марка состоит из заглавных начальных букв названия данной части проекта. Марка, проставленная на чертеже, состоит из буквенно-го обозначения, показывающего к какому комплекту рабочих чертежей проекта относится данный лист, и его порядкового номера. Например, марка АС-6 означает, что данный лист относится к комплекту рабочих чертежей "Архитектурно-строительные решения" и его порядковый но-мер 6; марка КЖ-11 - комплект рабочих чертежей "Конструкции желе-зобетонные", лист 11.

Масштабы чертежей выбирают в соответствии с ГОСТ 2.302-68. АСЧ (рабочие) жилых и общественных зданий выполняют в сле-

дующих масштабах: Планы этажей, подвала, фундаментов и кровли, фасады зданий, монтажные планы этажей и пе-рекрытий

1:100, 1:200

Разрезы, планы секций, фрагменты планов и фа-садов

1:50, 1,:100

Рабочие чертежи промышленных зданий выполняют в следую-щих масштабах: Планы этажей, размеры, фасады зданий, планы кровли и полов

1:200, 1:400

Планы надземных конструкций, планы вспомога-тельных помещений, схемы расположения пере-городок и заполнение оконных проемов

1:100, 1:200

Фрагменты планов, разрезов, фасадов 1:50, 1:100 Изделия и узлы 1:10, 1:20

6.1.2. Экспертиза проектных материалов. Основными целями экспертизы проектных материалов являются:

выявление возможных нарушений требований пожарной безопасности и разработка мероприятий, направленных на их устранение.

Весь процесс рассмотрения проектных материалов можно разде-лить на следующие этапы:

− подготовка к рассмотрению проектных материалов; − рассмотрение проектных материалов; − оформление отчетного материала; − контроль за устранением выявленных нарушений. Подготовка к рассмотрению проектных материалов включает в

себя: − подбор соответствующих нормативных документов и ознакомле-

ние с ними;

206

− изучение специфических вопросов (например: категории поме-щений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности);

− предварительное ознакомление с проектными материалами. На втором этапе в определенной последовательности рассмат-

ривают проектные материалы, выявляются допущенные в них наруше-ния противопожарных норм. При работе с проектными материалами должна соблюдаться определенная последовательность при которой каждый предыдущий этап работы следует рассматривать как подгото-вительную стадию для последующих. Рассмотрение проектов целесо-образно вести в следующей последовательности: технологическая часть, архитектурно-стрительная часть, чертежи систем инженерного оборудования и технических средств противопожарной защиты, черте-жи генерального плана.

Основным методом выявления нарушений пожарной безо-пасности при проектировании является метод сопоставления.

Сущность этого метода заключается в сопоставлении проектных решений с противопожарными требованиями норм и правил и, на ос-новании, которого, делается вывод о соответствии (или несоответст-вии). Во многих случаях это сопоставление может быть выражено конк-ретными количественными показателями, а в ряде случаев оно носит лишь качественный характер. Например, при экспертизе эвакуацион-ных путей и выходов обеспечение помещений и зданий эвакуацион-ных выходами является качественной оценкой, а минимальная, мак-симальная и суммарная их ширина - количественной оценкой.

Разработку каждого блока необходимо проводить в следующей последовательности:

− определение заложенных в проекте решений по обеспечению его противопожарной защиты;

− определение требований, изложенных в нормативных докумен-тах;

− сравнительный анализ с промежуточными выводами. Все проверяемые элементы и технические решения заносятся в

таблицы экспертизы установленной формы. Таблица с заполненными графами представляют собой основной исходный материал для про-ведения экспертизы, именуемый частной методикой экспертизы.

Частная методика экспертизы - это письменное изложение (в виде таблицы) порядка экспертизы проекта с учётом специфических особенностей его противопожарной защиты. После каждой таблицы экспертизы делается вывод о соответствии запроектированных ре-шений требованиям пожарной безопасности. Содержание заполняе-мых граф таблиц экспертизы должно быть кратким, но полным. Не ре-комендуется давать ответы типа "да", "нет", "имеется" и т.д., или ста-вить в таблицах прочерки.

207

При отсутствии отдельных проектных материалов делается вы-вод о необходимости их представления и о проведении дополнитель-ной экспертизы.

Экспертиза архитектурно-строительной части проекта для каждо-го здания проводится по следующим направлениям:

− экспертиза основных строительных конструкций; − экспертиза объемно-планировочных решений; − экспертиза противопожарных преград; − экспертиза решений, обеспечивающих безопасную эвакуацию

людей; − экспертиза противовзрывной защиты; − экспертиза противодымной защиты.

§§66..22.. Экспертиза основных строительных конструкций

и материалов

Экспертизу основных строительных конструкций и материалов проводится путем анализа всех нормируемых пожарно-технических ха-рактеристик. Экспертиза проводится в следующей последовательно-сти:

− определение требуемой степени огнестойкости (СО) здания; − определение требуемых пределов огнестойкости (ПО) и классов

пожарной опасности (КПО) строительных конструкций; − определение фактических пределов огнестойкости и классов по-

жарной опасности строительных конструкций; − сравнение фактических ПО и КПО строительных конструкций с

требуемыми и вывод по результатам сравнения; − определение фактической степени огнестойкости здания.

Следует иметь в виду зависимость параметров конструкций от параметров зданий (рис.6.2).

Требуемые параметры здания

Требуемые параметры конструкций

Фактические параметры здания

Фактические параметры конструкций

Рис. 6.2. Схема проверки

Требуемая степень огнестойкости здания определяется по техни-ческому кодексу установившейся практики "Пожарные отсеки" в зави-симости от:

208

− класса функциональной пожарной опасности; − этажности; − площади пожарного отсека (этажа); − категории здания по взрывопожарной и пожарной опасности (для

зданий класса Ф5); − вместимости (для детских дошкольных, зрелищных и культурно-

просветительных зданий); − наличие установок автоматических установок пожаротушения.

Площадь этажа целесообразно определять по пояснительной за-писке, планам этажей, а этажность - по продольному разрезу или фа-садам.

Здания и помещения класса Ф5, а также производственные и складские помещения (в том числе лаборатории и мастерские) в зда-ниях классов Ф1, Ф2, ФЗ и Ф4 категорируются по взрывопожарной и пожарной опасности. Категории определяются на стадии проектирова-ния и при изменении функционального назначения зданий или отдель-ных помещений в процессе их эксплуатации. Для помещений устанав-ливаются категории: А, Б, В1, В2, В3, В4, Г1, Г2 и Д. Расчет категории помещения производится для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из пожаровзрывоопасных свойств и количества находящихся (обращающихся) веществ и материалов, а также особенностей технологических процессов размещаемых в них производств. Здания в зависимости от процентного содержания поме-щений различных категорий и наличия установок автоматического по-жаротушения подразделяются на категории: А, Б, В (В1-В4), Г, Д.

По требуемой степени огнестойкости здания, по табл.2.1 опреде-ляются ПОтр и КПОтр, которые заносят в столбцы 7,8 табл.6.1.

Таблица 6.1 Принято проектом

Требуется по нормам №

п/п

Наименование конструкций и их краткая ха-рактеристика ПОф КПОф

Обос-нование

В здании какой СО

разрешается применять ПОтр КПОтр

Обос-нова-ние

Вы-вод

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

В столбец 2 табл.6.1 заносятся все строительные конструкции, имеющиеся в здании и влияющие на его огнестойкость (по таблице 2.1). В первую очередь подвергаются проверке:

− Несущие элементы. − Самонесущие стены. − Наружные ненесущие стены. − Стены лестничных клеток. − Перекрытия (надподвальные, междуэтажные, чердачные).

209

− Покрытия: несущие элементы (балки, фермы, прогоны, арки) и настилы.

− Элементы лестниц: лестничные площадки, лестничные марши, косоуры, ступени.

К несущим элементам здания относятся конструкции, обеспечи-вающие его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре, - несущие стены, колонны, балки, ригели, фермы, арки, связи, диафрагмы жесткости и т.п.

Предел огнестойкости строительных конструкций может быть оп-ределен с использованием:

− Сертификатов с указанием пределов огнестойкости (для плит по-крытия и перекрытия, несущих и ненесущих стеновых панелей, проти-вопожарных окон, дверей и клапанов).

