гасіння пожеж

ВИБІР І РОЗРАХУНОК СИСТЕМ ПОЖЕЖОГАСІННЯ

А. В. Меркулов, В. А. Меркулов

ЗАТ "АРТСОК"

Наводяться основні фактори, що впливають на оптимальний вибір установки газового пожежогасіння (УДП): тип горючої навантаження в приміщенні, що підлягає (архіви, фондосховища, радіоелектронне обладнання, технологічне обладнання і т.д.); величина об'єму, що захищається і його негермітічность; вид газової вогнегасної речовини (ГВР); тип обладнання, в якому ГВР повинно зберігатися, і тип УГП: централізована або модульна.

Правильний вибір установки газового пожежогасіння (УДП) залежить від багатьох чинників. Тому метою даної роботи є виявлення основних критеріїв, що впливають на оптимальний вибір установки газового пожежогасіння і принцип її гідравлічного розрахунку.

Основні фактори, що впливають на оптимальний вибір установки газового пожежогасіння. По-перше, тип горючої навантаження в приміщенні, що підлягає (архіви, фондосховища, радіоелектронне обладнання, технологічне обладнання і т.д.). По-друге, величина об'єму, що захищається і його негермітічность. По-третє, вид газового вогні-гасячого речовини. По-четверте, тип обладнання, в якому газове вогнегасна речовина повинна зберігатися. По-п'яте, тип установки газового пожежогасіння: централізована або модульна. Останній фактор може мати місце тільки при необхідності протипожежного захисту двох і більше приміщень на одному об'єкті. Тому розглянемо взаємний вплив тільки чотирьох названих вище чинників, тобто в припущенні, що на об'єкті необхідна протипожежний захист тільки одного приміщення.

Звичайно, правильний вибір установки газового пожежогасіння повинен грунтуватися на оптимальних техніко-економічних показниках.

Слід особливо відзначити, що будь-яка з дозволених до застосування газове вогнегасна речовина ліквідує пожежу незалежно від типу горючого матеріалу, але тільки при створенні в об'ємі, що захищається нормативної вогнегасної концентрації.

Взаємний вплив перерахованих вище факторів на технічні та економічні параметри установки газового пожежогасіння будемо оціни

вать з умови, що в Росії дозволені до застосування наступні газові вогнегасні речовини: хладон 125, хладон 318Ц, хладон 227еа, хладон 23, СО2, К2, Аг і суміш (№2, Аг і СО2), що має торгову марку Інерген.

За способом зберігання і методам контролю газових вогнегасних речовин в модулях газового пожежогасіння (МГП) всі газові вогнегасні речовини можна розбити на три групи.

До першої групи належать хладон 125, 318Ц і 227еа. Ці хладони зберігаються в модулі газового пожежогасіння в зрідженому вигляді під тиском газу-витискувача, найчастіше азоту. Модулі з перерахованими хладонами, як правило, мають робочий тиск, що не перевищує 6,4 МПа. Контроль кількості хладону в процесі експлуатації установки здійснюється за манометром, встановленим на модулі газового пожежогасіння.

Хладон 23 і СО2 становлять другу групу. Вони зберігаються також в зрідженому вигляді, але витісняються з модуля газового пожежогасіння під тиском власних насичених парів. Робочий тиск модулів з перерахованими газовими ог-нетушащімі речовинами повинно мати робочий тиск не менше 14,7 МПа. Під час експлуатації модулі повинні бути встановлені на вагових пристроях, що забезпечують безперервний контроль маси хладону 23 або СО2.

До третьої групи відносяться К2, Аг і Інерген. Дані газові вогнегасні речовини зберігаються в модулях газового пожежогасіння в газоподібному стані. Далі, коли будемо розглядати переваги і недоліки газових вогнегасних речовин з цієї групи, зупинимося тільки на азоті.

Це пов'язано з тим, що N2 є найефективнішим (найменша вогнегасна концентрація) і має найменшу вартість. Контроль маси перерахованих газових вогнегасних речовин здійснюється за манометром. Лг або Інерген зберігаються в модулях при тиску 14,7 МПа і більше.

Модулі газового пожежогасіння, як правило, мають ємність балонів, що не перевищує 100 л. При цьому модулі ємністю понад 100 л, згідно ПБ 10-115, підлягають реєстрації в Госгортехнад-зоре Росії, що тягне за собою досить велику кількість обмежень на їх використання відповідно до зазначених правил.

Винятком є \u200b\u200bмодулі ізотермічні для рідкого двоокису вуглецю (Мижуев) ємністю від 3,0 до 25,0 м3. Ці модулі розроблені і виготовляються для зберігання в установках газового пожежогасіння двоокису вуглецю в кількостях, що перевищують 2500 кг. Модулі ізотермічні для рідкого двоокису вуглецю оснащені холодильними агрегатами і нагрівальними елементами, що дозволяє підтримувати тиск в ізотермічному резервуарі в діапазоні 2,0 - 2,1 МПа при температурі навколишнього середовища від мінус 40 до плюс 50 ° С.

Розглянемо на прикладах, як впливають кожен з чотирьох чинників на техніко-економічні показники установки газового пожежогасіння. Маса газової вогнегасної речовини розраховувалася за методикою, викладеною в НПБ 88-2001.

Приклад 1. Потрібно захистити радіоелектронне обладнання в приміщенні об'ємом 60 м3. Приміщення умовно герметичне, тобто К2 «0. Результати розрахунку зведемо в табл. 1.

Економічне обгрунтування табл. 1 в конкретних цифрах має певні труднощі. Це пов'язано з тим, що вартість обладнання і газової вогнегасної речовини у фірм-виробників і постачальників різна. Однак є загальна тенденція, яка полягає в тому, що зі збільшенням ємності балона зростає вартість модуля газового пожежогасіння. 1 кг СО2 і 1 м3 N близькі за ціною і на два порядки менше вартості хладонов. Аналіз табл. 1 показує, що вартість установки газового пожежогасіння з хладо-ном 125 і СО2 порівнянна за величиною. Незважаючи на значно вищу вартість хладону 125 в порівнянні з двоокисом вуглецю, сумарна вартість хладон 125 - модуль газового пожежогасіння з балоном ємністю 40 л буде порівнянна або навіть трохи нижче комплекту двоокис вуглецю - модуль газового пожежогасіння з балоном 80 л - вагове пристрій. Однозначно можна констатувати значно більшу вартість установки газового пожежогасіння з азотом в порівнянні з двома раніше розглянутими варіантами, тому що потрібно два модуля з максимальним об'ємом. Буде потрібно більше місця для розмі-

ТАБЛИЦЯ 1

Хладон 125 36 кг 40 1

СО2 51 кг 80 1

ня двох модулів в приміщенні і, природно, вартість двох модулів об'ємом 100 л завжди буде більше вартості модуля об'ємом 80 л з ваговим пристроєм, який, як правило, в 4 - 5 разів дешевше самого модуля.

