ГОСТ Р 12.3.047-98. Приложение К

Приложение К

(рекомендуемое)

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

К.1 Условные обозначения

V— объем помещения, м3;

S— площадь пола помещения, м2;

Аi — площадь i-го проема помещения, м2;

hi — высота i-го проема помещения, м;

Image996.gif — суммарная площадь проемов помещения, м2;

Image997.gif — приведенная высота проемов помещения,м;

П— проемность помещения, рассчитывается по формуле (К.1) или (К.2), м0,5;

Рi — общее количество пожарной нагрузки i-го компонента твердых горючих и трудногорючих материалов, кг;

q — количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади пола, кг/м;

qкр.к удельное критическое количество пожарной нагрузки, кг/м2;

qк — количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади тепловоспринимающих поверхностей помещения, кг/м2;

Пср — средняя скорость выгорания древесины, кг/(м2 · мин);

Псрi — средняя скорость выгорания i-го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/м2 · мин);

Image998.gif— низшая теплота сгорания древесины, МДж/кг;

Image999.gif— низшая теплота сгорания /-го компонента материала пожарной нагрузки, МДж/кг;

e ф — степень черноты факела;

Т0 — температура окружающего воздуха, К;

Тw — температура поверхности конструкции, К;

t — текущее время развития пожара, мин;

tн.с.п минимальная продолжительность начальной стадии пожара, мин;

Image1000.gif — предельная продолжительность локального пожара при горении ЛВЖ и ГЖ, мин.

 

К.2 Определение интегральных теплотехнических параметров объемного свободно развивающегося пожара в помещении

К.2.1 Определение вида возможного пожара в помещении

Вычисляется объем помещения V

Рассчитывают проемность помещений П, м0,5, объемом V Ј 10 м3

Image1001.gif, (K.1)

для помещений с V > 10м3

Image1002.gif. (К.2)

Из справочной литературы выбирают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала i-й пожарной нагрузки V0i, нм3/кг.

Рассчитывают количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки

Image1003.gif. (К.3)

Определяют удельное критическое количество пожарной нагрузки qкр.к кг/м2, для кубического помещения объемом V, равным объему исследуемого помещения

Image1004.gif. (К.4)

Вычисляют удельное значение пожарной нагрузки qк, кг/м2, для исследуемого помещения

Image1005.gif (К.5)

где S— площадь пола помещения, равная V0,667.

Сравнивают значения qк и qкр.к . Если qк < qкр.к , то в помещении будет пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН); если qкі qкр.к , то в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ).

К.2.2 Расчет среднеобъемной температуры

Определяют максимальную среднеобъемную температуру Тmах

дляПРН

Tmax - T0 = 224 Image1006.gif; (К.6)

для ПРВ в интервале 0,15 Ј tпЈ 1,22 ч с точностью до 8 % Тmax = 1000° С и c точностью до 5 %

Image1007.gif (К.7)

где tп — характерная продолжительность объемного пожара, ч, рассчитываемая по формуле

Image1008.gif, (K8)

где n — средняя скорость выгорания древесины, кг/(м2 · мин);

ni — средняя скорость выгорания i -го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, кг/(м2 · мин).

Вычисляют время достижения максимального значения среднеобъемной температуры tmax, мин для ПРН

Image1009.gif; (К.9)

для ПРВ

tmax = tп,

где tп — рассчитывают по формуле (К.8).

Определяют изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре

Image1010.gif (К.10)

где Т0 — начальная среднеобъемная температура, ° С;

t — текущее время, мин.

К.2.3 Расчет средней температуры поверхности перекрытия

Определяют значение максимальной усредненной температуры поверхности перекрытия Image1011.gif, ° С

для ПРН

Image1012.gif; (К. 11)

для ПРВ с точностью до 8,5 % Image1013.gif = 980 ° С, с точностью до 5 %

Image1014.gif. (К. 12)

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности перекрытия tmах, мин

для ПРН

Image1015.gif; (К.13)

для ПРВ с точностью до 10 %

tmax = tп,

Определяют изменение средней температуры поверхности перекрытия

Image1016.gif, (К. 14)

где Image1017.gif начальная средняя температура поверхности перекрытия.

К.2.4 Расчет средней температуры поверхности стен

Определяют максимальную усредненную температуру поверхности стен

для ПРН

Image1018.gif; (К. 15)

для ПРВ при 0,15 Ј tп < 0,8 ч с точностью до 10 %

Image1019.gif. (К. 16)

При 0,8 < tпЈ 1,22ч максимальное усредненное значение температуры поверхности стены с точностью до 3,5 % составляет 850 ° С.

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности стен tmах, мин

для ПРН

Image1020.gif (К.17)

для ПРВ

tmax = 1,1 tп,

Определяют изменение средней температуры стен

Image1021.gif, (К. 18)

где Image1022.gif — начальная средняя температура поверхности стен.