− Расчетов, проведенных организациями, имеющими лицензию МЧС на осуществление экспертной и консультационной деятельности в области пожарной безопасности).

− Пособия "Пределы огнестойкости строительных конструкций" или аналогичного кодекса установившейся практики.

Пределы огнестойкости заполнения проемов (дверей, ворот, окон и люков) не нормируются, за исключением специально оговоренных случаев, и на степень огнестойкости здания не влияют.

В случаях, когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции указан R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять неза-щищенные стальные конструкции независимо от их фактического пре-дела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестой-кости несущих элементов здания по результатам испытаний составля-ет менее R8.

При использовании пособия параметры строительных конструк-ций определяются по пояснительной записке проекта, планам и разре-зам зданий, планам перекрытий и покрытия, а также по чертежам от-дельных фрагментов и конструкций здания. В ряде случаев, кроме чер-тежей архитектурно-строительной части проекта, необходимо при экс-пертизе использовать каталоги конструкций, деталей и изделий (желе-зобетонных изделий, дверей и др.), на серию и номер которых сделаны ссылки в пояснительной записке или на рабочих чертежах проекта. Как правило, в одном здании применяются однотипные унифицированные конструкции, поэтому нет необходимости проверять их соответствие для каждого отдельного помещения или цеха.

Пределы огнестойкости строительных конструкций зависят от многих факторов, часто характерных лишь для отдельных видов конст-рукций и записываются в столбец 3 табл.6.1.

Фактические пределы огнестойкости стен и перегородок опреде-ляются в зависимости от:

− материала;

210

− толщины; − конструктивного исполнения; − вида; − толщины огнезащитного слоя (для деревянных конструкций).

Пределы огнестойкости колонн и столбов определяются в зави-симости от:

− материала; − размеров поперечного сечения; − способа обогрева; − расстояния до оси арматуры (для железобетонных колонн); − вида; − толщины огнезащитного слоя (для деревянных и металлических

конструкций). Пределы огнестойкости железобетонных балок и ригелей опре-

деляются в зависимости от: − ширины поперечного сечения балки; − расстояния до оси арматуры; − класса арматуры; − ширины ребра балки

При одностороннем обогреве предел огнестойкости балок прини-мается как для железобетонных плит перекрытий и покрытий.

Пределы огнестойкости железобетонных плит перекрытий и покрытий определяются в зависимости от:

− их вида (сплошного сечения, многопустотные, ребристые); − способа опирания (по двум сторонам, по контуру): − вида бетона (тяжёлый или лёгкий); − класса арматуры; − расстояния до оси арматуры.

Расстояние до оси арматуры конструкции определяется как сум-ма толщины защитного слоя бетона и половины диаметра арматуры.

Пределы огнестойкости железобетонных ферм и арок опреде-ляются в зависимости от:

− минимальной ширины поперечного сечения конструктивного эле-мента;

− вида бетона (тяжёлый или лёгкий); − расстояние до оси арматуры; − класса арматуры

Пределы огнестойкости перекрытий по стальным и деревянным балкам, стальных и деревянных ферм, рам арок определяются в за-висимости от:

− материала; − наименьших размеров сечения элементов и узлов; − способа огнезащиты.

211

Следует иметь в виду, что конструкции образующие уклон пола в зальных помещениях, должны иметь такой же предел огнестойкости, что и конструкции перекрытия. При отсутствии данных, предел огне-стойкости для лестничных маршей, площадок и ступеней следует оп-ределять по предельному состоянию R как для плит перекрытия, а для косоуров как для балок и ригелей.

Класс пожарной опасности классификационная характеристика пожарной опасности конструкции, определяемая по результатам стан-дартных испытаний. Без испытаний конструкций допускается устанав-ливать классы их пожарной опасности: К0 - для конструкций, выпол-ненных только из негорючих материалов (НГ); К3 - для конструкций, выполненных только из материалов группы горючести Г4. Таким обра-зом, конструкции из естественных и искусственных каменных материа-лов и металлов имеют класс пожарной опасности К0. Конструкции из древесины, полимеров и других, близких по свойствам, материалов, в общем случае, имеют класс пожарной опасности К3.

После определения фактического предела огнестойкости для ка-ждой конструкции находится область её применения (максимально в здании какой степени огнестойкости допускается ее применение). Дан-ные параметры записываются в столбец 6 табл.6.1. Это необходимо для дальнейшего установления фактической степени огнестойкости здания, которая определяется исходя из самого низшего значения в этом столбце.

После внесения в таблицу экспертизы всех данных о фактических и требуемых параметрах строительных конструкций и делается вывод о соответствии конструкций здания требованиям пожарной безопасно-сти. При этом должны соблюдаться такие условия безопасности:

ПОф ≥ ПО тр

КПОф ≥ КПОтр Анализ соответствия применяемых строительных материалов

производится с учетом проверки соответствия пожарно-технических характеристик поименных строительных материалов нормируемым значениям указанных характеристик. Для строительных материалов учету подлежат:

− горючесть; − воспламеняемость; − распространение пламени по поверхности; − токсичность продуктов горения; − дымообразующая способность.

Для строительных материалов, относящихся к легковоспламе-няемым и горючим жидкостям, дополнительно устанавливаются сле-дующие показатели пожаровзрывоопасности:

− температура вспышки;

212

− температура самовоспламенения; − концентрационные пределы распространения пламени; − способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой,

кислородом воздуха и другими веществами. Следует проверить характеристики строительных материалов

предназначенных для отделки: − наружных стен зданий; − стен и потолков лестничных клеток, вестибюлей холлов и общих

коридоров; − стен и потолков зальных помещений.

Результаты экспертизы оформляются по форме таблицы 6.2.

Таблица 6.2 № п/п Что проверяется

Преду-смотрено в проекте

Требует-ся по нормам

Ссылка на

нормы Вывод

1 2 3 4 5 6

Для конструкций из древесины следует проверять наличие огне-защиты:

− стропил и обрешетки чердачных покрытий зданий (кроме VIII сте-пени огнестойкости);

− деревянного покрытия планшета сцены (эстрады), полов и отдел-ки оркестровой ямы - до подгруппы la;

− колосникового настила и настила рабочих галерей до группы го-рючести не ниже ГЗ.

Экспертиза полов заключается в анализе: − вида полов в рассматриваемом помещении; − необходимости выполнения полов в помещениях из негорючих

материалов; − горючести материала полов в вестибюлях, лифтовых холлах, ле-

стничных клетках; − материала полов в помещениях, в которых производятся, приме-

няются или хранятся легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, го-рючие газы, а также осуществляются технологические процессы с вы-делением горючих пылей;

− соответствия пожарно-технических характеристик материалов полов в общих коридорах (в зданиях I - VII степеней огнестойкости);

− необходимости устройства искронедающих полов в помещениях, в которых производятся, применяются или хранятся легко-воспламеняющиеся и горючие жидкости, горючие газы, а также осуще-ствляются технологические процессы с выделением горючих пылей.

213

Следует обращать внимание на наличие решений для ограниче-ния площадей разлива горючих и легковоспламеняющихся жидкостей необходимо предусматривать вокруг емкостей и технологического обо-рудования с этими веществами бортики, принимая что допустимая площадь разлива определяется из условия тушения локального пожа-ра на этой площади первичными средствами и первыми прибывшими подразделениями пожарной службы, а также с учетом обеспечения безопасной эвакуации людей и ограничения воздействия высоких тем-ператур на соседнее оборудование и строительные конструкции.

При анализе кровель следует учитывать их вид. Для чердачных кровель проверке подлежит:

− применение в чердачных покрытиях конструкций из материалов группы горючести Г3-Г4 для зданий Ι и ΙΙ степеней огнестойкости;

− огнезащитная обработка стропил и обрешетки чердачных покры-тий зданий (кроме VIII степени огнестойкости);

− горючесть водоизоляционного слоя кровли в зданиях с чердаками (за исключением зданий VII и VIII степеней огнестойкости) при устрой-стве стропил и обрешетки из горючих материалов.

Ограничение распространения пожара по рулонным кровлям осуществляется путем устройства защитных посыпок, защитных слоев, защитных покрытий. Для рулонных кровель при наличие защитного слоя проверке подлежит:

− вид гравия; − марка гравия по морозостойкости; − размер зерен гравия; − толщина слоя гравия; − равномерность покрытия поверхности кровли; − применение щебня или колотого гравия; − окраска поверхности стыков рулонных материалов после устрой-

ства кровли горячими или холодными мастиками без устройства за-щитной посыпки;

− группы распространения пламени водоизоляционного слоя кров-ли.

