|
Л. 1 Расчет требуемых пределов огнестойкости
Метод расчета требуемых пределов огнестойкости железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций промышленных зданий (сооружений) учитывает характеристики технологических процессов и устанавливает соответствующие требования к огнестойкости конструкций, исходя из нормируемого риска достижения предельного состояния конструкций по признаку потери несущей и теплоизолирующей способностей в условиях реальных пожаров.
Требуемые пределы огнестойкости устанавливаются на основе определения эквивалентной продолжительности пожаров и коэффициента огнестойкости. Коэффициент огнестойкости рассчитывают в зависимости от заданной предельной вероятности отказов конструкций в условиях реальных пожаров.
|
| - H = 4,8м; q = 68 - 70 кг/м2; - - - Н = 6,6 м;
1 - q =2,4 - 14 кг/м2; 2 - q = 67 - 119 кг/м2;
3 - q = 60 - 66 кг/м2; 4 - q = 60 кг/м2;
5 - q = 82 - 155 кг/м2; 6- q = 140 - 160 кг/м2;
7 - q = 200 кг/м2; 8 - q = 210 - 250 кг/м2;
9 - q = 500 - 550 кг/м2
Рисунок Л. 1 — Зависимость минимальной продолжительности начальной стадии пожара tНСП от объема V, высоты Н помещения и количества пожарной нагрузки q
| 1 - H = 3м ; 2 - H = 6м ; 3 - H = 12 м
Рисунок Л.2 — Зависимость минимальной продолжительности начальной стадии пожара tНСП от объема V высоты H помещения
|
Л. 1.1 Расчет требуемых пределов огнестойкости в помещении проводят для случаев локального или объемного пожаров. Для определения вида пожара сначала по рисункам Л.1 и Л.2 находят минимальную продолжительность начальной стадии пожара (НСП) tНСП . При распространении огня по пожарной нагрузке, отличающейся по свойствам от древесины, продолжительность НСП вычисляется по формуле
, (Л.1)
где nдр, ni, — средние скорости выгорания древесины и i-го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/(м2 · мин);
= 13,8 МДж/кг, —низшие теплоты сгорания древесины и i-го компонента соответственно, МДж/кг;
Uср , — средние линейные скорости распространения по древесине и i-му компоненту соответственно, м/мин.
После определения продолжительности НСП проверяют неравенство:
Sт £ p ( )2, (Л.2)
где Sт — площадь под пожарной нагрузкой, м2.
Если условие (Л.2) выполняется, то пожарная нагрузка расположена сосредоточенно, в помещении будет локальный пожар.
В противном случае пожарная нагрузка расположена рассредоточенно, в помещении будет объемный пожар.
На основе данных проектной документации, пожарно-технических обследований, а также справочных материалов определяется эквивалентная продолжительность пожара tэ для выбранной конструкции в рассматриваемом помещении. Эквивалентную продолжительность пожара определяют по известным значениям проемности помещения П, м0,5 и характерной длительности пожара tп ч.
Фактор проемности помещения при объемном пожаре П рассчитывают по формуле
(Л.3)
где S — площадь пола, м2;
V— объем помещения, м3;
Аi — площадь, м2;
hi — высота i-го проема в помещении, м;
N — количество проемов.
В случае локального пожара фактор проемности рассчитывают по формуле
, (Л.4)
где Н — расстояние от зеркала горения до конструкции (высота помещения), м;
F — площадь пожарной нагрузки (разлива), м2.
Характерную длительность объемного пожара tп ч, для твердых горючих и трудногорючих материалов рассчитывают по формуле
, (Л.5)
где Gj — общее количество пожарной нагрузки i-го материала в кг (j = 1,...,М);
М— число различных видов нагрузки;
nдр — средняя скорость выгорания древесины, кг/(м2·мин);
пj— средняя скорость выгорания j-го материала, кг/(м2·мин);
, — весовая доля j-й пожарной нагрузки.
nдр , nj определяют экспериментально или по справочным данным.
При горении ЛВЖ и ГЖ продолжительность локального пожара tл, мин, рассчитывают по формуле
, (Л.6)
где G— количество ЛВЖ и ГЖ, которое может разлиться при аварийной ситуации, кг;
Мср — средняя скорость выгорания ЛВЖ и ГЖ, кг/(м2 ·мин);
F — площадь разлива, м2.