Приклад 2. Параметри приміщення аналогічні прикладу 1, але потрібно захистити не радіоелектронне обладнання, а архів. Результати розрахунку аналогічно першому прикладу зведемо в табл. 2.

На основі аналізу табл. 2 можна однозначно сказати, що і в даному випадку вартість установки газового пожежогасіння з азотом значно перевищує номінальну вартість установок газового пожежогасіння з хладоном 125 і двоокисом вуглецю. Але на відміну від першого прикладу в даному випадку більш чітко можна відзначити, що найменшу вартість має установка газового пожежогасіння з двоокисом вуглецю, тому що при порівняно невеликій різниці у вартості між модулем газового пожежогасіння з балоном ємностями 80 і 100 л ціна 56 кг хладону 125 значно перевищує вартість вагового пристрою.

Аналогічні залежності будуть простежуватися, якщо зростає обсяг приміщення, що підлягає і / або збільшується його негермітічность, тому що все це викликає загальне збільшення кількості будь-якого виду газової вогнегасної речовини.

Таким чином, тільки на підставі двох прикладів видно, що вибрати оптимальну установку газового пожежогасіння для протипожежного захисту приміщення можна тільки після розгляду, як мінімум, двох варіантів з різними видами газових вогнегасних речовин.

Проте є винятки, коли установка газового пожежогасіння з оптимальними техніко-економічними параметрами не може бути застосована через певних обмежень, що накладаються на газові вогнегасні речовини.

ТАБЛИЦЯ 2

Найменування ГОТВ Кількість ГОТВ Ємність балона МГП, л Кількість МГП, шт.

Хладон 125 56 кг 80 1

СО2 66 кг 100 1

До таких обмежень насамперед відноситься захист особоважних об'єктів в сейсмонебезпечній зоні (наприклад, об'єкти ядерної енергетики і т.д.), де потрібна установка модулів в сейсмостійкі рами. У цьому випадку виключається використання хладону 23 і двоокису вуглецю, тому що модулі з цими газовими вогнегасними речовинами повинні встановлюватися на вагових пристроях, що виключають їх жорстке кріплення.

До протипожежного захисту приміщень з постійно присутнім персоналом (авіадиспетчерські, зали з щитами керування АЕС і т.д.) пред'являються обмеження по токсичності газових вогнегасних речовин. У цьому випадку виключається застосування двоокису вуглецю, тому що об'ємна вогнегасна концентрація двоокису вуглецю в повітрі є смертельною для людини.

При захисті обсягів понад 2000 м3 з економічної точки зору найбільш прийнятним є застосування двоокису вуглецю, заправленої в модуль ізотермічний для рідкого двоокису вуглецю, в порівнянні з усіма іншими газовими вогнегасними речовинами.

Після проведення техніко-економічного обгрунтування стає відомим кількість газових вогнегасних речовин, необхідне для ліквідації пожежі, і попередня кількість модулів газового пожежогасіння.

Насадки повинні бути встановлені відповідно до карт розпилу, зазначеними в технічній документації заводу-виготовлювача насадков. Відстань від насадков до стелі (перекриття, підвісної стелі) не повинно перевищувати 0,5 м при використанні всіх газових вогнегасних речовин, за винятком К2.

Трубна розводка, як правило, повинна бути симетричною, тобто насадки повинні бути однаково віддалені від магістрального трубопроводу. В цьому випадку витрата газових вогнегасних речовин через все насадки буде однаковий, що забезпечить створення рівномірного вогнегасної концентрації в об'ємі, що захищається. Типові приклади симетричною трубної розводки наведені на рис. 1 і 2.

При проектуванні трубної розводки слід також враховувати правильне з'єднання відвідних трубопроводів (рядків, відводів) від магістрального.

Хрестоподібне з'єднання можливо тільки за умови, коли витрати газових вогнегасних речовин 01 і 02 рівні за величиною (рис. 3).

Якщо 01 Ф 02, то протилежні з'єднання рядків і відводів з магістральним трубопроводом необхідно розносити по напрямку руху газових вогнегасних речовин на відстань Ь, що перевищує 10 Д, як показано на рис. 4, де Д - внутрішній діаметр магістрального трубопроводу.

На просторове з'єднання труб при проектуванні трубної розводки установки газового пожежогасіння не накладаються ніяких обмежень при застосуванні газових вогнегасних речовин, що належать до другої і третьої груп. А для трубної розводки установки газового пожежогасіння з газовими вогнегасними речовинами першої групи є ряд обмежень. Це викликано наступним.

При наддуванні хладону 125, 318Ц або 227еа в модулі газового пожежогасіння азотом до необхідного тиску азот частково розчиняється в перерахованих хладонах, причому кількість розчиняється азоту в хладонах пропорційно тиску наддуву.

Ь\u003e 10Д ^ N У

Після відкриття запірно-пускового пристрою модуля газового пожежогасіння під тиском газу-витискувача хладон з частково розчиненим азотом по трубної розводки надходить до насадок і через них виходить в об'єм, що захищається. При цьому тиск в системі "модулі - трубна розводка" знижується в результаті розширення обсягу, займаного азотом в процесі витіснення хладону, і гідравлічного опору трубної розводки. Відбувається часткове виділення азоту з рідкої фази хладону і утворюється двофазна середовище "суміш рідкої фази хладону - газоподібний азот". Тому до трубної розводки установки газового пожежогасіння, яка застосовує першу групу газових вогнегасних речовин, накладається ряд обмежень. Основна мета цих обмежень спрямована на запобігання розшарування двофазного середовища всередині трубної розводки.

