Расчет параметров систем дымоудаления с естественным побуждением
Существует два подхода к организации дымоудаления из помещений большого объема. Первый подход предполагает создание в нижней части помещения свободной от дыма зоны. Этот подход применим при П<12 м и y<4 м (высота незадымленной зоны). При втором устройства дымоудаления должны обеспечить незадымление путей эвакуации из здания и помещений, смежных с горящим. Этот подход применяется при П>12 м или y > 4 м. Указанные границы применимости подходов регламентируются нормативными документами и обусловлены стремлением получить минимальные значения площади проходного сечения устройств дымоудаления.
1) Рассмотрим физические предпосылки первого подхода. В его основе лежит условие баланса между количеством дыма, поступающего от источника в подпотолочный слой, и количеством дыма, удаляемого из верхней части подпотолочного слоя дымоудаляющими устройствами.
Объемный расход дыма выражается зависимостью:
Lк = 0,182×y×[g×Qo4 ×z/(cp×rн×T4)]1/3
где Qo – конвективная производительность очага пожара; сp – удельная изобарная теплоемкость; rн, Тн – соответственно плотность и температура воздуха в помещении.
Для случая, когда пламя проникает в подпотолочный слой дыма, расход дыма в конвективной колонке выражается зависимостью
Gк = 0,188 ×П ×z3/2
Общим в формулах для Lк и Gк является то, что с уменьшением незадымленной зоны уменьшается и расход газа, поступающего в подпотолочный слой. Расход удаляемого из верхней зоны помещения дыма может быть выражен формулой
|
|
|
Gу = mу× Fу×[2 ×rпг×g× hс×(rн - rпг)]1/2
где Fу – площадь проходного сечения люков дымоудаления; mу -коэффициент расхода люков дымоудаления; rпг – плотность дыма в подпотолочном слое.
Для того, чтобы получить выражение для площади люков дымоудаления, приравняем зависимости для Gу и Gк
mу×Fу×[2× rпг×g×hс×(rн - rпг)]1/2 = 0.188 ×П ×y3/2
2) Рассмотрим основы расчета площади люков дымоудаления для случая, когда задачей системы является незадымляемость путей эвакуации из здания и смежных с горящим помещений.
На различные фасады здания действуют различные ветровые давления:
Pоз =Kз×rн×Uв2/2; Pобок =Kбок×rн×Uв2/2; Pон= Kн×rн×Uв2/2.
Расход удаляемого дыма равен сумме расходов воздуха, поступающего через все проемы на всех фасадах здания:
Gу = Gз + Gбок1 + Gбок2 + Gн, (3.2)
где Gз- расходы через проемы заветренного фасада; Gбок1, Gбок2 -расходы через проемы боковых фасадов; Gн- расход через проемы наветренного фасада.
Для того чтобы вычислить расходы, необходимо знать давление на уровне пола горящего помещения Ров, которое вычисляется по формуле
Pов = -0,3×rн×Uв2/2 – g×hп×[1+(F1/F2)2](rн - rпг).
|
|
|
Перепады давления на уровне середины проема вычисляются таким образом
Pi=Poi – Pов-g×hп ×(rн -rпг)/2,
где i-номер рассматриваемого фасада (для наветренного фасада i=н, Рoi =Pон = 0,2×rн×Uв2 и т.д.).
Требуемая площадь устройств дымоудаления вычисляется по формуле:
Fу =Gу/[my× (2×rпг×DPрасп)0,5],
где DPрасп – располагаемый перепад давлений.
Располагаемый перепад давлений – это разность давления внутри помещения на уровне оголовка устройства дымоудаления и давления вне здания на том же уровне:
DPрасп= Pвд – Pнард,
где Рвд – давление в помещении на уровне оголовка устройства дымоудаления; Pнард – давление вне здания на уровне оголовка устройства дымоудаления.
Выражение для располагаемого перепада давлений имеет вид:
DРрасп = Ров - H×g×rпг - Kл×rн×Uв2/2+H×g×rн = Ров - Kл×rн×Uв2/2 +H×g×(rн - rпг). (3.3)
При организации дымоудаления через проемы в покрытии или шахты в качестве H берется высота помещения от пола до оголовка шахты.
