Проектирование пассивной противопожарной защиты здания

Второй этаж – искронедающие (взрывопожароопасные помещения), высота 4,2 м – цементно-бетонное, для помещения № 23,24; В пожароопасном помещении № 22 – цементно-песчаные.

Третий этаж – искронедающие (взрывопожароопасные помещения), высота 4,2 м – цементно-бетонное, для помещения № 31,12; В пожароопасном помещении № 29,30 – цементно-песчаные.

Таблица 2.9.

Тип полов в помещениях.

Поз.	Наименование помещения	Тип пола	Обоснование
1	Участок изготовления мебели	Цементно-бетонное толщиной 50 мм (допускаемое напряжение 400 МПа)	[14] таблица 1.
2	Лесораскрой-ный участок	Цементно-бетонный 30 мм (допустимое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
3	Участок шлифовки	Цементно-бетонное толщиной 50 мм (допускаемое напряжение 400 МПа)	[14] таблица 1.
4	Механический участок	Цементно-бетонное толщиной 50 мм (допускаемое напряжение 400 МПа), на втором этаже, за пределами этажерки мозаично-бетонное толщиной 25 мм (допустимое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
5	Участок окраски и лакировки	Цементно-бетонный 25 мм (допустимое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
6	Участок лакоприготовле-ния	Цементно-бетонный 30 мм (допустимое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
8	Раздевалка	Керамические плиты, имеющие рифленую лицевую поверхность.	[14] таблица 2.
9	Душевые	Керамические плиты, имеющие рифленую лицевую поверхность.	[14] таблица 2.
10	Гардероб	Керамические плиты.	[14] таблица 2.
11	Коридор	Керамические плиты с рифленой поверхностью.	[14] таблица 2.
12	Электрощито-вая	Мозаично-бетонное покрытие толщиной 25 мм (допускаемое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
13	Трансформаторная	Мозаично-бетонное покрытие толщиной 25 мм (допускаемое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
14	Бойлерная	Мозаично-бетонное покрытие толщиной 25 мм (допускаемое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
15	Пожарный пост	Керамические плиты.	[14] таблица 2.
16	Вестибюль	Шлакоситалловые  плиты, имеющие рифленую лицевую поверхность.	[6] п. 3.41.; [14] таблица 2.
17	Конференцзал	Дощатый пол.	[14] таблица 2.
18	Кладовая	Дощатый пол.	[14] таблица 2.
19	Сан. Узлы.	Керамические плиты, имеющие рифленую лицевую поверхность.	[14] таблица 2.
20	Административные кабинеты	Дощатый пол.	[14] таблица 2.
23	Холл	Керамические плиты с рифленой поверхностью.	[14] таблица 2.
24	Приемная	Дощатый пол.	[14] таблица 2.
25	Лестничная клетка	Керамические плиты	[14] таблица 2.
26	Лифтовая	Мозаично-бетонное покрытие толщиной 25 мм (допускаемое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
27	Шахта вытяжной вентиляции № 1	Цементно-бетонный 30 мм (допустимое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
28	Шахта вытяжной вентиляции № 2	Цементно-бетонный 30 мм (допустимое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
29	Приточная венткамера № 1	Мозаично-бетонное покрытие толщиной 25 мм (допускаемое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
30	Медпункт	Керамические плиты с рифленой поверхностью.	[14] таблица 2.
31	Тамбуры	Мозаично-бетонное покрытие толщиной 25 мм (допускаемое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
32	Кладовая техперсонала	Цементно-бетонный 25 мм (допустимое напряжение 300 МПа)	[14] таблица 1.
33	Лифт	По материалам завода-изготовителя.	-

 

 

3. Проектирование противопожарных преград

 

- Противопожарные стены в проекте не предусматриваем.

- Противопожарные зоны в проекте не предусматриваем.

- Противопожарные перегородки.

В проекте предусматриваем противопожарные перегородки первого типа, расположение которых отражено в таблице 1.4.

Огнестойкость перегородки – ЕI 45, К0 ([10] таблица 2), огнестойкость узлов сопряжения с другими конструкциями – не менее EI 45 ([10] п. 4.11).

Подвесные потолки в проекте не предусмотрены.

В перегородках предусматриваем противопожарные двери второго типа (EI 30), тамбур-шлюзы второго типа (перегородки первого типа, перекрытия второго типа (не ниже третьего), заполнение проемов второго типа) таблицы 3, 4 [10].