Необходимо определить наличие защитного покрытия: − при устройстве разделительных противопожарных поясов, кото-

рые устраиваются при превышении нормируемой площади кровли; − на участках кровли, примыкающих к установкам с тепловыде-

ляющими и пожароопасными процессами; − на участках кровли, примыкающих к газовым котельным; − на кровлях зданий I - IV степеней огнестойкости класса Ф5 с утеп-

лителем из горючих материалов; − на кровлях пристроено - встроенных участков пониженной этаж-

ности зданий классов Ф1.1 и Ф1.2 при наличии выходов на кровлю и

214

возможности использования кровли при проведении спасательных ра-бот и тушения пожара;

− на кровлях зданий классов Ф1-Ф4 высотой более 50 м. Для защитных покрытий необходимо проверить:

− ширину защитного покрытия; − горючесть и группу распространения пламени материалов защит-

ного покрытия; − пересечение основания под кровлю (в том числе и теплоизоля-

цию), выполненную из материалов групп горючести ГЗ и Г4; В кровлях на основе элементов из металла необходимо прове-

рить:

− горючесть плитных теплоизоляционных материалов в кровлях по несущим металлическим конструкциям с профилированным настилом;

− устройство противопожарного пояса в слое теплоизоляционного материала шириной не менее 0,25 м из негорючего материала в мес-тах примыкания покрытий зданий с применением металлического про-филированного настила и теплоизоляционных материалов групп ГЗ и Г4 к стенам, деформационным швам, стенкам фонарей;

− выполнение комплекса защитных мероприятий по объединению всех металлических элементов в замкнутый контур с устройством за-земления в соответствии с требованиями ПУЭ.

Для фонарей подлежат рассмотрению следующие решения: − допустимость устройства; − обеспечение незадуваемости фонарей; − максимальная длина фонарей; − расстояние между торцами фонарей и между торцом фонаря и

наружной стеной; − равномерность размещения фонарей по площади здания; − материал остекления зенитных фонарей; − наличие защитной сетки с внутренней стороны; − наличие противопожарных разрывов и их ширина.

§§66..33.. Экспертиза внутренней планировки здания При проведении экспертизы внутренней планировки здания под-

лежат проверке следующие решения: 1. Деление здания на пожарные отсеки:

− по площади (определяется по таблицам технического кодекса уста-новившейся практики "Пожарные отсеки");

− по функциональному назначению; При проверке данного пункта необходимо учитывать:

215

− фактическую степень огнестойкости здания; − этажность здания; − категорию здания по взрывопожарной и пожарной опасности (для

зданий класса Ф5); − наличие установок АУПТ и их влияние на площадь отсека; − наличие открытых проемов в перекрытиях; − возможные исключения и дополнения оговоренные в примечани-

ях. При оценке необходимости деления здания на отсеки по функ-

циональному назначению необходимо учитывать выделения противо-пожарными стенами 1 типа:

− зрительного зала от глубинной колосниковой сцены; − хранилища и книгохранилища от помещений иного назначения; − магазинов по продаже легковоспламеняющихся и горючих жидко-

стей, легковоспламеняющихся веществ и материалов от других поме-щений;

− пристроенных зданий категорий А и Б по взрывопожарной и по-жарной опасности;

− складских помещений высокостеллажного хранения горючих ма-териалов и негорючих материалов в горючей упаковке от других поме-щений в зданиях класса Ф5.1;

− пристроенных машинных и аппаратных отделений аммиачных хо-лодильных установок от зданий холодильников;

− зданий холодильников IV-VIII степеней огнестойкости от зданий классов Ф5.1 и Ф5.4;

− пристроенных зданий класса Ф5.4 от зданий и помещений катего-рий А, Б по взрывопожарной и пожарной опасности, а также от произ-водственных зданий V - VIII.

2. Деление пожарного отсека на секции (для производственных

и складских зданий). Создание противопожарных секций производится в целях:

− изоляции помещений с различной пожарной опасностью; − изоляции пожаровзрывоопасных процессов от источников тепла,

огня, искрения; − изоляции электропомещений от пожаро- и взрывоопасных про-

цессов; − изоляции складских помещений от производственных; − разделения здания на пожарные секции по площади; − разделения здания на пожарные секции по объему хранимых ве-

ществ. − разделения здания на пожарные секции по признаку различия

применяемых средств пожаротушения.

216

3. Размещение взрывопожароопасных и пожароопасных помеще-ний: − в плане; − по этажам здания (в том числе допустимость размещения помеще-ний в подвале);

− допустимость устройства помещений с горючими жидкостями, горю-чими газами и горючими пылями под помещениями, с массовым пребыванием людей;

4. Изоляция частей здания: При экспертизе подлежат проверке следующие решения: а.) подвальные и цокольные этажи:

− необходимость огнестойких перекрытий над подвалом; − наличие и защита проёмов в перекрытии; − выделение выходов через первый этаж; − наличие обособленных и самостоятельных входов в подвал. − допустимость устройства технических подполий и их выделение.

б.) технические этажи, чердаки и мансарды: − допустимость устройства мансардных этажей; − огнестойкость и пожарная опасность конструкций перекрытия; − огнестойкость и пожарная опасность ограждающих конструкций; − огнестойкость и размеры дверей и крышек люков, ведущих на чер-дак;

− наличие пустот, ограниченных горючими материалами, и разделе-ние их диафрагмами;

− допустимость устройства крышных котельных и их выделение. в.) лестничные клетки:

− наличие проёмов во внутренних стенах лестничных клеток; − наличие дверей в дверных проёмах; − наличие механизмов самозакрывания дверей; − наличие уплотнений в притворах дверей; − наличие под маршами лестничной клетки или на площадках склад-ских или других помещений;

− наличие в лестничной клетке коммуникаций (газопроводов, вентиля-ционных каналов и др.);

− наличие в лестничных клетках мусоропроводов; − изоляция лестниц от чердаков; − изоляция лестниц от подвалов;

г.) мусорокамеры и мусоропроводы. − герметичность канала мусоропровода; − выделение мусорокамеры противопожарными перегородками и пе-рекрытиями;

− наличие обособленного выхода наружу;

217

− отделение выхода из мусорокамеры от входа в здание. д.) Лифтовые шахты и холлы.

− огнестойкость ограждающих конструкций лифтовых шахт; − герметичность дверных проемов; − необходимость устройства и выделение лифтовых холов; − размещение и выделение помещения для лифтового оборудования.

е.) Помещения для инженерного оборудования (вентиляционные камеры, бойлерные, электрощитовые, электрораспределительные уст-ройства, трансформаторные подстанции, газораспределительные уст-ройства и станции пожаротушения).

−допустимость устройства в подвальных помещениях; −необходимость размещения у наружных стен; −необходимость устройства обособленного выхода наружу; −необходимость выделения противопожарными преградами.

5. Размещение в зданиях отдельных частей и помещений дру-

гого назначения а). Административно-бытовых в производственных и склад-

ских: − допустимость устройства вставок; − допустимость устройства встроек; − допустимость устройства пристроек; − допустимость устройства антресолей; − максимальная площадь отдельных пристроек и вставок; − максимальная суммарная площадь вставок и встроек, выделяемых противопожарными преградами;

− отделение пристроек, вставок и встроек от производственных поме-щений противопожарными преградами;

− необходимость устройства отдельных выходов из пристроенных по-мещений;

− допустимость ввода железнодорожных путей в здания. б). Общественных в жилых:

− допустимость устройства; − выделение противопожарными преградами; − необходимость устройства отдельных выходов из пристроенных по-мещений;

− наличие обособленных систем инженерного оборудования. 6. Обеспечение условий для успешной работы пожарных

− наличие выходов на кровлю и их количество. − наличие ограждения на кровле и его высота; − наличие металлических лестниц в местах перепада высот на кров-ле;

218

− необходимость устройства пожарных лестниц и их количество; − тип лестниц (вертикальные или маршевые с уклоном 6:1); − ширина лестниц; − высота установки нижней части лестниц; − ограждение лестниц; − наличие площадок при выходе на кровлю; − наличие промежуточных площадок с поручнями через каждые 8 м по высоте.