При проектуванні і монтажі всі з'єднання трубної розводки установки газового пожежогасіння повинні бути встановлені таким чином як показано на рис. 5, і забороняється виконувати їх у вигляді, показаному на рис. 6. намалюнку стрілками показано напрямок течії газових вогнегасних речовин по трубах.

В процесі проектування установки газового пожежогасіння в аксонометричному вигляді визначається схема трубної розводки, довжина труб, кількість насадков і їх висотні позначки. Для визначення внутрішнього діаметра труб і сумарною площі вихідних отворів кожного насадка необхідно виконати гідравлічний розрахунок установки газового пожежогасіння.

Методика виконання гідравлічного розрахунку установки газового пожежогасіння з двоокисом вуглецю приведена в роботі. Розрахунок установки газового пожежогасіння з інертними газами не є проблемою, тому що в цьому випадку протягом інерт-

них газів відбувається у вигляді однофазної газового середовища.

Гідравлічний розрахунок установки газового пожежогасіння, що використовують в якості газового ог-нетушащего речовини хладони 125, 318с і 227еа, являє собою складний процес. Застосування методики гідравлічного розрахунку, створеної для хладону 114В2, неприйнятно в зв'язку з тим, що в цій методиці протягом хладону по трубах розглядається у вигляді однорідної рідини.

Як зазначалося вище, протягом хладонов 125, 318Ц і 227еа по трубах відбувається у вигляді двофазного середовища (газ - рідина), причому зі зменшенням тиску в системі зменшується щільність газорідинної середовища. Тому для підтримки незмінним масової витрати газових вогнегасних речовин необхідно збільшити швидкість газорідинної середовища або внутрішній діаметр трубопроводів.

Зіставлення результатів натурних випробувань з випуском хладонов 318Ц і 227еа з установки газового пожежогасіння показало, що дані випробувань більш ніж на 30% відрізнялися від розрахункових значень, отриманих за методикою, котра враховує розчинність азоту в хладоне.

Вплив розчинності газу-витискувача враховано в методиках гідравлічного розрахунку установки газового пожежогасіння, в яких в якості газового вогнегасної речовини застосовується хла-дон 13В1. Дані методики не мають узагальнюючого характеру. Призначені для гідравлічного розрахунку установки газового пожежогасіння тільки з хладоном 13В1 при двох значеннях тиску наддуву МГП азотом - 4,2 і 2,5 МПа і; при чотирьох значеннях в роботі і шести значеннях в роботі коефіцієнта заповнення модулів хладоном.

З огляду на викладене, була поставлена \u200b\u200bзадача і розроблена методика гідравлічного розрахунку установки газового пожежогасіння з хладонами 125, 318Ц і 227еа, а саме: при заданому сумарному гідравлічному опорі модуля газового пожежогасіння (входу в сифонную трубку, сифонной трубки і запірно-пускового пристрою) і відомої трубної розводці установки газового пожежогасіння знайти розподіл маси хладону, що пройшов через окремі насадки, і час закінчення розрахункової маси хладону з насадков в об'єм, що захищається після одночасного відкриття запірно-пускового пристрою всіх модулів. При створенні методики враховувалося нестаціонарне протягом двухфазной газорідинної суміші "хладон - азот" в системі, що складається з модулів газового пожежогасіння, трубопроводів і насадок, що зажадало знання параметрів газорідинної суміші (полів тиску, щільності і швидкості) в будь-якій точці трубопровідної системи в будь-який момент часу .

У зв'язку з цим трубопроводи розбивалися на елементарні осередки в напрямку осей площинами, перпендикулярними осями. Для кожного елементарного обсягу записувалися рівняння нерозривності, кількості руху і стану.

При цьому функціональна залежність між тиском і щільністю в рівнянні стану газорідинної суміші пов'язувалося співвідношенням з використанням закону Генрі в припущенні однорідності (гомогенності) газорідинної суміші. Коефіцієнт розчинності азоту для кожного з розглянутих хладонов був визначений експериментально.

Для виконання гідравлічних розрахунків установки газового пожежогасіння була розроблена програма розрахунку на мові Fortran, яка отримала найменування "ZALP".

Програма гідравлічного розрахунку дозволяє при заданій схемі установки газового пожежогасіння, в загальному випадку включає в себе:

Модулі газового пожежогасіння, заправлені газовими вогнегасними речовинами з наддувається азотом до тиску Рн;

Колектор і магістральний трубопровід;

Розподільні пристрої;

Розподільні трубопроводи;

Насадки на відводах, визначити:

Інерційність установки;

Час випуску розрахункової маси газових вогне-туша речовин;

Час випуску фактичної маси газових ог-нетушащіх речовин; - масова витрата газових вогнегасних речовин через кожен насадок. Апробація методики гідравлічного розрахунку "2АЬР" проводилася спрацьовуванням трьох діючих установок газового пожежогасіння і на експериментальному стенді.

Було встановлено, що результати розрахунку за розробленою методикою задовільно (з точністю до 15%) збігаються з експериментальними даними.

Гідравлічний розрахунок виконується в наступній послідовності.

За НПБ 88-2001 визначається розрахункова і фактична маси хладону. З умови гранично-допустимого коефіцієнта заповнення модуля (хладон 125 - 0,9 кг / л, хладони 318Ц і 227еа - 1,1 кг / л) визначається тип і кількість модулів газового пожежогасіння.

Здається тиск наддуву Рн газових вогнегасних речовин. Як правило Рн приймається в діапазоні від 3,0 до 4,5 МПа для модульних і від 4,5 до 6,0 МПа для централізованих установок.

Складається схема трубної розводки установки газового пожежогасіння із зазначенням довжини труб, висотних відміток місць з'єднання трубної розводки і насадков. Попередньо задаються внутрішні діаметри цих труб і сумарна площа випускних отворів насадков з умови, що ця площа не повинна перевищувати 80% від площі внутрішнього діаметра магістрального трубопроводу.

Перераховані параметри установки газового пожежогасіння вносяться в програму "2АЬР" і виконується гідравлічний розрахунок. Результати розрахунку можуть мати кілька варіантів. Нижче розглянемо найбільш типові.