При организации дымоудаления через открывающиеся фрамуги окон или светоаэрационных фонарей в качестве H берется расстояние от пола до середины фрамуги. При такой организации дымоудаления необходима проверка условия DРрасп>0. В качестве аэродинамического коэффициента для проверки следует брать коэффициент для наветренного фасада здания (Ку=0,4), а в качестве Н – расстояние от пола до нижнего среза фрамуги.
|
|
|
Обеспечение незадымленной зоны в нижней части помещения. Обеспечение незадымляемости путей эвакуации и помещений, смежных с горящим. Основные факторы, определяющие эффективность систем дымоудаления с естественным побуждением. Конструктивное исполнение дымоудаляющих устройств. Дымовые зоны, требования к их устройству.
Существует два подхода к организации дымоудаления из помещений большого объема. Первый подход предполагает создание в нижней части помещения свободной от дыма зоны. Этот подход применим при П<12 м и y<4 м (высота незадымленной зоны). При втором устройства дымоудаления должны обеспечить незадымление путей эвакуации из здания и помещений, смежных с горящим. Этот подход применяется при П>12 м или y > 4 м. Указанные границы применимости подходов регламентируются нормативными документами и обусловлены стремлением получить минимальные значения площади проходного сечения устройств дымоудаления.
Факторы:
Скорость и направление ветра
|
|
|
Температура продуктов горения
С увеличением температуры продуктов горения уменьшается их плотность и увеличивается располагаемый перепад давления. С другой стороны, при снижении плотности продуктов горения увеличивается объемный расход и потери давления в дымоудаляющих устройствах. Толщина слоя дыма
С увеличением толщины слоя дыма возрастают располагаемый перепад давления и эффективность системы дымоудаления. Для увеличения толщины слоя дыма за рубежом устраивают так называемые дымовые зоны или “резервуары дыма”. Дымовая зона представляет собой некоторое пространство под потолком помещения, ограниченное противодымными экранами. Противодымный экран представляет собой перегородку из негорючих материалов. Перегородка крепится к потолку и имеет высоту меньшую, чем высота помещения. К экранам предъявляются требования по дымопроницаемости и огнестойкости. Помимо повышения эффективности системы дымоудаления противодымные экраны препятствуют распространению пожара по помещению.
Приток холодного воздуха
Устройства дымоудаления,предназначенные для создания незадымленной зоны в нижней части помещения, будут эффективно работать только в том случае, когда обеспечен достаточный приток воздуха в горящее помещение.
Размеры и количество отверстий дымоудаления
Эффективность дымоудаления через большое количество отверстий малой площади каждого выше эффективности дымоудаления через малое количество отверстий большой площади.
Границы применимости методов
Конструктивное исполнение: В качестве дымоудаляющих устройств в бесфонарных зданиях чаще всего используют шахты дымоудаления. В нормальных условиях они могут использоваться для вентиляции помещений. Шахты дымоудаления (ШД) и дымовые вентиляционные шахты (ДВШ) должны иметь достаточную огнестойкость, быть просты по устройству и управлению и безотказны в работе. Для регулирования газообмена при пожаре или воздухообмена при нормальных условиях дымоудаляющие устройства перекрывают клапанами, открывающимися вручную и автоматически.
В сценических коробках зрелищных зданий в качестве дымоудаляющих устройств применяют дымовые клапаны, устраиваемые над колосниками в верхней части наружных стен. При ветровых напорах такое решение снижает эффективность работы дымоудаляющих устройств, а при динамическом напоре ветра больше гравитационного вызывает опрокидывание тяги. Более целесообразным является размещение дымоудаляющих устройств на кровле здания. Учитывая небольшие размеры сценической коробки в плане и наличие парапетов на кровле, играющих роль ветроотбойников, следует ожидать, что наружное давление у дымоудаляющих устройств во всех случаях не будет превышать статического.
механических систем для целей дымоудаления в промышленных зданиях является актуальным. Компактность, возможность использования для прокладки газоходов объема межферменного пространства между подвесными потолками и междуэтажными перекрытиями, а также чердачных помещений, возможность устройства объединенной системы вытяжной вентиляции и дымоудаления ставят в ряде случаев по экономическим показателям механическую систему дымоудаления на первое место по сравнению с естественной. Устройство механических систем дымоудаления в многоэтажных зданиях позволяет экономить производственную площадь, занимаемую при наличии естественной вытяжки шахтами дымоудаления. Кроме этого, при работе механических систем масса удаляемых продуктов горения практически не зависит от безразмерной температуры, что обусловливает их эффективность по сравнению с естественной системой дымоудаления как в начальной стадии пожара, так и при его развитии.