− наличие и величина зазора между лестничными маршами; − необходимость устройства пожарных лифтов и их исполнение.

В ходе экспертизы делается вывод по каждому техническому ре-шению внутренней планировки здания, а после таблицы экспертизы записывается общий вывод о соответствии планировочных решений требованиям пожарной безопасности. Промежуточные результаты экс-пертизы сводятся в табл.6.2.

§§66..44.. Экспертиза противопожарных преград

В результате экспертизы внутренней планировки зданий и соору-

жений выясняется необходимость устройства и вид противопожарных преград в здании, записываются координационные оси, по которым они должны проходить, а затем начинается экспертиза противопожарных преград.

Конструктивно-планировочные решения противопожарных пре-град, предусмотренные проектом, устанавливают по чертежам планов этажей, продольного или поперечного разреза здания и по чертежам отдельных узлов и фрагментов здания. Особое внимание при чтении чертежей в этом случае следует обращать на номера деталей и фраг-ментов, согласно которым можно определить решения узлов сопряже-ний конструкций противопожарных преград, их защиту и т.п. В ряде случаев в архитектурно-строительной части проекта делается ссылка на стандарты и каталоги (например, на противопожарные двери), на другие части рассматриваемого проекта. Для получения полной и объективной картины качества запроектированных противопожарных преград необходимо при экспертизе использовать указанные стандар-ты, каталоги, другие части рассматриваемого проекта.

В зависимости от вида противопожарной преграды, пре-дусмотренной в проекте, проверке подлежат следующие решения:

1. Противопожарные стены − Необходимость устройства.

219

− Предел огнестойкости и класс пожарной опасности конструкций про-тивопожарной стены;

− Наличие фундамента противопожарной стены. − Высота возведения противопожарной стены. В том числе возвыше-ние противопожарной стены над покрытием.

− Опирание конструктивных элементов здания на противопожарную стену. В том числе устойчивость противопожарной стены на опроки-дывание при одностороннем обрушении конструкций.

− Перерезание противопожарной стеной наружных стен здания. В том числе перерезание противопожарной стеной сплошного ленточного остекления здания.

− Устройство противопожарной стены в местах примыкания двух час-тей здания под углом.

− Устройство проемов в противопожарных стенах: § площадь проемов; § заполнение проёмов в противопожарной стене (дверных, тех-нологических и других);

§ устройство дымовых и вентиляционных каналов в проти-вопожарной стене.

2. Противопожарные перегородки − Необходимость устройства. − Предел огнестойкости и класс пожарной опасности конструкций про-тивопожарных перегородок (в том числе огнестойкость узлов со-пряжения противопожарных перегородок с другими конструкциями).

− Пересечение противопожарными перегородками подвесных потол-ков.

− Наличие и защита дверных, технологических и других проёмов в противопожарных перегородках.

3. Противопожарные перекрытия − Необходимость устройства. − Предел огнестойкости и класс пожарной опасности конструкций про-тивопожарного перекрытия.

− Сочленение противопожарного перекрытия с наружными стенами здания.

− Наличие и защита проёмов в противопожарных перекрытиях. В том числе пересечение противопожарного перекрытия каналами, шах-тами, воздуховодами и трубопроводами.

4. Противопожарные двери и ворота − Необходимость устройства. − Предел огнестойкости:

§ дверные полотнища; § дверные коробки.

220

− Герметичность противопожарных дверей и ворот: § наличие механизмов самозакрывания; § наличие уплотнений в притворах.

− Искробезопасность противопожарных дверей и ворот (для взрыво-опасных помещений).

5. Противопожарные окна

− Необходимость устройства. − Предел огнестойкости: остекления и оконных переплётов. − Притвор (открываемость) противопожарных окон.

6. Противопожарный занавес − Необходимость устройства. − Предел огнестойкости занавеса. В том числе предел огнестойкости балки подвеса занавеса.

− Прочность и жёсткость каркаса занавеса (определяется расчетом): § величина прогиба горизонтальных элементов занавеса; § величина прогиба вертикальных элементов занавеса;

− Герметичность занавеса: § герметизация верхней кромки занавеса; § герметизация нижней кромки занавеса; § герметизация боковых направляющих.

− Наличие водяного орошения занавеса. − Скорость опускания занавеса. − Количество мест для пуска занавеса. Наличие гравитационного спуска занавеса (наличие и вес контргрузов).

− Конструктивно-планировочные решения помещения для лебёдки за-навеса: § предел огнестойкости ограждающих конструкций помещения; § наличие эвакуационных выходов.

7. Тамбур - шлюзы − Предел огнестойкости и класс пожарной опасности элементов там-бур- шлюза: § перегородок; § перекрытий; § дверей.

− Размеры тамбур- шлюза: § ширина; § глубина.

− Количество дверей в тамбур -шлюзе. − Герметичность тамбур- шлюза:

§ наличие механизмов самозакрывания дверей; § наличие уплотнений в притворах дверей;

221

§ наличие подпора воздуха в тамбур- шлюзе. Для каждого из составляющих элементов тамбур- шлюза (перего-

родок, перекрытий, дверей) экспертиза проводится как для отдельных элементов.

8. Открытый тамбур − Допустимость устройства открытого тамбура; − Предел огнестойкости и класс пожарной опасности элементов там-бура: § перегородок; § перекрытий.

− Глубина тамбура. − Наличие и расход дренчерных завес.

9. Другие местные противопожарные преграды − Защита проёмов дренчерными водяными завесами:

§ необходимость устройства; § расход и напор (определяются расчетом).

− Отбортовка для ограничения разлива жидкостей: § необходимость устройства; § ограничиваемая площадь (определяется расчетом); § высота (определяется расчетом).

− Противопожарные пояса и диафрагмы в конструкциях: § необходимость устройства; § ширина пояса; § горючесть материала пояса или диафрагмы; § ограничиваемая площадь.

− Клапаны: § необходимость устройства; § предел огнестойкости; § наличие ручного (дистанционного) и автоматического отк-рывания.

Промежуточные данные экспертизы заносятся в таблицы уста-новленной формы:

а.) для экспертизы объемно-планировочных решений противопо-жарных преград табл.6.2.

б.) для экспертизы огнестойкости и пожарной опасности противо-пожарных преград табл.6.1.

§§66..55.. Экспертиза решений, обеспечивающих

безопасную эвакуацию людей Запроектированные конструктивные и объемно-планировочные

решение эвакуационных путей и выходов определяется по планам

222

этажей, разрезам, по чертежам лестничных клеток, их элементам и уз-лам, планам подвала (технического подполья) и технического этажа, фасадам. По планам этажей производственных зданий определяются границы цеха, в общественных - границы группы помещений одного функционального назначения. Затем проверяется обеспеченность эва-куационными выходами каждого помещения. По нанесенным на черте-жах размерам либо при помощи масштаба определяется протяжён-ность путей эвакуации, а также размеры эвакуационных выходов и пу-тей.

По планам этажей определяется наличие лестничных клеток, ес-тественного освещения лестниц, наличие выходов из клеток непосред-ственно наружу или через вестибюль, по разрезам - количество ступе-ней, размеры ступеней, маршей, площадок и другие конструктивные решения.

Для определения типа дверей, принятых в проекте, необходимо воспользоваться таблицей спецификации дверей (иногда дверей и оконных блоков) или листом проекта, именуемым "Столярные изде-лия". Двери классифицируются по следующим основным признакам: назначению; конструкции; числу полотен; направлениям и способам от-крывания; наличию остекления; виду отделки.

По назначению двери подразделяются на: внутренние, включая входные с лестничных клеток в квартиры и помещения общественных, производственных и вспомогательных зданий и сооружений, а также двери для сантехнических узлов; наружные; специальные, в том числе звукоизоляционные, противопожарные, дымонепроницаемые, утеп-ленные, повышенной прочности; двери-лазы для прохода на крышу и в помещения технического назначения; люки для прохода в подвалы, чердаки и на плоские крыши.