Час випуску розрахункової маси газового вогнегас-шащего речовини становить Тр \u003d 8-10С для модульної установки і Тр \u003d 13 -15 с для централізованої, а різниця витрат між насадками не перевищує 20%. В цьому випадку всі параметри установки газового пожежогасіння обрані правильно.

Якщо час випуску розрахункової маси газової вогнегасної речовини менше значень, зазначених вище, то слід зменшити внутрішній діаметр трубопроводів і сумарну площу отворів насадков.

При перевищенні нормативного часу випуску розрахункової маси газової вогнегасної речовини слід збільшити тиск наддуву газової вогнегасної речовини в модулі. Якщо цей захід не дозволяє виконати нормативні вимоги, то необхідно збільшити обсяг газу-витискувача в кожному модулі, тобто зменшити коефіцієнт заповнення модуля газового вогнегас-шащего речовини, що тягне за собою збільшення загальної кількості модулів в установці газового пожежогасіння.

Виконання нормативних вимог по різниці витрат між насадками досягається зменшенням сумарної площі вихідних отворів насадков.

ЛІТЕРАТУРА

1. НПБ 88-2001. Установки пожежогасіння і сигналізації. Норми і правила проектування.

2. СНиП 2.04.09-84. Пожежна автоматика будинків і споруд.

3. Fire Protection Equipment - Automatic Fire Extinguishing Systems using Halogenated Hydrocarbns. Part I. Halon 1301 Total Flooding Systems. ISO / ТС 21 / SC 5 N 55E, 1984.

При проектуванні систем газового пожежогасіння виникає задача визначення часу виходу в приміщення необхідної кількості вогнегасної речовини при заданих параметрах гідравлічної системи. Можливість проведення такого розрахунку дозволяє підібрати оптимальні характеристики системи газового пожежогасіння, що забезпечує необхідний час виходу необхідної кількості вогнегасної речовини.

Відповідно до п. 8.7.3 СП 5.13130.2009 повинна бути забезпечена подача не менше 95% маси газової вогнегасної речовини, необхідної для створення нормативної вогнегасної концентрації в приміщенні, що підлягає, за часовий інтервал, що не перевищує 10 с для модульних установок і 15 з для централізованих установок газового пожежогасіння, в яких в якості вогнегасної речовини вогнегасної речовини застосовуються зріджені гази (крім вуглекислоти).

У зв'язку з відсутністю затверджених вітчизняних методик, Що дозволяють визначити час виходу вогнегасної речовини в приміщення, була розроблена дана методика розрахунку газового пожежогасіння. Ця методика дозволяє з використанням комп'ютерної техніки проводити розрахунок часу виходу вогнегасної речовини для систем газового пожежогасіння на основі хладонів, в яких вогнегасна речовина знаходиться в балонах (модулях) в рідкому стані під тиском газу-витискувача, що забезпечує необхідну швидкість виходу газу з системи. При цьому враховується факт розчинення газу-витискувача в рідкому вогнегасної речовини. Дана методика розрахунку газового пожежогасіння лежить в основі комп'ютерної програми ТАКТ-Газ, В її частині, що стосується розрахунку систем газового пожежогасіння на основі хладонів і нового вогнегасної речовини Novec 1230 (Хладон ФК-5-1-12).

Методика розрахунку маси газової вогнегасної речовини для вустановок газового пожежогасіння при гасінні об'ємним способом

1. Розрахункова маса ГОТВ, яка повинна зберігатись в установці, визначається за формулою

де
- маса ГОТВ, призначена для створення в об'ємі приміщення вогнегасної концентрації при відсутності штучної вентиляції повітря, визначається за формулами:

для ГОТВ - зріджених газів, за винятком двоокису вуглецю

; (2)

для ГОТВ - стислих газів і двоокису вуглецю

де - розрахунковий обсяг приміщення, що підлягає, м 3.

У розрахункового об'єму приміщення входить його внутрішній геометричний об'єм, в тому числі обсяг системи вентиляції, кондиціонування, повітряного опалення (до герметичних клапанів або засувок). Обсяг обладнання, що знаходиться в приміщенні, від нього не віднімається, за винятком обсягу суцільних (непроникних) будівельних елементів (колони, балки, фундаменти під обладнання і т. Д.);

- коефіцієнт, що враховує витоку газової вогнегасної речовини з посудин;
- коефіцієнт, що враховує втрати газової вогнегасної речовини через отвори приміщення; - щільність газової вогнегасної речовини з урахуванням висоти захищається, відносно рівня моря для мінімальної температури в приміщенні , кг  м -3, визначається за формулою

, (4)

де - густина парів газової вогнегасної речовини при температурі \u003d 293 К (20 ° С) і атмосферному тиску 101,3 кПа;
- мінімальна температура повітря в приміщенні, що підлягає, К; - поправочний коефіцієнт, що враховує висоту розташування об'єкта щодо рівня моря, значення якого наведені в таблиці 11 додатка 5;
- нормативна об'ємна концентрація,% (об.).

Значення нормативних вогнегасних концентрацій () наведені в додатку 5.

Маса залишку ГОТВ в трубопроводах
, Кг, визначається за формулою

, (5)

де
- обсяг всієї трубопровідної розводки установки, м 3;
- щільність залишку ГОТВ при тиску, який є у трубопроводі після закінчення витоку маси газової вогнегасної речовини в приміщення.

- добуток залишку ГОТВ в модулі ( М б), Який приймається по ТД на модуль, кг, на кількість модулів в установці.

Примітка. Для рідких горючих речовин, що не наведені в додатку 5, нормативна об'ємна вогнегасна концентрація ГОТВ, всі компоненти яких при нормальних умовах перебувають в газовій фазі, може бути визначена як добуток мінімальної об'ємної вогнегасної концентрації на коефіцієнт безпеки, рівний 1,2 для всіх ГОТВ, за винятком двоокису вуглецю. Для СО 2 коефіцієнт безпеки дорівнює 1,7.

Для ГОТВ, що знаходяться при нормальних умовах в рідкій фазі, а також сумішей ГОТВ, хоча б один з компонентів яких при нормальних умовах знаходиться в рідкій фазі, нормативну вогнегасну концентрацію визначають множенням об'ємної вогнегасної концентрації на коефіцієнт безпеки 1,2.

Методики визначення мінімальної об'ємної вогнегасної концентрації та вогнегасної концентрації викладені в НПБ 51-96 *.

