Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности и разработка мер по их противопожарной защите

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное  образовательное 

учреждение

высшего профессионального  образования

«Уральский государственный  горный университет»

(ФГБОУ ВПО  «УГГУ»)

Кафедра «Безопасности горного производства»

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

на тему:

«Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности и разработка мер по их противопожарной защите»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2013

Содержание

 

Введение……………………………………………………………….4

Задание 1. Определение категории  помещения  по взрывопожарной и пожарной опасности при обращении в  нем горючих газов………………….6

Задание 2. Определение категории помещения  по взрывопожарной и пожарной опасности при обращении в нём легковоспламеняющихся и горючих жидкостей…………………………………………………………….10

Задание 3. Определение категории помещения  по взрывопожарной и пожарной опасности при обращении в нем горючей пыли…………………14

Задание 4. Определение категории помещения  по пожарной опасности при обращении в нем твердых горючих материалов………………………..19

Задание 5.  Определение  категории помещения  по  пожарной опасности……………………………………………………………………….21

Задание 6. Определение категории  здания по взрывопожарной и пожарной опасности……………………………………………………………………….22

Задание 7. Разработка мер  противопожарной защиты помещений  с использованием автоматических установок  газового пожаротушения (АУГП)………………………………………………………………………….24

Графическая часть к курсовому  проекту……………………………………..27

Заключение……………………………………………………………………...28

Используемая литература……………………………………………………....29

 

 

 

 

Введение

 

Классификация зданий, сооружений,  помещений по пожарной и взрывопожарной опасности применяется для установления требований пожарной безопасности, направленных на предотвращение возможности возникновения пожара и обеспечение противопожарной защиты людей и имущества в случае возникновения пожара в зданиях, сооружениях и помещениях.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения и здания (или части зданий между противоположными стенами – пожарные отсеки) подразделяются на категории А, Б, В1-В4, Г и Д.

Цель работы - овладение методикой определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности и методикой расчёта параметров установок автоматического пожаротушения, применительно к рассматриваемым объектам.

Передо мной стояли следующие задачи:

• Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности по заданным параметрам обращающихся в них веществ и материалов.
• Разработка мер противопожарной защиты производственных помещений с использованием автоматических установок пожаротушения.

Курсовой проект содержит семь отделенных заданий.

Задания 1 - 5 включают определение  категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности отдельных  помещений производственного здания в соответствии с требованиями норм пожарной безопасности, содержащихся в СП 12.13130.2009 [4].

В задании 6 поставлена задача определения  категории по взрывопожарной и пожарной опасности здания в целом. Определение  проводится на основании оценки суммы  пожарных характеристик помещений, входящих в состав этого здания, в соответствии с методикой, представленной в СП 12.13130.2009 [4].

В задании 7 решаются задачи по противопожарной  защите здания с применением для  этой цели автоматических установок  газового пожаротушения (АУГП) в соответствии с требованиями СП 5.13130.2009 [5].

Основные ключевые слова: давление взрыва, пожарная нагрузка, пожарная опасность, взрывопожарная опасность, автоматические установки газового пожаротушения ,противопожарная защита, плотность, теплота сгорания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 1. Определение  категории помещения  по взрывопожарной и пожарной опасности при обращении  в нем горючих газов

Условия задания

Вид горючего газа	Начальное давление Р0, кПа	Объем помещения V, м3	Площадь помещения S, м2	Расчетная температура tp, 0 С	Объем аппарата Vап, м3	Давление в аппарате Рап, кПа	Длина трубопровода l, м	Внутренний радиус трубопровода r, м	Давление в трубопроводе Ртр, кПа
Метан	101	500	110	25	1,0	90	10	0,12	50

 

Порядок выполнение работы

 Произвести расчёт  избыточного давления взрыва  горючих газов (ΔР). Если окажется, что расчётное значение ΔР > 5 кПа, то помещение следует отнести к категории А.

При значении ΔР < 5 кПа помещение может быть отнесено к категории Bl, В2, ВЗ, В4 или Д, в зависимости от величины удельной пожарной нагрузки (g) на участке

Примечание:

Методика расчета удельной пожарной нагрузки для горючих газов  приведена в продолжении задания 1.

1. Расчёт избыточного давления взрыва газа (ΔР) производится по формуле

ΔР = ( -   · ,

ΔР = (704–101) =3.005

где - максимальное давление взрыва газо-воздушной смеси в замкнутом объёме

- начальное давление  воздуха, кПа (допускается принимать Р₀ = 101 кПа)_;

- масса горючего газа, выброшенного в результате аварии  в помещении, кг 

- коэффициент участия  горючего во взрыве 

- свободный объём помещения, (принимается по условиям задания 1)

(= 0,8 V)), м³;

 

- плотность горючего газа при расчётной температуре, кг/м ;

- стехиометрическая концентрация горючего газа, %

- коэффициент, учитывающий негерметичность помещения (допускается принимать = 3).

2.   Для  определения   значения   ΔР  предварительно  рассчитываются значения, ,

= ,

= 0.653

где    -   плотность газа при расчётной температуре, кг/;

М - молярная масса газа, кг / кмоль;

V - мольный объём, 22,4 / кмоль;

- расчётная температура,  ° С (принимается по условиям  задания 1).

  =  ( + ) · ,

= 0.735

где - масса горючего газа, выброшенного в результате аварии в помещение, при расчётной аварии, кг;

- объём газа, выброшенного  из аппарата в момент аварии, ;

- объём газа, выброшенного  из трубопровода в момент аварии, ;

= 0,01 ·  ,

= 0.01

где - давление в аппарате, кПа (принимается по условиям задания);

- объём аппарата, (принимается по условиям задания).