По конструкции двери подразделяются на: щитовой конструкции со сплошным или мелко-пустотным заполнением - полотна; рамочной конструкции; с порогом и без порога; с фрамугой и без фрамуги. По числу дверных полотен двери подразделяются на: однопольные; дву-польные. По направлению и способам открывания полотен двери под-разделяются на: распашные, открываемые поворотом дверного полот-на вокруг вертикальной крайней оси в одну сторону, в том числе пра-вые - с открыванием дверного полотна против часовой стрелки и левые - с открыванием дверного полотна по часовой стрелке; качающиеся - открываемые поворотом дверных полотен вокруг вертикальных край-них осей в обе стороны; раздвижные. По наличию остекления двери подразделяются на остекленные и глухие.

В зависимости от назначения двери подразделяются на следую-щие типы:

− Н - входные и тамбурные; − С - служебные;

223

− Л - люки и лазы. Устанавливается следующая структура условного обозначения

(марки) дверей.

Примеры условных обозначений: - дверь входная или тамбурная однопольная для проема высотой

21 и шириной 9 дм, остекленная, с правой навеской щитового полотна, с порогом, с обшивкой типа 2:

ДН 21-9ПЩР2 ГОСТ 24698-81 - то же, с левой навеской рамочного полотна:

ДН 21-9ЛП ГОСТ 24698-81 - дверь входная или тамбурная с качающимися полотнами для

проема высотой 24 и шириной 15 дм: ДН 24-15К ГОСТ 24698-81

- дверь служебная двупольная глухая, для проема высотой 21 и шириной 13 дм, утепленная:

ДС 21-13ГУ ГОСТ 24698-81 - люк однопольный для проема высотой 13 и шириной 10 дм:

ДЛ 13-10 ГОСТ 24698-81.

При проведении экспертизы эвакуационных путей и выходов под-лежат проверке следующие решения:

224

1. Допустимость устройства эвакуационных выходов через по-мещения иного назначения:

−через помещения категорий А, Б и тамбур-шлюзы при них; −через производственные помещения в зданиях V-VIII степеней огне-стойкости;

−через лифтовые холлы; −через кабельные сооружения; −через помещения, выходы из которых должны быть закрыты по усло-виям эксплуатации;

−через «проходные» лестничные клетки, когда площадка лестничной клетки является частью коридора,а также через помещение, в кото-ром расположена лестница 2 типа, не являющаяся эвакуационной;

−по кровле зданий, за исключением эксплуатируемой кровли или спе-циально оборудованного участка кровли;

−из подвалов через помещения категорий В1- Д на первом этаже. −через части здания другой функциональной пожарной опасности, от-деленные противопожарными стенами и перекрытиями 1 типа.

2. Количество эвакуационных выходов: − из отдельных помещений. − из этажей; − из здания;

3. Рассредоточенность эвакуационных выходов (в помещении, на этаже). Определяется расчетом по формуле:

,П5,1l = (6.1)

где l - минимальное расстояние между выходами, м П- периметр помещения, м

4. Протяжённость эвакуационных путей: − на первом этапе эвакуации (в помещении); − на втором этапе эвакуации (от двери наиболее удалённого помеще-ния до ближайшего выхода из этажа или наружу).

5. Минимальные и максимальные размеры дверей (ширина и вы-

сота) в помещениях: − наземных этажей; − подвала; − чердака.

6. Минимальные размеры проходов (ширина и высота): − между оборудованием; − между рядами кресел;

225

− поперечных и продольных (в зальных помещениях); − коридоров; − лестничных маршей и площадок.

7. Конструктивное оформление эвакуационных путей и вы-ходов: − направление открывания дверей; − способ навески дверей; − наличие раздвижных, подъёмных, вращающихся дверей и тур-никетов;

− наличие порогов в дверных проемах, их размещение и максималь-ная высота;

− наличие сужений и крутых поворотов; − наличие выступающих конструкций и оборудования; − наличие перепадов высот; − наличие и уклон пандусов.

8. Выбор типа и исполнения лестниц и лестничных клеток: а.) Лестничные клетки:

− соответствие типа лестниц и лестничных клеток; − наличие естественного освещения лестничной клетки через проемы в наружных ограждающих конструкциях;

− наличие и площадь открывающихся оконных переплётов в наружных стенах лестничной клетки; б.) Внутренние открытие лестницы:

− наличие и допустимость устройства открытых лестниц; − огнестойкость ограждающих конструкций вестибюлей, в которых раз-мещена открытая лестница;

− изоляция помещений с открытыми лестницами от коридоров, фойе, смежных помещений. в.) Незадымляемые лестничные клетки (см. экспертизу противо-

дымной защиты). г.) Наружные лестницы

− наличие и допустимость устройства наружных эвакуационных лест-ниц;

− предельное количество эвакуирующихся; − уклон наружных эвакуационных лестниц; − наличие и высота ограждения лестниц; − наличие и размещение площадок лестниц; − размещение эвакуационных лестниц в глухих простенках здания; − огнестойкость глухих простенков здания в местах прохождения эва-куационных лестниц.

226

9. Конструктивное оформление лестниц: − соотношение ширины лестничной площадки, марша и дверей; − уклон лестничного марша; − количество ступеней в марше лестницы; − размеры ступеней; − наличие забежных ступеней; − наличие разрезных площадок; − наличие местных сужений и расширений; − наличие в лестничной клетке выступающих частей на уровне менее

2 м; − наличие винтовых лестниц; − наличие перил и ограждений; − наличие непосредственного выхода наружу или через вестибюль; − пожарно- технические характеристики отделочных строительных ма-териалов стен и пола в лестничной клетке.

10. Инженерно-технические решения: − наличие аварийного эвакуационного освещения в помещениях, ко-ридорах и лестничных клетках;

− наличие системы оповещения о пожаре. Промежуточные результаты экспертизы заносятся в табл.6.2. Пути эвакуации и выходы из зданий с наличием помещений с

массовым пребыванием людей должны обеспечивать эвакуацию лю-дей из помещений и здания в целом до наступления воздействия кри-тических значений опасных факторов пожара (за необходимое время эвакуации), что должно быть подтверждено расчетом.

§§66..66.. Экспертиза противовзрывной защиты зданий

В помещениях категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной

опасности категориям, а также залах котельных на жидком и газооб-разном топливе, в которых в случае аварии возможно образование взрывоопасных смесей, необходимо проектировать легкосбрасывае-мые ограждающие конструкции (ЛСК). ЛСК в зависимости от способа разрушения и вида делятся на безинерционные и инерционные.

Принцип действия безинерционных легкосбрасываемых конст-рукций основан на разрушение материала, из которого изготовлено ЛСК, под действием избыточного давления взрыва. Как правило, в ка-честве безинерционного ЛСК используется листовое оконное стекло. Эффективность остекления как легкосбрасываемых элементов зависит от геометрических размеров стекла и схемы его заделки. Покрытия и стеновые панели из облегченных материалов относятся к инерцион-ным ЛСК, так как вскрытие проема при взрыве в случае их использова-

227

ния происходит постепенно. Инерционные ЛСК используются в том случае, когда площади наружных стен недостаточно для устройства безинерционных ЛСК. Основными видами стеновых ограждений про-мышленных зданий в настоящее время являются крупнопанельные облегченные ограждающие конструкции. В конструкции легкосбрасы-ваемых стеновых панелей большое значение имеет решение деталей их крепления к несущим конструкциям здания. В зависимости от вида крепления они разделяются на вращающиеся и смещаемые. Инерци-онные ЛСК в отличие от безинерционных сохраняют свою целостность. При этом под действие избыточного давления взрыва в помещении происходит отделение от наружных ограждающих конструкций здания смещающихся ЛСК, а вращающиеся только поворачиваются, освобож-дая открытый проем. Вертикальные смещающиеся ЛСК по способу крепления к ограждающим конструкциям здания различаются на: вы-шибные, разъемные, с легкоразрушаемым креплением. Вышибные конструкции при нормальных условиях эксплуатации сохраняют устой-чивость за счет посаженных под натягом крепежных элементов, кото-рые под действием собственного веса конструкции позволяют стено-вым панелям перемещаться только в горизонтальном направлении при приложении изнутри здания избыточного давления. Разъемные ЛСК в отличие от смещаемых имеют небольшой вес, а их крепление осуще-ствляется с использованием пружинных крепежных элементов, кото-рые раскрываются под действием приложенной изнутри здания силы, обусловленной избыточным давлением взрыва. Ослабление крепле-ния производится путем уменьшения сечения крепежных болтов, ис-пользования шпилек и выдергивающихся шурупов. Могут быть ис-пользованы другие схемы, в частности, точечная сварка с заданными характеристиками разрушения.