- Противопожарные перекрытия.

В проекте предусматриваем противопожарные перекрытия третьего типа REI 45, К0, тип заполнения проемов 2 ([10] таблица 2).

Противопожарные перекрытия должны примыкать к наружным стенам класса пожарной опасности К0 [3] п. 5.1.17.

- Противопожарные двери.

Во всех противопожарных перегородках (первый тип) и тамбур-шлюзах при них предусматриваем установку противопожарных дверей, ворот второго типа [10] таблицы 2, 4. Предел огнестойкости этих преград равен EI 30. (применяем двери без светопрозрачных элементов) [10] таблица 3.

- Противопожарные окна.

Необходимость установки противопожарных окон в помещениях отсутствует.

- Тамбур-шлюзы.

В противопожарных перегородках предусматриваем тамбур-шлюзы второго типа (помещение № 1). [10] таблица 2. Тип элементов: перекрытия 3 (REI 45), перегородки 1 (EI 45), двери 2 (EI 30). [10] Таблицы 3, 4.

- Открытые тамбуры в проекте не предусматриваем.

 

 

 

 

 

Таблица 2.10.

Противопожарные преграды.

Предел огнестойкости, мин.	Материал	Мини-мальные параметры, мм	Обоснование	Дополнительные требования.	Серия для стандарт-ных изделий.
Противопожарная перегородка первого типа
EI 45	Железобетон.	t = 130 мм. с = 25 мм	[11] таблица 6.5	Противопожарные перегородки в помещениях с подвесными потолками должны разделять пространство над ними. Не должны иметь не заделанных проемов.
Противопожарные перекрытия третьего типа
REI 45	ж/б	ширина 70, расстояние до оси арматуры 25	[11] таблицы 6.3, 6.7.	Противопожарные перекрытия должны прилегать к наружным стенам из негорючих материалов, без зазоров. Не должны иметь не заделанных проемов.
Применяется в качестве противопожарного перекрытия – запроектированное в подразделе 2.2 с учетом выполнения дополнительных требований.
Противопожарная дверь второго типа
EI 30	Дверь противопожарная стальная ДССГП21-9ЛП по Конструкция сборно-сварная, обшивка дверного полотна из листового проката из стали Ст3; полотно двери заполнено ламелями негорючей минеральной ваты (плит) «ПАРОК» (Литва), в притворе коробки и рамы полотна двери установлены прокладки из асбестовой ткани АСТ-1	Размеры: 2060×1020 В = 52	ТУ РБ 99002239.191-99.	Дверь оборудуется устройствами для самозакрывания и уплотнениями в притворах
Противопожарные ворота
EI 30	С двойной стенкой, строительная глубина 72 мм, состоит из отделочных панелей, имеющих высоту ворот, которые соединяются между собой непосредственно на месте монтажа. Материал: стальные листы без внутреннего напряжения толщиной 1,0 мм. Изоляция с помощью изолирующих плит. Вес 40 кг/м.	3000×2500 В = 72	ТУ 5284-004-18897806-2010	Ворота оборудуются устройствами для самозакрывания и уплотнениями в притворах
Тамбур-шлюзы
Перегородки –EI -45	Железобетон.	t = 130 мм. с = 25 мм	[11] таблица 6.5
Перекрытий – REI - 45	Железобетон	t = 70 мм c = 25 мм	[11] таблица 6.3
Двери аналогичны остальным противопожарным

 

 

 

 

2.7. Проектирование противовзрывной защиты здания

  Расчет площади легкосбрасываемых конструкций. Проектирование конструктивного исполнения легкосбрасываемых конструкций

Таблица 2.11

Площадь ЛСК

Поз.	Наименование помещения	Объем помещения, м3
1	Участок изготовления мебели	84
4	Лесораскройный участок	67
5	Участок шлифовки	342
6	Механический участок	252
7	Участок окраски и лакировки	381
8	Участок лакоприготовления	416

 

 

 

- Исходные данные.