К.2.5 Расчет плотности эффективного теплового потока в конструкции стен и перекрытия (покрытия)

Определяют максимальную усредненную плотность эффективного теплового потока в строительные конструкции Image1023.gif, кВт/м2:

а) при ПРН:

для конструкции стен

Image1024.gif; (К. 19)

для конструкций перекрытия

Image1025.gif; (К.20)

б) при ПРВ:

для конструкций стен при 0,8 > tп > 0,15 ч

Image1026.gif; (К.21)

при 1,22 і tпі 0,8 ч

Image1027.gif =15 кВт/м2;

для конструкций перекрытий (покрытий) при 0,8 > tп > 0,15 ч

Image1028.gif; (К.22)

при 1,22 і tпі 0,8 ч

Image1029.gif =17,3 кВт/м2;

Вычисляют время достижения максимальной усредненной плотности теплового потока в конструкции для ПРН и ПРВ:

для конструкций стен

Image1030.gif. (К.23)

для конструкций перекрытия (покрытия)

Image1031.gif. (К.24)

Определяют изменение средней плотности теплового потока в соответствующие конструкции

Image1032.gif. (К.25)

К.2.6 Расчет максимальных значений плотностей тепловых потоков, уходящих из очага пожара через проемы помещения, расположенные на одном уровне, при ПРВ

Максимальную плотность теплового потока с продуктами горения, уходящими через проемы, рассчитывают по формуле

Image1033.gif. (К.26)

 

К.3 Расчет температурного режима в помещении с учетом начальной стадии пожара при горении твердых горючих и трудногорючих материалов

К.3.1 По данным пожарно-технического обследования или проектной документации определяют:

- объем помещения V;

- площадь проемов помещения Аi;

- высоту проемов hi;

- общее количество пожарной нагрузки каждого вида горючего твердого материала Рi;

- приведенную высоту проемов h;

- высоту помещения h;

- общее количество пожарной нагрузки, приведенное к древесине, Р.

К.3.2 По результатам экспериментальных исследований в соответствии с объемом помещения V и пожарной нагрузкой q определяют минимальную продолжительность начальной стадии пожара (НСП) tНСП. Времени окончания НСП соответствует температура Тв.

К. 3.3 Рассчитывают температурный режим развитой стадии пожара.

К. 3.4 По результатам расчета температурного режима строят зависимость среднеобъемной температуры в помещении в координатах температура — время так, чтобы значению температуры Тв на восходящей ветви соответствовало значение tНСП.

К.3.5 Определяют изменение среднеобъемной температуры в начальной стадии пожара

( Т - Т0 ) / (ТНСП - Т0) = (t / tНСП )2, (К.27)

где ТНСП среднеобъемная температура в момент окончания НСП.

Среднее значение ТНСП горении пожарной нагрузки из твердых органических материалов принимается равным 250 ° С.

Пример — Определение температурного режима пожара в помещении промышленного здания с учетом начальной стадии.

Данные для расчета

Площадь пола S = 2340 м2, объем помещения V= 14040 м3, площадь проемов А = 167 м2, высота проемов h = 2,89 м. Общее количество пожарной нагрузки, приведенное к древесине, составляет 4,68 · 104 кг, что соответствует пожарной нагрузке q = 20 кг/м2.

Расчет По результатам экспериментальных исследований продолжительность начальной стадии пожара:

tНСП = 40 мин.

Температура общей вспышки в помещении:

Тв = 250 °С.

Изменение температуры в начальной стадии пожара:

( Т - Т0 ) / (ТНСП - Т0) = (t / tНСП )2 = [ 523 - 293 (t / 40)2 ];

Т - 293=0,14 t2.

Проемность помещения:

Image1034.gifм0,5.

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг материала пожарной нагрузки:

Image1035.gifм3/кг

Удельное критическое количество пожарной нагрузки:

Image1036.gif

qкп.к = кг/м2.

Удельное количество пожарной нагрузки:

Image1038.gif кг/м2.

Из сравнения qк и qкп.к получается, что

qк = 14 > qкп.к = 5,16

Следовательно, в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией.

Максимальная среднеобъемная температура на стадии объемного пожара:

Image1039.gifК.

Характерная продолжительность пожара:

Image1040.gifч.

Время достижения максимальной среднеобъемной температуры:

tmах = tп = 24 мин.

Изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре:

Image1041.gif;

Image1042.gif

Изменение среднеобъемной температуры при пожаре с учетом начальной стадии пожара в помещении объемом V = 14040 м3, проемностью П= 0,12 м0,5, с пожарной нагрузкой, приведенной к древесине в количестве 20 кг/м2, представлен на рисунке К.1:

Image1043.gif

Рисунок К.1 — Изменение среднеобъемной температуры по времени с учетом начальной стадии пожара

 


ОТДЕЛ 1.4  ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
мкр. ВНИИПО, д. 12, г. Балашиха, Московская обл., 143903
Тел. (495) 524-82-21, 521-83-70     тел./факс (495) 529-75-19
E-mail: nsis@pojtest.ru

Материалы сборника могут быть использованы только с разрешения ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ
© ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, 2009  Все права защищены

Комментарии (0)

    Введите сумму 6 + 10