Конструктивные решения легкосбрасываемых ограждающих кон-струкций и их площадь определяются, по пояснительной записке, фа-садам и разрезам здания, схемам расположения плит перекрытия и по-крытия, планам кровли, отдельным фрагментам и деталям конструк-тивных элементов здания, спецификациям заполнения оконных про-емов. В ряде случаев в проектных материалах делается ссылка на ка-талоги типовых конструктивных решений легкосбрасываемых покрытий и стеновых панелей, которые также следует использовать при экспер-тизе противовзрывной защиты здания. Если роль легкосбрасываемых конструкций выполняет остекление, то по размерам окон находится площадь легкосбрасываемых конструкций. Если в качестве легкосбра-сываемых конструкций запроектированы облегчённые конструкции по-крытий и стен, то площадь легкосбрасываемых конструкций принима-ется по живому сечению проёма, освобождаемому взрывной волной в панелях покрытия или стен.

228

При проведении экспертизы противовзрывной защиты зданий проверке подлежат следующие решения:

1. Необходимость устройства и наличие легкосбрасываемых ограждающих конструкций.

2. Вид легкосбрасываемых ограждающих конструкций. 3. Площадь легкосбрасываемых конструкций (определяется

расчетом). 4. Конструктивное исполнение легкосбрасываемого покрытия:

− нагрузка от массы конструкций покрытия; − наличие крепления ЛСК к покрытию и его характеристики; − предел огнестойкости (предел распространения огня); − наличие и устройство разрезных швов; − площадь покрытия, ограниченная разрезными швами (площадь карт).

5. Конструктивное исполнение остекления окон или фонарей: − вид стекла (обычное или армированное); − толщина стекла; − площадь одного листа стекла.

6. Конструктивное исполнение легкосбрасываемых стеновых панелей и поворотных оконных переплётов: − вид легкосбрасываемой конструкции; − способ крепления конструкции и эффективность срабатывания.

Промежуточные данные экспертизы вносят в табл.6.2.

§§66..77.. Экспертиза противодымной защиты зданий

Под противодымной защитой зданий принято понимать систему объемно-планировочных решений зданий и инженерных устройств, предназначенных для предотвращения задымления защищенных эва-куационных путей и ограничения распространения продуктов горения при пожаре. Противодымная защита зданий достигается применением объёмно-планировочных, конструктивных и инженерно-технических решений.

Противодымная защита проектируется для трех различных по функциональному назначению частей зданий:

− противодымная защита помещений (замкнутого строительного объема, в котором непосредственно произошел пожар);

− противодымная защита коридоров, служащих для эвакуации лю-дей в пределах этажа здания при пожаре;

− противодымная защита лестничных клеток, служащих для эва-куации людей из здания (нескольких этажей) при пожаре.

229

При проведении экспертизы противодымной защиты помеще-ний проверке подлежат:

− способы ограничения применения горючих материалов в техноло-гическом процессе;

− способы уменьшения пожарной опасности строительных конст-рукций и материалов;

− исключение открытых проемов в ограждающих конструкциях; − применение автоматических установок пожаротушения; − устройство дымоудаления; − побуждение систем дымоудаления (естественное или искусст-

венное); − деление помещения на дымовые зоны с устройстовм резервуа-

ров дыма.

При проведении экспертизы противодымной защиты коридоров проверке подлежат:

− ограничение пожарной опасности отделочных строительных ма-териалов;

− нормирование огнестойкости ограждающих конструкций; − исключение открытых проемов в вертикальных ограждающих кон-

струкциях; − разделение коридоров на отсеки.; − исключением проемов в горизонтальных ограждающих конструк-

циях; − устройство дымоудаления; − побуждение систем дымоудаления (естественное или искусст-

венное).

При проведении экспертизы противодымной защиты лест-ничнх клеток проверке подлежат:

− исключение горючих отделочных строительных материалов; − исключение помещений любого назначения и транзитных комму-

никаций; − нормирование огнестойкости ограждающих конструкций и исклю-

чением в них открытых проемов; − исключение сообщения в пределах лестничной клетки подвалов с

вышележащими надземными этажами; − устройство дымоудаления; − устройство незадымляемых лестничных клеток.

В качестве систем дымоудаления с искусственным побуждением используется противодымная вентиляция. Естественное дымоудале-ние обеспечивается устройством:

− открывающихся фрамуг в окнах и светоаэрационных фонарях;

230

− дымовых люков или вентиляционных шахт с клапанами; открывающихся фрамуг в окнах, расположенных в приямках (для

подвальных и цокольных этажей). Проектные решения противодымной защиты здания устанав-

ливают по пояснительной записке, планам этажей, разрезам, фасадам, отдельным фрагментам и деталям. Наличие окон и их размеры, нали-чие открывающихся форточек и фрамуг окон в пожароопасных поме-щениях определяется по планам, фасадам и разрезам здания, специ-фикации заполнения оконных проемов. Размеры светоаэрационных фонарей, наличие механизмов их открывания выясняется по схемам расположения плит перекрытия и покрытия, планам кровли, отдель-ным фрагментам и деталям, а иногда и по специальным каталогам, ссылки на которые приводятся в пояснительной записке проекта или на соответствующих листах чертежей.

Устройство дымовых шахт и люков проверяется по планам рас-кладки плит перекрытий и покрытий (устанавливается наличие отвер-стий для пропуска дымовых шахт), по фасадам зданий (определяется наличие дефлекторов шахт дымоудаления), по каталогам (выясняются размеры, конструктивное исполнение и огнестойкость дымовых шахт и клапанов, способ открывания дымового клапана).

Для театров, домов культуры, клубов используются чертежи ды-мовых люков, которые, как правило, находятся в разделе проекта, име-нуемом "Механическое оборудование сцены". Чертежи систем проти-водымной защиты с искусственным побуждением обычно размещаются в альбоме (части) проекта "Инженерное оборудование". Элементы сис-тем противодымной защиты зданий повышенной этажности рассмат-риваются по планам, разрезам и фасадам здания, а также разделам проекта: "Автоматика и дымоудаление", "Противодымная вентиляция" или "Отопление и вентиляция".

При проведении экспертизы дымовых люков и клапанов провер-ке подлежат следующие решения: а). Необходимость и вид дымоудаляющих устройств: − открывающиеся окна; − окна с приямками (для подвальных и цокольных этажей); − открывающиеся фрамуги светоаэрационных фонарей; − дымовые люки или вентиляционные шахты с клапанами; б). Площадь дымоудаляющих проёмов (определяется расчетом): − одного клапана, шахты или люка; − суммарная. в). Количество дымовых клапанов и зон в помещении. Определяется исходя из зоны (по длине или по площади) контролируемой одним клапаном. г). Размещение дымоудаляющих устройств: − в покрытии здания;

231

− в верхней части стен на уровне 2,2 м от пола; − выше 0,2 м над дверями и другими приточными проёмами; − в других местах ограждающих конструкций. д). Конструкция клапана и дымовой шахты: − горючесть материала; − обеспечение незадуваемости дымовой шахты; − решения по обеспечению непримерзаемости клапана. е). Способ приведения в действие дымовых клапанов. − автоматическое включение; − дистанционное включение; − ручное включение;

При проведении экспертизы незадымляемых лестничных кле-ток проверке подлежат следующие решения: а). Количество и тип незадымляемых лестничных клеток: − с поэтажными входами через наружную воздушную зону по балко-нам, лоджиям, открытым галереям;

− с подпором воздуха непосредственно в лестничную клетку; − с подпором воздуха в тамбур шлюзы перед лестничной клеткой. б). Конструктивные решения незадымляемых лестничных клеток Н1: − расстояние между осями дверных проёмов в наружной воздушной зоне;

− высота ограждения воздушной зоны; − наличие выхода из лестничной клетки непосредственно наружу; − устройство выхода на уровне первого этажа в вестибюль через там-бур -шлюз с подпором воздуха;

− наличие механизмов самозакрывания дверей лестничной клетки; − наличие дверных, оконных и других проёмов во внутренних стенах лестничных клеток;

− расположение лестничной клетки во внутренних углах зданий. в). Конструктивные решения незадымляемых лестничных клеток Н2: − наличие вентиляционной системы подпора воздуха; − величина избыточного давления на уровне нижнего и верхнего эта-жей;

− наличие противопожарных перегородок типа, разделяющих лест-ничную клетку на высоту этажа;

− наличие выхода из лестничной клетки непосредственно наружу. г). Конструктивные решения незадымляемых лестничных клеток Н3: − наличие вентиляционной системы подпора воздуха в поэтажные тамбур- шлюзы перед лестничной клеткой;

− величина избыточного давления в тамбур-шлюзе; − наличие выхода из лестничной клетки непосредственно наружу.