1.1. Коефіцієнти рівняння (1) визначаються наступним чином.

1.1.1. Коефіцієнт, що враховує витоку газової вогнегасної речовини з посудин:

.

1.1.2. Коефіцієнт, що враховує втрати газової вогнегасної речовини через отвори приміщення:

, (6)

де
- параметр, який враховує розташування прорізів по висоті приміщення, що підлягає, м 0,5  с -1.

Чисельні значення параметра вибираються наступним чином:

0, 65 - при розташуванні прорізів одночасно у нижній (0 - 0,2)
і верхній зоні приміщення (0, 8 - 1,0) або одночасно на стелі та на підлозі приміщення, причому площі прорізів у нижній та верхній частині приблизно рівні і складають половину сумарної площі прорізів; \u003d 0,1 - при розташуванні прорізів лише у верхній зоні (0,8 - 1,0) приміщення (або на стелі); \u003d 0,25 - при розташуванні прорізів лише у нижній зоні (0 - 0,2) приміщення (або на підлозі); \u003d 0,4 - при приблизно рівномірному розподілі площі прорізів по всій висоті приміщення, що підлягає і у всіх інших випадках.

- параметр негерметичності приміщення, м -1,

де
- сумарна площа прорізів, м 2.

Висота приміщення, м; - нормативний час подачі ГОТВ в приміщення, що підлягає.

1.1.3. Гасіння пожеж підкласу А 1 (крім тліючих матеріалів, зазначених у п. 7.1) слід здійснювати в приміщеннях з параметром негерметичність не більше 0,001 м -1.

Значення маси М р для гасіння пожеж підкласу А1 визначається за формулою

М р \u003d К 4. М р-гепт,

де М р-гепт - значення маси М р для нормативної об'ємної концентрації С Н при гасінні н-гептану, обчислюється за формулами 2 або 3;

До 4 - коефіцієнт, що враховує вид пального матеріалу. Значення коефіцієнта К 4 приймається рівними: 1,3 - для гасіння паперу, гофрованого паперу, картону, тканин і т.п. в стосах, рулонах або папках; 2,25 - для приміщень з цими ж матеріалами, в які виключений доступ пожежних після закінчення роботи АУГП, при цьому резервний запас розраховується при значенні К 4, що дорівнює 1,3.

Час подачі основного запасу ГОТВ при значенні К 4, що дорівнює 2,25, може бути збільшено в 2,25 рази. Для інших пожеж підкласу А1 значення До 4 приймається рівним 1,2.

Не слід розкривати приміщення, що підлягає або порушувати його герметичність іншим способом протягом не менше 20 хвилин (або до приїзду підрозділів пожежної охорони).

При розтині приміщень повинні бути в наявності первинні засоби пожежогасіння.

Для приміщень, в які виключений доступ пожежних підрозділів після закінчення роботи АУГП, слід використовувати в якості вогнегасної речовини СО 2 з коефіцієнтом 2,25.

1. Середнє за час подачі двоокису вуглецю тиск в ізотермічному резервуарі , МПа, визначається за формулою

, (1)

де - тиск в резервуарі при зберіганні двоокису вуглецю, МПа; - тиск в резервуарі в кінці випуску розрахункової кількості двоокису вуглецю, МПа, визначається за рисунком 1.

2. Середня витрата двоокису вуглецю

, (2)

де
- розрахункова кількість двоокису вуглецю, кг; - нормативний час подачі двоокису вуглецю, с.

3. Внутрішній діаметр живильного (магістрального) трубопроводу , М, визначається за формулою

де k 4 - множник, визначається по таблиці 1; l 1 - довжина живильного (магістрального) трубопроводу за проектом, м.

Таблиця 1

множник k 4

4. Середній тиск в живильному (магістральному) трубопроводі в точці вводу його у приміщення

де l 2 - еквівалентна довжина трубопроводів від ізотермічного резервуара до точки, в якій визначається тиск, м:

, (5)

де - сума коефіцієнтів опору фасонних частин трубопроводів.

5. Середній тиск

, (6)

де р 3 - тиск в точці вводу живильного (магістрального) трубопроводу у приміщення, МПа; р 4 - тиск в кінці живильного (магістрального) трубопроводу, МПа.

6. Середня витрата через насадок Q m , Кг  с -1, визначається за формулою

де - коефіцієнт витрати через насадок; A 3 - площа випускного отвору насадка, м 2; k 5 - коефіцієнт, що визначається за формулою

7. Кількість насадков визначається за формулою

8. Внутрішній діаметр розподільного трубопроводу , М, розраховується за умови

, (9)

де - діаметр випускного отвору насадка, м.

Р

Р 1 =2,4

малюнок 1. Графік для визначення тиску в ізотермічному

резервуарі в кінці випуску розрахункової кількості двоокису вуглецю

Примітка. Відносна маса двоокису вуглецю визначається за формулою

,

де - початкова маса двоокису вуглецю, кг.

додаток 7

Методика розрахунку площі прорізу для скидання надлишкового тиску в приміщеннях, що захищаються установками газового пожежогасіння

Площа прорізу для скидання надлишкового тиску , М 2, визначається за формулою

,

де - гранично-допустимий надлишковий тиск, який визначається за умови збереження міцності будівельних конструкцій приміщення або розміщеного в ньому обладнання, МПа; - атмосферний тиск, МПа; - щільність повітря в умовах експлуатації приміщення, яке захищається, кг  м -3; - коефіцієнт запасу, який приймається 1,2; - коефіцієнт, що враховує зміну тиску при його подачі;
- час подачі ГОТВ, визначається з гідравлічного розрахунку, с;
- площа постійно відкритих прорізів (крім скидного прорізу) в огороджувальних конструкціях приміщення, м 2.

Значення величин, , Визначаються відповідно до додатка 6.

Для ГОТВ - зріджених газів коефіцієнт До 3 =1.

Для ГОТВ - стислих газів коефіцієнт До 3 приймається рівним:

для азоту - 2,4;

для аргону - 2,66;

для складу "Інерген" - 2,44.

Якщо значення виразу в правій частині нерівності менше або дорівнює нулю, то отвір (пристрій) для скидання надлишкового тиску не потрібно.