Применяемое вещество y-спирит (С10,5Н21,0)

 

Уайт-спирит, условная формула С10,5Н21,о, легковоспламеняющаяся жидкость. Молекулярная масса 147; плотность 760—790 кг/м3; пределы выкипания 140—200 °С; lg p = 7,13623 — 2218,3/(273,15 + /) при 20— 80 °С; в воде не растворим. Температура вспышки: 33—36 °С (з. т.), 43 °С (о. т.); температура воспламенения 47 °С; температура самовоспламенения 250 °С; концентрационные пределы распространения пламени 0,7— 5,6% (об.); температурные, пределы распространения пламени: нижний 33 °С, верхний 68 °С; нормальная скорость распространения пламени 0,52 м/с; минимальная энергия зажигания 0,33 мДж при 70 °С. [17].

По таблице 1 [4], помещения № 1, № 2, № 3, № 4,№5,№6,№7 – не могут быть отнесены к категории А (температура вспышки более 28 °С.

В качестве аварийной ситуации в соответствии с заданием принимаем розлив 250 кг уайт-спирита.

 

-. Обоснование необходимости применения ЛСК.

Объем пролившейся жидкости V = m/ρ = 250 кг/780 кг/м3 = 0,32 м3;

Площадь испарения определяется из условия что 1 л уайт-спирита разливается на 1 м2 пола помещения [8] п. 4.2.4., т.е. площадь испарения Sисп. = 416м2. Давление насыщенных паров определяем по формуле Антуана с учетом максимальной температуры воздуха для Гродненской области tr = 36º C [СНБ 2.04.02]

Рн. = ;

Тогда

Рн = = 0,913 кПа;

Интенсивность испарения с поверхности жидкости:

W = 10-6×η×         [4] формула 14

Принимая температуру воздуха в помещении, равной максимальной: 36 ºС по [4] таблица 3 при υвозд. = 1 м/с с помощью экстраполяцией определяем:

При υвозд. = 1 м/с и t = 30 ºC;

η1 = 5,6;

при υвозд. = 1 м/с и t = 35 ºС;

η2 =  4,6

тогда при υвозд. = 1 м/с и t = 36 ºC

η = 5,6 –  (36 – 30) = 4,4;

Получаем:

W = 10-6×4,4××0,913 = 4,87×10-5 ;

Определяем время испарения жидкости.

Согласно [4] п. 5.5. масса паров жидкости, поступивших в помещение, равна массе жидкости, испарившейся с поверхности розлива. Тогда время полного испарения жидкости:

Тисп. =   = = 12340 с.

Т.к. время полного испарения жидкости более 3600 с, то для дальнейших расчетов принимаем Тисп. = 3600 с [4] п. 4.2.6.

Определяем массу горючих паров (без учета работы аварийной вентиляции)

m = W×Fисп.×Тисп.         [4] формула 13.

m = 4,87×10-5×416×3600 = 72,9 кг.

С учетом работы аварийной вентиляции (кратность равна 5 1/ч по [5] таблица ф1) масса паров уменьшится в К раз. К = АТ + 1,

где А = 5 – кратность;

Т = 3600 с = 1 час.

К = 5×1 + 1 = 6,

т.е. mр = 72,9/6 = 12,15 кг.

Плотность паров жидкости:

ρг.п. =           [4] формула 2.

V0 = 22,413 – молярный объем

ρг.п. = = 5,793 ;

Свободный объем помещения:

Vсв.(8) = 0,8×Vпом. = 0,8×416 = 332,8 м3    [4] п. 4.4.

10.  Определяем стехиометрическую концентрацию паров жидкости и стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания метилового спирта по [4] ф. 3.

β = nc + - = 10,5 + - = 15,75;

Ccт. = = = 1,295 % (объемных).

Определяем избыточное давление взрыва ΔР для уайт-спририта для данных условий:

ΔР = (Рmax – P0)×;

Z – коэффициент участия горючего во взрыве по [4] таблица 2 для ЛВЖ, нагретой выше температуры вспышки (33 – 36 ºС) Z = 0,3;

Кн. – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатность процесса горения. Допускается принимать Кн. = 3        [4] страница 5.

Рmax. – максимальное давление взрыва стехиометрической смеси в замкнутом объеме.;

Рmax = 900 кПа; п. 5.1 [4]

Po = 101 кПа – начальное давление,

ΔР(4) = (900 – 101)× = 40,00 кПа;

Вывод: согласно [4] таблица 1, данное помещение следует отнести к категории «А» – пожароопасные (40 кПа > 5 кПа).

 

Согласно [3] п. 5.6.5 в данном помещении есть необходимость в установке легкосбрасываемых конструкций.

Ввиду того, что площадь пола помещений (расчетная площадь розлива) во всех помещениях достаточна для расчетной площади испарения, а также принимая, что все параметры помещений, за исключением свободного объема, идентичны, произведем расчет избыточного давления взрыва для других помещений:

Vсв.(7) = 0,8×Vпом.(1) = 0,8×381 = 304,8 (м3);

Vсв.(8) = 0,8×Vпом.(5) = 0,8×416 = 332,8 (м3);

ΔР(7) = (900 – 101)× = 32,6 кПа;

ΔР(8) = (900 – 101)× = 40 кПа;

 

Из расчетов видно, что оборудованию ЛСК подлежит только помещение №7, 8, поскольку согласно [4] таблица 1, данное помещение следует отнести к категории «А» - взрывопожароопасное (32,6 кПа > 5 кПа, (23,93 кПа > 5 кПа).). Согласно [3] п. 5.6.5 в данных помещениях необходимо установить легкосбрасываемых конструкций (ЛСК).

Помещения № 1-6, не нуждаются в установке ЛСК, поскольку [4] таблица 1, данные помещения следует отнести к категории «В» - пожароопасные (1,3; 1,9 и 1,4 кПа < 5 кПа).

 

 

- Определение площади легкосбрасываемых конструкций.

- Согласно примечаниям 2 и 4 к таблице 1 [16] принимаем, что строительные конструкции и оборудование занимают 20 % объема помещения. Объем, занимаемый крупногабаритными конструкциями принимаем равным 60 % загромождённого объема, мелкогабаритными – 40%.

- Расчетная нормальная скорость распространения пламени:

Uн.р. = 0,55×Uн.max = 0,55×0,52 = 0,286 м/с       [16] формула 6;

- Массовые концентрации горючего в горючей среде определяем по [16] ф. В.1 и В. 3 (в приложении В).

Снкпр. = = = 40,6 ;

Сmax. = = = 75 ;

2.5.1.3.4. Коэффициент степени  заполнения объема помещения  взрывоопасной смесью и ее  участия во взрыве.

μv =                           [16] ф. 13.

 

μv = = 0,189.

2.5.1.3.5. Расчетная плотность  газа в помещении перед воспламенением:

ρ0 = ;                       [16] ф. 21, где

= = = 0,63;

ρ0 = = 1,16 ;

- Определение объема помещения, в котором происходит горение взрывоопасной смеси.

Объем пламени:                           [16] ф. 12.

Vпл. = 6,53× μv×Vпом. = 6,53 × 0,189×416 = 513,41 м3;

Тогда по [16] условие 11 при Vпл. > Vпом. Применяем:

V = Vпом = 416 м3;

- Определяем показатель интенсивности взрывного горения.

По [16] таблица 1 при V = 416 м3, интерполируя, находим:

= 6 + ×(396 – 100) = 7,32;

= 4 + ×(396 – 100) = 4,66;

Тогда для 60 % крупногабаритных и 40 % малогабаритных строительных конструкций и оборудования:

α = 0,6 × 4,66 × + 0,4 × 7,32 = 5,72;

- Допустимое избыточное давление в помещении принимается:

ΔРдоп. = 5 кПа    [16] п. 6.3.

2.5.1.3.9. Определяем расчетную  степень сжатия продуктов горения  при взрыве:

= 8.                          [16] п. 6.5.

- Коэффициент, учитывающий степень заполнения объема помещения взрывоопасной паровоздушной смесью [16] ф. 14 – ф. 16;

= = 0,00714;

= = 0,1625;

Получаем:

= 0,00714 < 0,033 < 0,1625, тогда

= = = 0,17;                                           [16] п. 6.7.

Кф. = = = 9,44;

Т.к. Кф > 1, принимаем Кф = 1 и минимальная площадь ЛСК в наружном ограждении помещения:

= ;                                      [16] ф. 2.

= = 10,52 м2;

- Проектирование конструктивного исполнения легкосбрасываемых конструкций.

В качестве ЛСК применяем остекление толщиной 3 мм.

- Выбор оконных проемов.

 Принимаем по СТБ 939-93 для здания оконные проемы  3020×3020 мм. Тогда в качестве ЛСК для снижения избыточного давления взрыва в помещении получаем оконный переплет, состоящий из блоков по 4 стекла длиной 1355 мм и высотой 980 мм (согласно СТБ 939-93 ширина рамы оконного переплёта 120 мм). Размеры стекол «в свету»: 980×1355 мм.