232

При проведении экспертизы систем противодымной вентиля-ции проверке подлежат следующие решения: − необходимость устройства систем противодымной вентиляции с ме-ханическим побуждением.

− расход дыма удаляемого из помещений или коридоров (определя-ется расчетом);

− напор у вентилятора (определяется расчетом); − подача (производительность) вентилятора (определяется расчетом); − расположение мест выброса продуктов горения; − сечение поэтажного клапана дымоудаления (определяется расче-том);

− расположение клапанов дымоудаления; − огнестойкость дымовых клапанов; − наличие вертикальных дымовых шахт; − огнестойкость шахт (воздуховодов) дымоудаления; − класс воздуховодов по плотности; − количество и радиус обслуживания шахт; − сечение шахты дымоудаления (определяется расчетом). − тип вентилятора (радиальный или осевой); − наличие и размещение вентоборудования в специально выделен-ных помещениях;

− горючесть гибких вставок вентоборудования; − способ включения систем дымоудаления.

При проведении экспертизы систем подпора воздуха проверке подлежат следующие решения: − наличие вентиляционной системы подпора воздуха; − напор у вентилятора (определяется расчетом); − подача (производительность) вентилятора (определяется расчетом); − расположение мест забора воздуха для создания подпора; − размещение оборудования системы подпора в самостоятельной вентиляционной камере;

− способ включения систем подпора воздуха (автоматический от из-вещателей пожарной сигнализации или дистанционный от кнопок в шкафах пожарных кранов).

Промежуточные данные экспертизы вносят в табл.6.2. §§66..88.. Экспертиза генерального плана объекта

Планировочные решения генеральных планов объекта или насе-

лённого пункта устанавливаются по чертежам ситуационного плана, вертикальной и горизонтальной планировки, а иногда по альбому (час-

233

ти) проекта, именуемому "Генеральная планировка". При этом особое внимание обращают на размещение проектируемых и сносимых зда-ний, наличие дорог, подъездов и проездов, противопожарные разрывы, противопожарное водоснабжение, рельеф местности и "розу ветров".

Необходимые расстояния между зданиями, сооружениями, скла-дами, въездами, дорогами и др. определяются по чертежам генераль-ного плана, с использованием масштаба чертежа. Высота размещения отдельных зданий, сооружений и складов по отношению к другим объ-ектам устанавливается по отметкам горизонталей на чертеже верти-кальной планировки, направление спуска - по бергштрихам.

"Роза ветров", располагаемая обычно в верхней левой части чертежа генплана, определяет преобладающее направление ветра в течение года и позволяет проверить правильность размещения взры-воопасносных и пожароопасных зданий, складов, сооружений и уста-новок с подветренной стороны по отношению к другим запроектиро-ванным объектам. Наиболее выступающая часть "розы ветров" указы-вает направление господствующих ветров.

Противопожарная защита городских и сельских поселений и тер-риторий предприятий обеспечивается:

o зонированием территорий поселений и предприятий для обес-печения безопасной эксплуатации пожаровзрывоопасных производств с учетом абсолютных отметок рельефа местности и преобладающих ветров;

o нормированием противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями, размещаемыми на территориях поселений и предпри-ятий; между зданиями и сооружениями и лесными массивами; между зданиями и сооружениями и торфяными разработками; между лесны-ми массивами и торфяными разработками;

o нормированием условий прокладки инженерных и технологиче-ских сетей;

o наличием на территории поселений и предприятий пожарных аварийно-спасательных подразделений, размещаемых с учетом уста-новленных настоящими строительными нормами радиусов обслужива-ния ими защищаемых объектов, а также их технического оснащения пожарной аварийно-спасательной техникой;

o обустройством проездов и подъездов к зданиям и сооружени-ям, водоисточникам, а также въездами (выездами) на территорию предприятий.

Частная методика экспертизы генерального плана объекта (объ-

екта или населённого пункта) должна включать в себя следующие во-просы. Промежуточные данные вносят в табл.7.2.

1. Членение общей территории населённого пункта или про-мышленного предприятия на зоны или функциональные территории.

234

2. Учёт рельефа местности. 3. Учёт направления господствующего ветра при размещении:

− складов ЛВЖ, ГЖ, сжиженных газов, сгораемых материалов; − установок с открытым источником огня или выбросом искр; − взрывоопасных и пожароопасных объектов.

4. Наличие въездов, подъездов и дорог: − количество въездов на территорию; − расстояние между въездами; − ширина ворот автомобильных въездов; − расстояние от дорог с твёрдым покрытием до зданий; − подъезды к зданиям и сооружениям с учётом их ширины, площади застройки и наличия замкнутых и полузамкнутых дворов;

− наличие сквозных проездов в зданиях большой длины; − наличие на тупиковых участках улиц и дорог площадок для разворо-та пожарных автомобилей.

5. Противопожарные разрывы между: − зданиями; − открытыми складами; − зданиями и открытыми складами; − зданиями, различными сооружениями, а также технологическими ус-тановками и инженерными коммуникациями.

6. Пожарное депо: − наличие; − количество; − радиус обслуживания.

66..88.. Анализ результатов экспертизы проектных

материалов

Результаты экспертизы проектных решений необходимо про-

анализировать и систематизировать. Методология обобщения итогов экспертизы зависит от наз-

начения здания (сооружения),количества выявленных нарушений и их важности. При экспертизе проекта здания простой конфигурации, со-держащего несколько помещений, описание выявленных нарушений норм и правил целесообразно размещать в порядке их значимости; од-нородные нарушения лучше группировать (по конструкциям, путям эвакуации, преградам и т.п.). При экспертизе проекта мно-гофункционального общественного здания или производственного зда-ния, содержащего много цехов и служб, рекомендуется нарушения из-лагать по каждому функциональному комплексу (или цеху) в отдельно-сти.

235

Если нарушений выявлено много, следует их выписать, со-поставить между собой и выявить, каким образом устранение одних нарушений повлияет на принятие решений по другим. Например, если в здании выявлены два нарушения: не соответствует степень огне-стойкости здания и превышено предельное расстояние до наиболее удаленного рабочего места, то следует иметь в виду, что увеличение степени огнестойкости автоматически увеличивает значение макси-мального расстояние до наиболее удаленного рабочего места, таким образом, устранение одного нарушения может исключить другое.

На основании анализа нарушений, выявленных при экспертизе проектных материалов, разрабатываются технические решения по их устранению. Разработка технических решений преследует цель устра-нить основные нарушения и привести свой вариант элементов проти-вопожарной защиты здания, сооружения или объекта. Технические ре-шения оформляются в виде мероприятий. Изменение объёмно-планировочных решений неизбежно вызывает необходимость внесе-ния конструктивных изменений в проект. Следовательно, конструктив-ная разработка специальных противопожарных устройств необходима в том случае, если при разработке варианта объёмно-планировочного решения в них появляется необходимость.

В ряде случаев на стадии проектирования объективно нельзя вы-полнить требования отдельных норм и правил. В этом случае в про-ектной документации должны быть разработаны компенсирующие ме-роприятия. Например, при реконструкции существующего предпри-ятия противопожарные разрывы от вновь проектируемого здания до смежных существующих зданий не удовлетворяют нормативным требованиям из-за значительной величины коэффициента застрой-ки. В качестве компенсирующих мероприятий здесь могут быть приняты устройство противопожарной стены между су-ществующими и запроектированными зданиями, увеличение степени огнестойкости вновь возводимого здания, изменение категории зда-ния по взрывопожарной опасности и др.

Результаты экспертизы проектных материалов и разработки тех-нических решений по устранению нарушений оформляются предписа-нием органа ГПН в адрес проектной организации, при необходимости подрядчика и заказчика. Предписание государственного пожарного надзора оформляется на бланках установленной формы. В пунктах предписания в повелительном наклонении указываются мероприятия по устранению нарушений норм и правил и сроки выполнения этих ме-роприятий.