Примітка. Значення площі прорізу розраховано без врахування охолоджувальної дії ГОТВ-скрапленого газу, яке може привести до деякого зменшення площі отвору.

Загальні положення по розрахунку установок порошкового пожежогасіння модульного типу.

1. Вихідними даними для розрахунку і проектування установок є:

геометричні розміри приміщення (об'єм, площа огороджувальних конструкцій, висота);

площа відкритих прорізів в огороджувальних конструкціях;

робоча температура, тиск і вологість в приміщенні, що підлягає;

перелік речовин, матеріалів, що знаходяться в приміщенні, і показники їх пожежної небезпеки, відповідний їм клас пожежі по ГОСТ 27331;

тип, величина та схема розподілу пожежного навантаження;

наявність і характеристика систем вентиляції, кондиціонування повітря, повітряного опалення;

характеристика і розстановка технологічного обладнання;

наявність людей та шляхи їх евакуації.

технічна документація на модулі.

2. Розрахунок установки включає визначення:

кількості модулів, призначених для гасіння пожежі;

часу евакуації, при їх наявності;

часу роботи установки;

необхідного запасу порошку, модулів, комплектуючих;

типу і необхідної кількості сповіщувачів (при необхідності) для забезпечення спрацювання установки, сигнально-пускових пристроїв, джерел живлення для запуску установки (для випадків по п. 8.5).

Методика розрахунку кількості модулів для модульних установок порошкового пожежогасіння

1. Гасіння захищається обсягу

1.1. Гасіння всього захищається обсягу

Кількість модулів для захисту обсягу приміщення визначається за формулою

, (1)

де
- кількість модулів, необхідна для захисту приміщення, шт .; - обсяг приміщення, що підлягає, м 3; - обсяг, що захищається одним модулем обраного типу, визначається за технічною документацією (далі по тексту програми-документація) на модуль, м 3 (з урахуванням геометрії розпилу - форми і розмірів, що захищається обсягу, заявленого виробником); = 11,2 - коефіцієнт нерівномірності розпилення порошку. При розміщенні насадков-розпилювачів на кордоні максимально допустимої (по документації на модуль) висоти до = 1,2 або визначається по документації на модуль.

- коефіцієнт запасу, що враховує затененность можливого вогнища загоряння, що залежить від ставлення площі, затіненій обладнанням , до площі, яка захищається S y , І визначається як:

при
,

Площа затінення - визначається як площа частини ділянки, що захищається, де можливе утворення вогнища загоряння, до якого рух порошку від насадка-розпилювача по прямій лінії перегороджує непроникними для порошку елементами конструкції.

при
рекомендується установка додаткових модулів безпосередньо в затіненій зоні або в положенні, усуває затінення; при виконанні цієї умови k приймається рівним 1.

- коефіцієнт, що враховує зміну вогнегасної ефективності використовуваного порошку по відношенню до пального речовини в захищається зоні по порівнянні з бензином А-76. Визначається за таблицею 1. При відсутності даних визначається експериментально за методиками ВНІЇПО.

- коефіцієнт, що враховує ступінь негерметичності приміщення. \u003d 1 + В F млостей , де F млостей \u003d F / F пом - відношення сумарної площі негерметичність (прорізів, щілин) F до загальної поверхні приміщення F пом , коефіцієнт В визначається за рисунком 1.

В

20

Fн / F, Fв / F

Малюнок 1 Графік для визначення коефіцієнта В при розрахунку коефіцієнта.

F н - площа негерметичність в нижній частині приміщення; F в - площа негерметичність у верхній частині приміщення, F-сумарна площа негерметичні (прорізів, щілин).

Для установок імпульсної пожежогасіння коефіцієнт В може визначатися по документації на модулі.

1.2. Локальне пожежогасіння за об'ємом

Розрахунок ведеться аналогічно, як і при гасінні по всьому об'єму з урахуванням пп. 8.12-8.14. локальний обсяг V н , Що захищається одним модулем, визначається по документації на модулі (з урахуванням геометрії розпилу - форми і розмірів локального об'єму, що захищається, заявленого виробником), а об'єм, що захищається V з визначається як обсяг об'єкта, збільшений на 15%.

При локальному гасінні за об'ємом приймається \u003d 1,3, допускається приймати інші значення, наведені в документації на модуль.

2. Пожежогасіння за площею

2.1. Гасіння по всій площі

Кількість модулів, необхідна для пожежогасіння по площі приміщення, що підлягає, визначається за формулою

- локальна площа, що захищається одним модулем, визначається по документації на модуль (з урахуванням геометрії розпилу - форми і розмірів локальної площі, яка захищається, заявленої виробником), а площа, що захищається визначається як площа об'єкта, збільшена на 10%.

При локальному гасінні по площі приймається \u003d 1,3, допускається приймати інші значення до 4 , Наведені в документації на модуль або обґрунтовані в проекті.

В якості S н може прийматися площа максимального рангу вогнища класу В, гасіння якої забезпечується даним модулем (визначається по документації на модуль, м 2).

Примітка. У разі отримання при розрахунку кількості модулів дробових чисел за остаточне число приймається наступне по порядку більше ціле число.

При захисті по площі, з урахуванням конструктивних і технологічних особливостей об'єкта, що захищається (з обґрунтуванням в проекті), допускається запуск модулів по алгоритмам, що забезпечує позонно захист. У цьому випадку, за зону, яка захищається приймається частина площі, виділеної проектними (проїзди тощо) або конструктивними негорючими (стіни, перегородки і т.п.) рішеннями. Робота установки при цьому повинна забезпечувати не поширення пожежі за межі зони, що захищається, що розраховується з урахуванням інерційності установки і швидкостей поширення пожежі (для конкретного виду горючих матеріалів).

Таблиця 1.

коефіцієнт порівняльної ефективності вогнегасних

1. Надзвичайних ситуацій і ліквідації наслідків стихійних лих (1)

   документ

   ...) Групи приміщень (виробництв і технологічних процесів) по ступеня небезпеки розвитку пожежі в залежно від їх функціонального призначення і пожежної навантаження горючих матеріалів Група приміщень перелік характерних приміщень, виробництв ...