Объемно-планировочные и конструктивные решения по изоляции источников задымления. Требования по размещению пожароопасных помещений в зданиях. Требования к изоляции подвальных и цокольных этажей.
Система противодымной защиты здания представляет собой комплекс объемно-планировочных и конструктивных решений, организационных мероприятий и специальных средств, предназначенных для защиты людей и материальных ценностей от воздействия продуктов горения.
Объемно-планировочные и конструктивные решения по противодымной защите применяются в зданиях независимо от их этажности. Специальные средства (дымоудаление из помещений, где возник очаг пожара, из коридоров, создание избыточного давления в шахтах лифтов, незадымляемые лестничные клетки) применяются для противодымной защиты в случаях, регламентируемых действующими нормативными документами.
Многоэтажные здания с точки зрения требований к их противодымной защите можно разделить на две группы: здания высотой менее 28 м от планировочной отметки земли до уровня низа открываемых проемов верхнего этажа (до 9 этажей включительно) и здания высотой более указанной. Такое деление обусловлено возможностями техники, предназначенной для спасания людей. В гарнизонах пожарной охраны основным средством спасания людей является 30-метровая механическая автолестница. Первую группу зданий для краткости будем называть многоэтажными зданиями, а вторую – зданиями повышенной этажности.
Противодымная защита многоэтажных зданий осуществляется в основном с помощью объемно-планировочных и конструктивных решений. Широко используется изоляция помещений здания и особенно путей эвакуации от возможных источников задымления, изоляция наиболее вероятных мест возникновения пожара.
Источниками задымления зданий являются пожаровзрывоопасные технологические процессы, кладовые и склады сгораемых материалов и несгораемых материалов в сгораемой упаковке, подвальные и цокольные этажи, мусоропроводы; наиболее вероятными путями распространения продуктов горения – лестничные клетки, шахты лифтов, коридоры, шахты инженерных коммуникаций.
Пожароопасные производства, склады, кладовые сгораемых материалов и несгораемых материалов в сгораемой упаковке следует размещать в помещениях у наружных стен с оконными проемами и отделять их от смежных помещений и коридоров противопожарными перегородками 1-го типа и противопожарными перекрытиями в зависимости от степени огнестойкости здания. Проемы в перегородках защищаются в зависимости от категории помещения либо тамбурами-шлюзами с постоянным подпором воздуха, либо противопожарными дверями 2-го типа. В таких помещениях предусматривается устройство дымоудаления. Для кладовых площадью менее 50 м2 допускается не предусматривать устройства дымоудаления, но в этом случае должно быть предусмотрено дымоудаление из коридора.
Особое внимание уделяется изоляции помещений, расположенных в подвальных и цокольных этажах. Подвальные и цокольные этажи от вышележащих отделяются противопожарными перекрытиями в соответствии со степенью огнестойкости здания, выходы из них должны предусматриваться непосредственно наружу. Выходы из помещений, размещаемых в подвальных и цокольных этажах, допускается проектировать через общие лестничные клетки только в случае, когда в этих помещениях отсутствуют сгораемые материалы. Подвальные и цокольные этажи разделяются на отсеки, секции или отдельные помещения. В общественных зданиях площадь такого отсека не должна превышать 700 м2. Для выпуска дыма в каждом отсеке предусматриваются оконные проемы (“продухи”). Эти проемы используются пожарными для введения сил и средств при тушении. Поэтому высота проема должна быть не менее 1,2 м, а ширина – 0,75 м. В жилых секционных зданиях подвальные и цокольные этажи делятся по секциям, в несекционных зданиях площадь отсека не должна превышать 500 м2.
В производственных зданиях подвалы при размещении в них помещений категории В должны разделяться противопожарными перегородками 1-го типа на части площадью не более 3000 м2 каждая, при этом ширина каждой части (считая от наружной стены) не должна превышать 30 м. Для удаления дыма в указанных помещениях следует предусматривать окна с приямками. Суммарная площадь окон должна быть не менее 0,2% площади пола. Коридоры в таких подвалах должны иметь ширину не менее 2 м с выходами непосредственно наружу или через обособленные лестничные клетки. Перегородки, отделяющие помещения от коридоров, должны быть противопожарными 1-го типа. Подвалы с производственными помещениями категории В в случае невозможности размещения их у наружных стен следует разделять противопожарными перегородками 1-го типа на части площадью не более 1500 м2и устраивать в них дымоудаление.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 1297; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!