Для рассматриваемого типа конструкций по номограммам (рисунки Л.3 — Л.9) определяют эквивалентную продолжительность пожара tэ(tп, П) [tп — определено по формулам (Л.5) или (Л.6) в зависимости от вида пожара, а П вычислено по формулам (Л.3) или (Л.4)].
|
| 1 - H/ = 1,2; 2 - H/ l,5; 3 - H/ = 1,8;
4 - H/ = 2,2; 5 - H/ = 2,4
Рисунок Л.3 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара tэ от продолжительности пожара для железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций перекрытия в условиях локальных пожаров tл (или продолжительности НСП tНСП) при горении твердых и трудногорючих материалов
| 1-H / = 1,2; 2 - H / = 1,5; 3 - H / =1,8;
4 - H / = 2,2; 5 - H / = 2,4;
6 - H / = 3,6
Рисунок Л.4 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара tэ от продолжительности пожара tл для железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций перекрытия при горении ЛВЖ и ГЖ
|
|
| 1-H / = 1,2; 2 - H / = 2,0;
3 - H / =2,4; 4 - H / = 2,85;
5 - H / = 3,2; 6 - H / = 4,0;
7 - H / =4,4; 8 - H / = 5,2;
9 - H / =5,6; 10 - H / = 6,0
Рисунок Л.5 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара tэ от продолжительности пожара tл для горизонтальных незащищенных металлических конструкций
| 1 - H / = 0,5; 2 - H / = 0,6;
3 - H / = 0,7; 4 - H / = 0,8;
5 - H / = 1,0; 6 - H / = 1,5;
7 - H / = 2,0;
Рисунок Л.6 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара tэ от продолжительности пожара tл для вертикальных незащищенных металлических конструкций
|
|
| 1 - П = 0,25 м 0,5; 2 - П = 0,20м 0,5;
3 - П = 0,18 м 0,5; 4 - П = 0,15 м 0,5;
5 - П = 0,12 м 0,5; 6 - П = 0,08 м 0,5;
7 - П = 0,04 м 0,5;
Рисунок Л.7 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара tэ от характерной продолжительности пожара tп Для огнезащищенных металлических и железобетонных конструкций перекрытия
| 1 - П = 0,25 м 0,5; 2 - П = 0,20м 0,5;
3 - П = 0,18 м 0,5; 4 - П = 0,15 м 0,5;
5 - П = 0,12 м 0,5; 6 - П = 0,08 м 0,5;
7 - П = 0,04 м 0,5;
Рисунок Л.8 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара tэ от характерной продолжительности объемного пожара tп для железобетонных несущих стен
|
|
1 - П = 0,25 м 0,5; 2 - П = 0,20м 0,5;
3 - П = 0,18 м 0,5; 4 - П = 0,15 м 0,5;
5 - П = 0,12 м 0,5; 6 - П = 0,08 м 0,5;
7 - П = 0,04 м 0,5;
Рисунок Л.9 — Зависимость эквивалентной продолжительности пожара tэ от характерного времени объемного пожара tп для центрально сжатых железобетонных колонн
|
Л. 1.2 Коэффициент огнестойкости выбранной конструкции К0определяют по значению предельной вероятности отказов с учетом допустимой вероятности отказов конструкций . Значения в зависимости от того, какой группе конструкций i принадлежит выбранная конструкция, приведены в таблице Л.1.
Таблица Л.1— Допустимые вероятности отказов конструкций от пожаров
Группа конструкций
| Вероятность отказов
| Вертикальные несущие конструкции, противопожарные преграды, ригели, перекрытия, фермы, балки
| 10-6
| Другие горизонтальные несущие конструкции, перегородки
| 10-5
| Прочие строительные конструкции
| 10-4
|
Предельные вероятности отказов конструкций в условиях пожаров рассчитывают по формуле
где Р0 — вероятность возникновения пожара, отнесенная к 1 м2 площади помещения;
РА — вероятность выполнения задачи (тушения пожара) автоматической установкой пожаротушения;
Рп.о — вероятность предотвращения развитого пожара силами пожарной охраны.
Р0 рассчитывают по методу, приведенному в ГОСТ 12.1.004, или берут из таблицы Л.2.
Таблица Л.2 — Вероятности возникновения пожара Р0для промышленных помещений
Промышленный цех
| Вероятность возникновения пожара Р0, м/год · 10-5
| По обработке синтетического каучука и искусственных волокон
| 2,65
| Литейные и плавильные
| 1,89
| Механические
| 0,60
| Инструментальные
| 0,60
| По переработке мясных и рыбных продуктов
| 1,53
| Горячей прокатки металлов
| 1,89
| Текстильного производства
| 1,53
| Электростанций
| 2,24
|
Оценки РА берут из таблицы Л.3.
Таблица Л.3 — Вероятности выполнения задачи АУЛ РА
Тип АУП
| Вероятность выполнения задачи
| Установки водяного пожаротушения:
спринклерные;
дренчерные
Установки пенного пожаротушения
Установки газового пожаротушения с:
механическим пуском;
пневматическим пуском;
электрическим пуском
|
0,571
0,588
0,648
0,518
0,639
0,534
|
Рп.о устанавливают по статистическим данным или расчетом с учетом установки автоматических средств обнаружения пожара, сил и средств пожарной охраны. В случае отсутствия данных по пожарной охране и системе пожарной сигнализации следует положить Рп.о
По вычисленным значениям определяют значение характеристики безопасности при необходимости интерполируя данные таблицы Л.4.