2. Загальні положення з проектування та будівництва газорозподільних систем з металевих і поліетиленових труб сп 42-101-2003 зао «Полімергаз» Москва

   реферат

   ... по запобігання їх розвитку. ... приміщеннях категорій А, Б, В1 повзривопожарной і пожежної небезпеки, В будівлях категорій нижче III ступеня ... матеріалів. 9.7 На території складів балонів (СБ) в залежно від технологічного процесу ...

3. Технічне завдання на надання послуг з організації експозиції в період XXII олімпійських зимових ігор і XI Паралімпійських зимових ігор 2014 року в місті Сочі Загальна інформація

   Технічне завдання

   ... від їх функціональних ... матеріали з показниками пожежної небезпеки приміщень. Усе спаленні матеріали ... технологічному процесі пожежної ...

4. На надання послуг по організації виставкової експозиції та презентації проектів ВАТ «нк« Роснефть »в період роботи XXII олімпійських та XI Паралімпійських зимових ігор 2014 року в місті Сочі

   документ

   ... від їх функціональних ... матеріали з показниками пожежної небезпеки, Дозволеними до застосування в даних типах приміщень. Усе спаленні матеріали ... технологічному процесі. Всі співробітники Партнера повинні знати і дотримуватися вимог правил пожежної ...

Розрахунок АУГП включає:

• * Визначення розрахункової маси ГВР, необхідної для гасіння пожежі;
• * Визначення тривалості подачі ГОТВ;
• * Визначення діаметра трубопроводів АУГП, типу і кількості насадок;
• * Визначення максимального надлишкового тиску при подачі ГОТВ;
• * Визначення необхідного запасу ГОТВ і модулів.

Спосіб гасіння - об'ємний. ГОТВ - Хладон 125ХП (C2F5H).

Визначення розрахункової маси ГВР, необхідної для гасіння пожежі

Розрахункова маса ГОТВ Mг, яка повинна зберігатись в установці, визначається за формулою:

Mг \u003d K1 (mР + Mтр + Mбn),

де Mтр - маса залишку ГОТВ в трубопроводах, кг, визначається за формулою:

Mтр \u003d Vтр сготв,

тут Vтр - обсяг всієї трубопровідної розводки установки, м3; сготв - щільність залишку ГОТВ при тиску, який є у трубопроводі після закінчення витоку маси газової вогнегасної речовини mР в приміщення, що підлягає. Mбn - добуток залишку ГОТВ в модулі Мб, який приймається по ТД на модуль, кг, на кількість модулів в установці n.

Mтр + Mбn \u003d Міст \u003d\u003e Mг \u003d K1 (mР + Міст),

де Mост - залишок ГОТВ в модулях і трубної розводки, кг.

Визначається за формулою:

Міст \u003d nmmост,

де nm- число модулів, що містять розрахункову масу ГОТВ; mост - маса газової фази ОТВ в модулі і в трубної розводки після випуску з нього рідкої фази, кг. Приймаємо виходячи з місткості прийнятих модулів.

У таблиці 3.1 представлені дані для визначення маси газової фази ОТВ в модулі і в трубної розводки після випуску з нього рідкої фази.

Таблиця 3.1 - Маса газової фази ОТВ в модулі і в трубної розводки після випуску рідкої фази ОТВ, кг.

K1 - коефіцієнт, що враховує витоку газової вогнегасної речовини з посудин, приймається рівним 1,05;

Mр - маса ГОТВ, призначена для створення в об'ємі приміщення вогнегасної концентрації при відсутності штучної вентиляції повітря, визначається за формулою:

тут Vр - розрахунковий обсяг приміщення, що підлягає, Vр \u003d 777,6 м3. У розрахункового об'єму приміщення входить його внутрішній геометричний об'єм, в тому числі обсяг системи вентиляції, кондиціонування, повітряного опалення (до герметичних клапанів або засувок). Обсяг обладнання, що знаходиться в приміщенні, від нього не віднімається, за винятком обсягу суцільних (непроникних) будівельних елементів (колони, балки, фундаменти під обладнання тощо); K2 - коефіцієнт, що враховує втрати газової вогнегасної речовини через отвори приміщення; с1 - щільність газової вогнегасної речовини з урахуванням висоти захищається, відносно рівня моря для мінімальної температури в приміщенні tм, кг / м3, визначається за формулою:

тут С0 - густина парів газової вогнегасної речовини при температурі T0 \u003d 293К (20 ° С) і атмосферному тиску 101,3 кПа, для Хладон 125 дана величина становить 5, 074; Tм - мінімальна температура повітря в приміщенні, що підлягає, К, Тм \u003d 293К .; K3 - поправочний коефіцієнт, що враховує висоту розташування об'єкта щодо рівня моря. Приймаємо К3 \u003d 1; Cн - нормативна вогнегасна концентрація, об. Частки, приймається для приміщень зберігання етанолу дорівнює 0,105.

Коефіцієнт, що враховує втрати газової вогнегасної речовини через отвори приміщення:

де П - параметр, який враховує розташування прорізів по висоті приміщення, що підлягає, м0,5 з-1. Приймаємо П \u003d 0,1 (при розташуванні прорізів у верхній зоні приміщення); H - висота приміщення, Н \u003d 7,2 м; д - параметр негерметичності приміщення, визначається за формулою:

де УFн - сумарна площа постійно відкритих прорізів, м2; фпод - нормативний час подачі ГОТВ в приміщення, що підлягає, з, фпод \u003d 10 с.

Об'ємне пожежогасіння АУГП застосовується в приміщеннях, що характеризуються параметром негерметичності д не більше 0,004 м-1.

Приймаємо, що в розглянутому приміщенні постійно відкритим прорізом є витяжна шахта. У приміщеннях без світлоаераційних ліхтарів і аераційних ліхтарів, в яких передбачається розміщення виробництв категорії А, Б, і В, повинні бути димові, витяжні шахти з негорючих матеріалів з клапанами з ручним і автоматичним відкриванням при пожежі. Площа поперечного перерізу цих шахт слід визначати розрахунком, а при відсутності розрахункових даних приймати не менше 0,2% площі приміщення. Шахти слід розміщувати рівномірно (одна шахта на кожні 1000 м приміщення). Таким чином приймаємо, що в розглянутому приміщенні є 1 шахта з площею поперечного перерізу 0, 216 м2. Тоді коефіцієнт негерметичності складе.