236

§§66..99.. Примеры оформления

В данном разделе приводится сокращенный вариант решения за-дачи на примере двух, трех позиций. При выполнении контрольной ра-боты (РГР) необходимо проверить все имеющиеся решения в полном объеме.

Состав помещений двухэтажного здания по выпуску кожгаланте-рейных изделий:

− склад готовой продукции; − пошивочный цех; − участок окраски изделий с применением нитрокрасок; − бытовые помещения. Строительные конструкции.

1. Стены наружные несущие кирпичные толщиной 51 см. 2. Стены лестничных клеток кирпичные толщиной 38 см. 3. Колонны стальные. 4. Перекрытие по железобетонным балкам, свободно опертым по

двум сторонам, сечением 20х50 см, армированным сталью класса В-I при расстоянии до оси арматуры а = 4,5 см, уложены железобетонные настилы толщиной t = 6 см с арматурой класса А-III при расстоянии до оси арматуры а = 2 см.

5. Покрытие бесчердачное, по стальным незащищенным фермам уложены железобетонные плиты из легкого бетона с продольными не-сущими ребрами вниз, опирание по двум сторонам t = 4 см, а = 1 см.

6. Кровля рубероидная по утеплителю из пенополистирола. 7. Лестницы в лестничных клетках из железобетонных ступеней по

стальным незащищенным косоурам и железобетонных площадок по стальным двутавровым оштукатуренным балкам (двутавр № 20).

8. Полы из полихлорвиниловой плитки по бетонному основанию. Порядок решения. Определяется категория здания по взрывопо-

жарной и пожарной опасности. Категория здания – В. По приложению Г ТКП "Пожарные отсеки" определяется требуемая степень огнестойко-сти здания - IV.

Составляется таблица проверки соответствия строительных кон-струкций требованиям норм.


Провести проверку соответствия запроектированных решений

противопожарной защиты здания требованиям технических норматив-ных правовых актов национальной системы противопожарного норми-рования и стандартизации.

237

Таблица.6.3 По проекту По нормам №

п/п

Наименование конструкций и их

краткая характеристика Пф, мин

Кф (ПРП)

Обоснование (П1-02)

В здании какой степе-ни огнестойкости до-пускается применять Птр, мин Ктр

Обосно-вание Вывод

1. Стены наружные несущие кирпичные толщиной 51 см.

R 330 К0 (0)

Пособие табл.А.1 п.1 I RE 60 K0 сотов.

2. Стены лестничных клеток кирпичные толщиной 38 см

R 330 K0 (0)

Пособие табл.А.1 п.1 I REI 90 K0 соотв.

3. Колонны стальные R 15 K0 (0)

прим.5 табл.4 СНБ 2.02.01 VII R 60 K0 не со-

отв.

4. Балки перекрытий R 90 K0 (0)

Пособие табл.4.6 III R 45 K0 соотв.

5. Плиты перекрытий t= 6см, а= 2см REI 60 K0

(0) Пособие табл.4.8 II REI 45 K0 соотв.

6. Фермы покрытия R 15 K0 (0)

Пособие табл.Б.1 п.1 IV R 15 K0 соотв.

7. Плиты покрытия А.Б опи-рание по двум сторонам t=4 см, а= 1 см.

RE 30 K0 (0)

Пособие табл.4.8 I RE 15 K0 соотв.

10. Лестницы по стальным двутавровым оштукату-ренным балкам

R 60 K0 (0)

Пособие табл.Б.1 п.23 I R 45 K0

табл

. 4* СНБ

2.02

.01

ТКП

"Пожарные отсеки

"

соотв.

Степень огнестойкости фактическая VII

238

Таблица 6.4 Проверка эвакуационных путей и выходов

№ п/п Что проверяется Предусмотрено

в проекте Требуется по нормам Ссылка на нормы Вывод

1 Количество эвакуационных выходов: − из отдельных помещений. − из этажей; − из здания.

2 4 4

2 2 2

СНБ 2.02.02 п.3.9 соотв.

2 Рассредоточенность эвакуационных вы-ходов в помещении пошивочного цеха

L=40 м L=1,5 Р =25 м СНБ 2.02.02

п.3.8 соотв.

1,0 1,0 соотв. 3 Минимальные размеры проходов (ширина): − в помещении; − коридоров; 1,0 1,0+0,5*0,8=1,4

СНБ 2.02.02 п.3.15, табл.2

не ос-сов.

по направлению выхода из здания

по направлению вы-хода из здания

соотв. 4 Направление открывания дверей;

− помещение пошивочного цеха; − комната мастера. не по направле-

нию выхода из здания

менее 15 чел. допускается не по ходу эвакуации

СНБ 2.02.02 п.3.13

соотв.

5 Наличие раздвижных, подъёмных, вра-щающихся дверей и турникетов. не предусмотрено не допускается СНБ 2.02.02

п.3.14 соотв.

239

Таблица 6.5 Проверка объемно-планировочных решений

№ п/п Что проверяется Предусмотрено


1 Размещение помещения окрасочного цеха (категория А)

на втором этаже у наружной стены

на верхнем этаже у наружной стены

СНБ 2.02.03 п.5.1.8 соотв.

2. Наличие тамбур-шлюзов Установлен в помещении

окрасочного цеха

необходимо устраи-вать в проемах про-тивопожарных пре-град, отделяющих помещения катего-

рий А, Б

СНБ 2.02.03 п.5.6.3 соотв.

Таблица 6.6

Проверка противопожарных преград № п/п Что проверяется Предусмотрено


1.

Пересечение противопожарными перего-родками пространства над подвесными по-толками: − в помещении пошивочного цеха; − склада готовой продукции

пересекает про-странство на под-весным потолком

требуется пересе-кать пространство над подвесным по-

толком

СНБ 2.02.03 п.5.1.27 соотв.

2. Заполнение проемов в противопожарных преградах

Проемы заполня-ются противопо-жарными дверями

3 типа

Необходимо запол-нять противопожар-ными дверями 2 ти-

па

СНБ 2.02.03 п.5.6.1,

СНБ 2.02.01 табл.1

не соотв.

240

ЛИТЕРАТУРА

1. Бариев Э.Р., Чеканов В.Л. Пожарная безопасность в строи-

тельстве: Учебн. для высш. учебн. заведений, техникумов и проф.- техн. училищ строит. профиля. - Мн.: ООО "ФОИКС", 1996. - 223 с.: ил.

2. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции /Под редакцией П.Н. Романенко/ - М: Высшая школа, МВД СССР, 1973г. - 361с.

3. Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конст-рукций. - М: Стройиздат, 1988г. - 143с.

4. Романенков И.Г., Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1992г. - 320с.

5. Романенков И.Г., Зегернкорн В.Н. Огнестойкость строи-тельных конструкций из эффективных материалов. - М.: Стройиздат 1984г. - 140с.

6. Ройтман М.Я., Комисаров Е.П., Пчелинцев В.А. Пожарная профилактика в строительстве./Учебное пособие для по-жарно-технических училищ.

7. Ройтман М.Я. Противопожарное нормирование в строи-тельстве. 2-е издание, перераб. и дополнено - М.: Стройиз-дат, 1985г. - 590с.

8. Ройтман М.Я. Основы противопожарного нормирования в строительстве. /Под ред. Н.А. Стрельчука/ - М: Стройиздат, 1969г. - 478с

9. Пожарная профилактика в строительстве: Учебник под ред. Кудаленкина В.Ф. М.: ВИПТШ МВД СССР 1985г - 452с.

10. Пожарная профилактика в строительстве: Учебник для по-жарно-технических училищ. / Б.В. Грушевский, Н.Л. Котов, В.И. Сидорук и др. М.: Стройиздат, 1989гГ - 368с.

11. Баратов, Р.А. Андрианов, А.Я. Корольченко Пожарная опас-ность строительных материалов. М.: Стройиздат 1988г. - 380с.

12. Строительные материалы и поведение их в условиях по-жара. Зеньков Н.И. 1974г. - 174с.

Documents

79.98.53.24979.98.53.249/file/umk/BOZS/ancillary materials... · 3 УДК 614.841.33 (076) П46 Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно