Разработка проектных решений автоматической установки водяного пожаротушения

МЧС РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

«Уральский институт Государственной  противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской  обороны, чрезвычайным ситуациям и  ликвидации последствий стихийных  бедствий»

 

 

Кафедра пожарной автоматики

 

 

Курсовой проект

по теме «Разработка проектных  решений автоматической установки  водяного пожаротушения»

 

вариант № 995

 

                                                                                                Выполнил: курсант 148 уч.гр.

                                                                                                                  Коваленко Д.А.

 

                                                                                         Проверил: преподователь

             лейтенант вн.службы

                                                                                                             Бородин А.А

 

Екатеринбург

2012

Содержание 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..4

1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта…………6
2. Обоснование необходимости защиты объекта АУП и

выбор огнетушащего вещества………………………………...7

3. Выбор типа АУВП и способа тушения………………………..8

3.1Определение времени  подачи ОТВ……………………….8

3.2 Определение критической  продолжительности 

развития пожара……………………………………………….12

3.3 Вывод о рекомендуемом виде АУВП…………………… 14

3.4 Определение критической  продолжительности 

развития пожара……………………………………..…………15

3.4.1 Определение диаметра оросителя…………………..15

3.4.2 Расчет распределительной  сети……………………..17

3.4.3 Определение параметров  водопитателей и

дополнительных агрегатов………………………………...25

3.5 Автоматизация АУВП……………………………………..29

3.6 Принцип работы АУВП…………………………………...31

3.7 Перечень оборудования  и материалов……………………33

Список литературы…………………………………………………35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Согласно Федеральному закону от 22.07.2008г. № 123 - ФЗ «Технический регламент  о требованиях пожарной безопасности» (далее - Технический регламент) одним  из способов защиты людей и имущества  от воздействия опасных факторов пожара является применение систем АПЗ, наряду с объемно-планировочными решениями, огнестойкостью строительных конструкций, применением негорючих отделочных материалов, первичных средств пожаротушения  и организацией деятельности подразделений  пожарной охраны.

АПЗ объекта может включать в себя автоматические установки  пожарной сигнализации и пожаротушения, систему оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, систему  противодымной вентиляции, устройства управления огнезадерживающими клапанами, отзывом лифтов, приточно-вытяжной механической вентиляцией и т.д.

Навыки, полученные обучаемыми при выполнении курсового проекта  по разработке проектных решений  автоматической установки пожаротушения, необходимы для формирования профессиональноспециализированных компетенций в области обеспечения пожарной безопасности объектов посредством применения технических средств автоматической противопожарной защиты.

Курсовое проектирование проводится с целью систематизации, закрепления и углубления знаний и умений, полученных в процессе изучения дисциплины Производственная и пожарная автоматика. Разработка технических решений взаимосвязана с такими дисциплинами, как Пожарная безопасность в строительстве, Пожарная безопасность технологических процессов, Прогнозирование опасных факторов пожара, Пожарная безопасность электроустановок.

В рамках курсового проектирования предусмотрено расчетное обоснование  выбора типа АУП, предполагающее принятие решения инженером пожарной безопасности исходя из конкретных характеристик  защищаемого объекта в условиях отсутствия четких требований нормативных  документов.

При разработке проектных  решений обучающиеся изучают  принципы построения, конструкции и  особенностей функционирования технических  средств пожарной автоматики, требования нормативных документов, овладевают методами разработки технических решений  в части оснащения объектов АПЗ.

Рекомендации по выполнению курсового проекта выполнены  в соответствии с действующими нормативными документами и современными техническими решениями в области пожарной автоматики.

1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта.

ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ — состояние, при котором возможно возникновение и развитие пожара.

Пожарная опасность веществ и материалов — совокупность свойств веществ (материалов), способствующих возникновению и (или) развитию горения и последующего распространения опасных факторов пожара. Пожарная опасность может быть присуща негорючим веществам, которые способны при взаимодействии с др. веществами вызывать горение или усиливать его (функция окислителя); производить тепловую энергию (функция источника зажигания) или горючие газы (функция поставщика горючего). Такие вещества относят к категории особо пожаровзрывоопасных исходя из их несовместимости.

Свойства горючей нагрузки: низшая теплота сгорания –                   20,9  МДж/кг, удельная оптическая плотность дыма – 327 Нп*м²/кг, температура самовоспламенения – 260 ⁰С, линейная скорость распространения пламени – 0,065 м/с , удельная массовая скорость выгорания нагрузки – 0,015 кг/(м²*с).

Источниками зажигания  в данном складском помещении  могут служить:

- короткое замыкание  электропроводки;

- большие переходные  сопротивления;

- токи перегрузок электропроводки;

- неосторожное обращение  с огнем.

 

2. Обоснование необходимости защиты объекта АУП и выбор огнетушащего вещества.

Согласно ст. 61 Технического регламента здания, сооружения и строения должны быть оснащены автоматическими  установками пожаротушения в  случаях, когда ликвидация пожара первичными средствами пожаротушения невозможна, при этом автоматические установки  пожаротушения должны обеспечивать достижение одной из следующих целей:

1. Ликвидация пожара в помещении (здании) до возникновения критических значений опасных факторов пожара;
2. Ликвидация пожара в помещении (здании) до наступления пределов огнестойкости строительных конструкций;
3. Ликвидация пожара в помещении (здании) до наступления опасности разрушения технологических установок.

Указанные цели носят общий характер и не позволяют принять решение на конкретном объекте без дополнительных обоснований. Можно выделить три основных метода обоснования необходимости АУП или АУПС, а именно: расчетный, расчетно-графический и нормативный. В рамках курсового проекта воспользуемся нормативным методом обоснования.

Согласно п. 4.1 табл. А.3 приложения А, СП 5.13130-2009 необходимо оборудовать  складские помещения, расположенные в цокольном и подвальном этаже автоматическими установками пожаротушения независимо от площади.

 

3. Выбор типа АУВП и способа тушения.

 

1. Определение времени подачи ОТВ.

В рамках данного подраздела будем определять время достижения порогов срабатывания дымовых пожарных извещателей и спринклерных оросителей. Для расчета динамики ОФП в помещении воспользуемся аналитическим решением интегральной математической модели.

          Расчет времени достижения пороговых  значений температуры и оптической  плотности дыма начинается с  определения основных коэффициентов. Принимаем наихудший вариант возникновения пожара, а именно: очаг пожара находится в геометрическом центре помещения в плане. В этом случае пожар будет распространяться по круговой форме. По формуле определим коэффициент А, принимая во внимание условие, что в начальный период развития пожара (приблизительно 10 мин) линейная скорость фронта пламени составляет половину от своего значения.

 

         Определим величину свободного  объема помещения. В случае  отсутствия сведений о фактической  величине допускается его принимать  равным 80% от геометрического объема  помещения. Определим свободный  объем защищаемого помещения  путем умножения геометрических  размеров на коэффициент 0,8:

 

          Рассчитаем комплекс В по формуле:

 

        Определим  коэффициент, учитывающий неравномерность  распределения опасных факторов  пожара на предполагаемой высоте  установки пожарных извещателей:

 

Определяем время достижения пороговых значений  срабатывания спринклерного оросителя и дымового извещателя. Поскольку температура  в рассматриваемом помещении составляет ниже 5⁰С, то температура срабатывания спринклерного оросителя составляет 57⁰С.

        Начальная  температура воздуха в помещении  t₀,принимается в зависимости от исходных данных. Для рассматриваемого объекта температура в помещении составляет ниже 5⁰С, поэтому согласно принятому допущению t₀=5⁰C.

          Подставляя соответствующие исходные  данные в формулу для определения  порогового значения по температуре, получим время достижения температуры срабатывания спринклерного оросителя:

 

 

Время достижения порога срабатывания дымового пожарного извещателя по оптической плотности дыма определим по формуле:

 

 

Таким образом, время достижения температуры срабатывания теплового извещателя и спринклерного оросителя составляет примерно 65 с, пороговой оптической плотности дыма для дымового извещателя – 18 с. Однако, для вывода о целесообразности устройства дренчерной установки автоматического пожаротушения, электрический запуск которой инициирует система автоматической пожарной сигнализации, полученных сведений недостаточно.

 

 

 

 

Определение времени подачи огнетушащих  веществ различными типами АУВП

      Определим  время с момента возникновения  пожара до подачи огнетушащих  веществ различными типами АУП, используя исходные и справочные данные, результаты расчетов и справочные данные табл.2.1 методических указаний:

-   для дренчерной АУП с электропуском при условии запуска от АУПС с дымовымиизвещателями по формуле:

 

-   для спринклерной  водозаполненной АУП по формуле:

 

            На основании проведенных расчетов  можно сделать вывод о том,  что дренчерная АУП с электропуском  обеспечит подачу огнетушащих  веществ в очаг пожара ранее  остальных АУП.

3.2 Определение  критической продолжительности  развития пожара.

Время распространения пожара

        Для  проведения оценки времени распространения  пожара на всю площадь помещения  воспользуемся упрощенной моделью  расчета площади пожара.

        Найдем  отношение максимального линейного  размера помещения  в плане,  определяемого в соответствии  с исходными данными, к линейной  скорости распространения фронта  пламени;

 

          Поскольку полученное отношение составляет более 600, то воспользуемся первым уравнением из системы;

 

       Время  распространения пожара на всю  площадь помещения составляет 1233 с.

 

Время достижения температуры самовоспламенения

       Принимаем  наихудший вариант возникновения  пожара, а именно: очаг пожара  находится в геометрическом центре  помещения в плане. В этом  случае пожар будет распространятся  по круговой форме. Определим  коэффициент А, принимая во внимание условие, что в начальный период развития пожара (приблизительно 10 мин) линейная скорость фронта пламени составляет половину от своего значения.

 

         Определим величину свободного  объема помещения. В случае  отсутствия сведений о фактической  величине допускается его принимать  равным 80% от геометрического объема  помещения. Определим свободный  объем защищаемого помещения  путем умножения геометрических  размеров на коэффициент 0,8:

 

          Рассчитаем комплекс В по формуле:

 

         Определим коэффициент, учитывающий  неравномерность распределения   опасных факторов пожара, на предполагаемой  высоте размещения горючей нагрузки:

 

         Определим время достижения температуры  самовоспламенения горючей нагрузки, подставляя исходные данные и полученные раннее коэффициенты:

 

 

        Время  достижения температуры самовоспламенения  пожарной нагрузки составляет примерно 205 с.

         Сравнивая полученное значение  с расчетным временим распространения пожара на все помещение (1233 с. ), можно сделать вывод, что критическое время развития пожара будет составлять 205 с

3.3 Вывод о рекомендуемом  виде АУВП

Подведем предварительный  итог проведенных расчетов:

 – время  до момента подачи огнетушащих  веществ спринклерной установкой пожаротушения составляет  365 с.

 – время  до момента подачи огнетушащих  веществ дренчерной установкой пожаротушения составляет  228 с.