1. Розрахункова маса ГОТВ М_г, яка повинна зберігатись в установці, визначається за формулою

М \u003d K, (1)

де М - маса ГОТВ, призначена для створення в обсязі

приміщення вогнегасної концентрації при відсутності штучної

вентиляції повітря, визначається за формулами:

для ГОТВ - зріджених газів, за винятком двоокису вуглецю

M \u003d V х ро х (1 + К) x ──────────; (2)

р р 1 2 100 - C

для ГОТВ - стислих газів і двоокису вуглецю

M \u003d V х ро х (1 + К) х ln ──────────, (3)

р р 1 2 100 - C

де V - розрахунковий обсяг приміщення, що підлягає, м3.

У розрахункового об'єму приміщення входить його внутрішній геометричний об'єм, в тому числі обсяг системи вентиляції, кондиціонування, повітряного опалення (до герметичних клапанів або засувок). Обсяг обладнання, що знаходиться в приміщенні, від нього не віднімається, за винятком обсягу суцільних (непроникних) будівельних елементів (колони, балки, фундаменти під обладнання тощо); К_1 - коефіцієнт, що враховує витоку газової вогнегасної речовини з посудин; K_2 - коефіцієнт, що враховує втрати газової вогнегасної речовини через отвори приміщення; ро_1 - щільність газової вогнегасної речовини з урахуванням висоти захищається, відносно рівня моря для мінімальної температури в приміщенні Т_м, кг х м (-3), визначається за формулою

ро \u003d ро х ──── х К, (4)

де ро_0 - густина парів газової вогнегасної речовини при температурі T_0 \u003d 293 К (20 ° С) і атмосферному тиску 101,3 кПа; Т_м - мінімальна температура повітря в приміщенні, що підлягає, К; К_3 - поправочний коефіцієнт, що враховує висоту розташування об'єкта щодо рівня моря, значення якого наведені в таблиці 11 додатка 5; С_н - нормативна об'ємна концентрація,% (об.).

Значення нормативних вогнегасних концентрацій С_н наведені в додатку 5.

Маса залишку ГОТВ в трубопроводах М_тр, кг, визначається за формулою

М \u003d V х ро, (5)

тр тр ГОТВ

де V - об'єм всієї трубопровідної розводки установки, м3;

ро - щільність залишку ГОТВ при тиску, який є в

трубопроводі після закінчення витоку маси газової вогнегасної

речовини М в приміщення, що підлягає; M x n - добуток залишку ГОТВ в

модулі (M), який приймається по ТД на модуль, кг, на кількість

модулів в установці n.

Примітка. Для рідких горючих речовин, що не наведені в додатку 5, Нормативна об'ємна вогнегасна концентрація ГОТВ, всі компоненти яких при нормальних умовах перебувають в газовій фазі, може бути визначена як добуток мінімальної об'ємної вогнегасної концентрації на коефіцієнт безпеки, рівний 1,2 для всіх ГОТВ, за винятком двоокису вуглецю. Для СО2 коефіцієнт безпеки дорівнює 1,7.

Для ГОТВ, що знаходяться при нормальних умовах в рідкій фазі, а також сумішей ГОТВ, хоча б один з компонентів яких при нормальних умовах знаходиться в рідкій фазі, нормативну вогнегасну концентрацію визначають множенням об'ємної вогнегасної концентрації на коефіцієнт безпеки 1,2.

Методики визначення мінімальної об'ємної вогнегасної концентрації та вогнегасної концентрації викладені в НПБ 51-96 *.

1.1. коефіцієнти рівняння (1) визначаються наступним чином.

1.1.1. Коефіцієнт, що враховує витоку газової вогнегасної речовини з посудин:

1.1.2. Коефіцієнт, що враховує втрати газової вогнегасної речовини через отвори приміщення:

К \u003d П x дельта x тау х кв.корень (H), (6)

де П - параметр, який враховує розташування прорізів по висоті приміщення, що підлягає, м (0,5) х с (-1).

Чисельні значення параметра П вибираються наступним чином:

П \u003d 0,65 - при розташуванні прорізів одночасно у нижній (0-0,2) та верхній зоні приміщення (0,8-1,0) Н або одночасно на стелі та на підлозі приміщення, причому площі прорізів у нижній та верхній частини приблизно рівні і складають половину сумарної площі прорізів; П \u003d 0,1 - при розташуванні прорізів лише у верхній зоні (0,8-1,0) Н такого приміщення (або на стелі); П \u003d 0,25 - при розташуванні прорізів лише у нижній зоні (0-0,2) Н такого приміщення (або на підлозі); П \u003d 0,4 - при приблизно рівномірному розподілі площі прорізів по всій висоті приміщення, що підлягає і у всіх інших випадках;

дельта \u003d ───────── - параметр негерметичності приміщення, м (-1),

де сума F_H - сумарна площа прорізів, м2, Н - висота приміщення, м; тау_под - нормативний час подачі ГОТВ в приміщення, що підлягає, с.

1.1.3. Гасіння пожеж підкласу А_1 (крім тліючих матеріалів, зазначених в п.7.1) Слід здійснювати в приміщеннях з параметром негерметичність не більше 0,001 м (-1).

Значення маси М_р для гасіння пожеж підкласу А_i визначається за формулою

р 4 р-гепт

де М - значення маси М для нормативної об'ємної концентрації С

р-гепт р н

при гасінні н-гептану, обчислюється по формулами (2) або (3) ;

К - коефіцієнт, що враховує вид пального матеріалу.

Значення коефіцієнта К_4 приймаються рівними: 1,3 - для гасіння паперу, гофрованого паперу, картону, тканин і т.п. в стосах, рулонах або папках; 2,25 - для приміщень з цими ж матеріалами, в які доступ пожежних після закінчення роботи АУГП виключений, при цьому резервний запас розраховується при значенні К_4, рівному 1,3.

Час подачі основного запасу ГОТВ при значенні К_4, рівному 2,25, може бути збільшено в 2,25 рази. Для інших пожеж підкласу А_1 значення К_4 приймається рівним 1,2.

Не слід розкривати приміщення, що підлягає, в яке дозволений доступ, або порушувати його герметичність іншим способом протягом 20 хвилин після спрацювання АУГП (або до приїзду підрозділів пожежної охорони).