Таблица Л.4— Значения характеристики безопасности Р
Вероятность отказов конструкций при пожаре
| Характеристика безопасности b
| Вероятность отказов конструкций при пожаре
| Характеристика безопасности b
|
| 3,7
4,1
4,4
4,5
|
| 2,3
2,8
3,2
3,5
|
| 3,1
3,5
3,8
4,0
|
| 1,3
2,0
2,5
2,6
|
Л.1.3 Расчет коэффициента огнестойкости К0 проводят по формуле
К0 = 0,527 ехр (0,36 b). (Л.8)
В качестве примера в таблице Л.5 приведены значения К0 для условий Р0 = 5 · 10-6 м2/год и РА = 0,95, Рп.о = 0.
Таблица Л.5 — Коэффициент огнестойкости К0
Площадь отсеков S, м2
| Вертикальные несущие конструкции, противопожарные преграды, балки, перекрытия, фермы
| Другие горизонтальные несущие конструкции, перегородки
| Прочие строительные конструкции
|
| 1,36
1,52
1,69
1,79
1,84
2,03
| 0,99
1,14
1,26
1,31
1,42
1,47
| 0,58
0,75
0,87
0,94
0,99
1,10
|
Л.1.4 Требуемый предел огнестойкости t0 рассчитывают по вычисленным значениям tэ, и К0
t0 = К0. (Л.9)
Примеры
1 Определить требуемую огнестойкость железобетонной плиты перекрытия над участком механического цеха при свободном горении 100 кг индустриального масла на площади F= 3 м2. Размеры помещения 18 х 12 х 4 м, в помещении есть проем с размерами 4 х 3 м. Принять, что допустимая вероятность отказов Рдоп равна 10-6.
Расчет
Из справочников найдем, что скорость выгорания масла Мср = 2,7 кг/(м2·мин). Тогда вычислим продолжительность локального пожара tп по формуле (Л.6)
tп = 100 / (3 · 2,7) » 12,4 мин.
Проемность П в случае локального пожара определим по формуле (Л.4)
П = 4 / » 2,3.
Теперь найдем эквивалентную продолжительность пожара tэ Для железобетонной плиты перекрытия при горении индустриального масла. По рисунку Л.4 получим tэ < 0,5 ч. Согласно условию задачи РA = Pп.о =0,а по таблице Л.2 находим Р0 = 0,6 · 10-5 м2/год. Тогда предельная вероятность Рп, вычисленная по формуле (Л.6), равна:
Рп = 10-6 / (6 · 10-6 · 18 · 12) » 7,7 ·10-4.
Интерполируя данные таблицы Л.4, находим, что b»3,1. Теперь вычислим коэффициент огнестойкости по формуле (Л.8):
К0 = 0,527 ехр (0,36 · 3,1) » 1,6.
Требуемый предел огнестойкости t0 равен:
t0 < 1,6 · 0,5 = 0,8 ч.
2 Определить требуемую огнестойкость железобетонной плиты перекрытия над участком механического цеха в условиях объемного пожара при свободном горении древесины с плотностью нагрузки 20 кг · м-2. Размеры помещения 18 х 12 х 4 м, в помещении есть проем с размерами 4 х 3 м. Принять Рдоп = 10-6 м 2/год.
Расчет
Определим фактор проемности П. Объем V помещения равен
V = 18 · 12 · 4 = 864 м3 < 1000м3.
Тогда по формуле (Л.3) получаем
П = 4 · 3 » 0,23.
Характерную продолжительность пожара вычислим по формуле (Л.4). Общее количество пожарной нагрузки G равно
G = 20 · 18 · 12 = 4320 кг.
По формуле (Л.4) определяем, что
tп = 4320 · 13,8 / (6285 · 12 · ) » 0,46 ч.
По рисунку Л.7 определяем эквивалентную продолжительность пожара tэ для железобетонной плиты перекрытия при вычисленных значениях П и tп Получаем, что tэ » 0,8 ч. С учетом вычисленного в примере 1 значения К0 найдем требуемый предел огнестойкости t0:
t0 = 1,6 · 0,8 » 1,3ч.
ПРИЛОЖЕНИЕ М (рекомендуемое) МЕТОД РАСЧЕТА РАЗМЕРА СЛИВНЫХ ОТВЕРСТИЙ
М.1 Введение
M.I.I Настоящий метод устанавливает порядок расчета площади сливного отверстия в ограничивающем жидкость устройстве (поддоне, отсеке, огражденном бортиками участке цеха, производственной площадке и т.п.), при котором исключается перелив жидкости через борт ограничивающего устройства и растекание жидкости за его пределами.
М. 1.2 В расчете учитывают поступление горючей жидкости в поддон из аппарата в момент его аварийного вскрытия, воды от установки пожаротушения и выгорание жидкости с поверхности поддона.
М.1.3 В методике расчета приняты следующие предположения:
- при возникновении аварийной ситуации герметичность стенок аппарата не нарушается;
- разрушаются только патрубки, лежащие ниже уровня жидкости в аппарате, образуя сливные отверстия, равные диаметру патрубков;
- вероятность одновременного разрушения двух патрубков мала;
- давление паров над поверхностью жидкости в аппарате в процессе слива жидкости не меняется.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|