  = 0,01 ·  ,

 

где    -  давление  в трубопроводе по технологическому регламенту (принимается по условиям задания 1);

- внутренний радиус трубопровода (принимается по условиям задания  1),м;

- длина трубопровода  от аппарата до задвижки, м  (принимается по условиям задания  1).

= ,

 

где - стехиометрическая концентрация горючего газа, % ;

- стехиометрический   коэффициент кислорода в реакции   горения.

= ,

 

где ,, - соответственно число атомов углерода, водорода, галоидов и кислорода в молекуле горючего газа

На основании выполненных расчётов по заданному варианту задания сделать  вывод о том, следует ли отнести  данное помещение к категории  А по взрывопожароопасности.

 

Продолжение задания (выполняется при условии, что ΔР < 5 кПа)

 Определить категорию  помещения № 1 по пожарной опасности  (при условии, что помещение  не отнесено к категории А).

Для определения категории  пожароопасности помещения предварительно рассчитывается общая пожарная нагрузка (G) и удельная пожарная нагрузка (g). После этого устанавливается  категория помещения .

Порядок выполнения работы:

1.     Определить общую пожарную нагрузку в помещении по формуле:

Q =

Q

где Q - общая пожарная нагрузка в помещении, МДж;

- объём газообразного горючего материала, находящегося в помещении;

- удельная теплота сгорания газа, МДж /

= 0,01 (. ₊ ) ,  

 

где   - объём аппарата, (принимается по условиям задания 1);

 объём трубы, . При этом значения и   принимаются по условиям задания 1);

-  давление газа в аппарате, кПа (принимается по условиям задания 1);

 давление газа  в трубе, кПа (принимается по  условиям задания 1).

2. Определить удельную  пожарную  нагрузку  (g)  в помещении 
МДж/м²

g  = ,

g 

где   Q  -  общая пожарная нагрузка в помещении, МДж;

S -  площадь размещения пожарной нагрузки, м² (по условиям задания для всех вариантов принимается равной 10 м²).

3. На основании выполненных расчётов сделать вывод о том, к какой категории по пожароопасности следует отнести помещение в соответствии с СП 12.13130.2009 [4].

 

Вывод: расчетное значение ∆Р≈3кПа, g=3.64, значит помещение относится к категории В4.

 

 

Задание 2: Определение категории помещения по взрывопожарной и пожарной опасности при обращении в нём легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Вид горючих жидкостей	Свободный объем помещения, Vсв, м3	Площадь помещения, S, м2	Температура воздуха в помещении до взрыва, t0, 0С	Скорость воздушного потока в помещении, ωв, м/с	Емкость аварийного аппарата, Vап, л
Метиловый спирт	550	100	30	0,5	100

 

Порядок выполнения работы

1. Рассчитать избыточное давление взрыва паров 
легковоспламеняющихся или горючих жидкостей ().

Если окажется, что расчётное значение >5 кПа помещение следует отнести к категории А или Б, в зависимости от температуры вспышки, обращающейся в помещении жидкости (к А - при наличии жидкостей с температурой вспышки не более 28 °С, к Б ~ при наличии жидкостей с температурой вспышки более 28 °С).

При значении < 5 кПа помещение может быть отнесено к категории Bl, В2, ВЗ, В4 или Д в зависимости от величины удельной пожарной нагрузки (g).

2. Расчет избыточного давления взрыва паров ЛВЖ или ГЖ 
производится по формуле.

 

,

= = 3.55 (кПа)

где - масса разлившейся жидкости, кг.  При этом принимается условие, что при аварии всё содержимое аппарата поступает в помещение:

 – теплота сгорания горючей жидкости, кДж/кг;

 - начальное давление воздуха в помещении, кПа (допускается принимать Р_о=101кПа);

Z- коэффициент участия паров жидкости во взрыве (принимается z=0,3);

 - свободный объём помещения, м³ (принимается по условиям задания 2)

 - плотность воздуха до взрыва при температуре , кг /м³. Значение принимается по условиям задания 2;

 - теплоёмкость воздуха, кДж/(кг • К ) (допускается принимать С_р = 1,01 кДж/(кг);

  - температура воздуха в помещении до взрыва, К

 - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения (допускается принимать К_н = 3).

3.     Рассчитать  значение т по формуле

m = W ,

m =163 (кг) 

где    т - масса испарившейся жидкости, кг;

W- интенсивность испарения жидкости , кг / (м² с);

 - площадь испарения жидкости с поверхности разлива, м²;

г - продолжительность испарения  с поверхности разлива, с (принимается =300 с).

W = ,

W =  ^{(кг/м2·с)}

где - коэффициент, зависящий от скорости воздушного потока в помещении () и температуры воздуха (t, °С);

М - молярная масса паров жидкости, кг/моль;

- давление насыщенного  пара жидкости при температуре  t, °С, указанной в задании, кПа.

 

,

(м²)

где - площадь испарения с поверхности разлива, м²;

 - ёмкость аппарата, л (принимается по условиям задания 2);

- удельная площадь поверхности  разлива, м²/ л (принимается 1 м²/ л в соответствии с НПБ 105-03).

На основании полученных значений по заданному варианту задания сделать  вывод о том, следует ли отнести  данное помещение к категории  А или Б.

Продолжение задания 2 (выполняется при условии, что ΔР < 5 кПа)

Определить категорию помещения  по пожарной опасности (при условии, что помещение не отнесено к категории  А или Б).

Для определения категории пожароопасности  помещения предварительно рассчитывается общая пожарная нагрузка (G) и удельная пожарная нагрузка g. После этого устанавливается категория помещения.

Порядок выполнения работы

Определить общую пожарную нагрузку в помещении по формуле:

Q = ,

Q =  (МДж) 

где Q -  общая пожарная нагрузка в помещении, МДж;