Пожарная безопасность в строительстве / Raschet parametrov legkosbrasivaemikh konstrukciy (Rekomendacii) 2015

где pНКПР

2.4.В общем случае допустимое избыточное давление

впомещении при горении взрывоопасной смеси Рдоп принимается равным 5 кПа. Для медленно горящих сред (максимальная нормальная скорость распространения пламени

Uнmax 0,15 м/с) Рдоп принимается равным 3 кПа.

Если расчетная видимая скорость распространения пламени Up превышает 65 м/с, то следует проводить расчет конструкции здания на устойчивость к воздействию взрывных волн, возникающих при распространении пламени, по методикам, утвержденным в установленном порядке. При этом конструкции здания не должны разрушаться (выходить из строя) при повышении избыточного давления

взрыва в помещении до значения	Рдоп, определяемого
из выражения
Pдоп 0,003Up2 .	(3)
Значение Рдоп следует уменьшать либо увеличивать
на основании результатов расчета	конструкций здания

на прочность с учетом динамических нагрузок от взрыва по методикам, утвержденным в установленном порядке.

2.5. Расчетная видимая скорость распространения

пламени Up определяется по формуле
Up = 0,5 Uн.р ( pНКПР + рmax),	(4)

– степень теплового расширения продуктов горения ГС с концентрацией горючего, соответствующей НКПР (нижнему концентрационному пределу распространения пламени); рmax – степень теплового расширения продуктов горения ГС с концентрацией горючего, соответствующей Uнmax.

11

При отсутствии данных о степени теплового расширения продуктов горения допускается расчетную видимую скорость распространения пламени определять по формуле

Up = 6,53 Uн.р.

(5)

Расчетная нормальная скорость распространения пламени Uн.р определяется по формуле

Uн.р = 0,55 Uнmax.

(6)

Для газопаровоздушных смесей Uнmax принимается равной нормальной скорости распространения пламени, определяемой применительно к горючей смеси стехиометрического состава по справочным данным.

Для пылевоздушных смесей Uнmax рассчитывается по формуле

			dP		rэ	1200Pmax ,	(7)
		Uнmax
			dt max
где	dP		– максимальная скорость нарастания давления
	dt max

при взрыве, кПа/с; rэ – эквивалентный радиус помещения, м; Pmax – максимальное давление взрыва пылевоздушной смеси, кПа.

Максимальная скорость нарастания давления при взрыве и максимальное давление взрыва пылевоздушной смеси определяются по ГОСТ 12.1.041 [20], по результатам

испытаний в соответствии с ГОСТ 12.1.044 [21]	или
по справочным данным.
Эквивалентный радиус помещения rэ определяется
по формуле
rэ 0,62 3 Vпом,	(8)
где Vпом – геометрический объем помещения, м3.

12

2.6. Расчетная степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме вычисляется по формуле

с = 0,5( сНКПР + сmax),

(9)

где сНКПР – степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответствующей НКПР; сmax степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответствующей Uнmax.

Если определяемое по формуле (9) значение c менее 6, то его следует принимать равным 6.

При отсутствии справочных данных допускается принимать c равным 8.

2.7. Значение показателя интенсификации взрывного горения определяется по табл. 1 в зависимости от степени загроможденности помещения строительными конструкциями и оборудованием з и объема помещения V, в котором происходит горение взрывоопасной смеси.

Т а б л и ц а 1

Показатель интенсификации взрывного горения

Степень				Объем помещения V, м3
загромож-	100			1000		10 000			100 000 и более
денности				Вид конструкций		и оборудования
помещения	Мало-		Круп-	Мало-	Круп-	Мало-		Круп-	Мало-	Круп-
строитель-	габа-		но-	габа-	но-	габа-		но-	габа-	но-
ными конст-	рит-		габа-	рит-	габа-	рит-		габа-	ритные	габа-
рукциями	ные		рит-	ные	рит-	ные		рит-		рит-
и оборудова-			ные		ные			ные		ные
нием з, %	4							6
≤ 3			4	5	5	6			7	7
6	5		4	7	5	10	6		15	10
10	5		4	8	5	15	8		25	15
≥ 15	6		4	10	6	18		10	30	20

П р и м е ч а н и я: 1. Малогабаритные строительные конструкции и оборудование – конструкции и оборудование (или отдельный элемент, рассматриваемый как самостоятельная преграда на пути распространения пламени) с линейными размерами, не превышающими

13

0,75 м по длине, ширине и высоте, или с относительно большой длиной (трубопровод, колонна, элементы стержневых систем и т. п.) и поперечным сечением не более 0,75 х 0,75 м; крупногабаритные строительные конструкции и оборудование – конструкции и оборудование, линейные размеры которых по длине, ширине и высоте превышают 1,5 м.

2.Если з определить невозможно, допускается принимать, что строительные конструкции и оборудование занимают 20 % геометрического объема помещения Vпом.

3.Для промежуточных значений V и з, а также при наличии

впомещении как малогабаритных, так и крупногабаритных строитель-

ных конструкций и оборудования значение α определяется линейной интерполяцией. Если V менее 100 м3, значение α определяется линейной

интерполяцией, при этом условно принимается, что при V = 0 = 2. Для строительных конструкций и оборудования, которые находятся между

мало- и крупногабаритными, значение также определяется линейной интерполяцией.

4. В случае отсутствия данных по процентному соотношению между крупногабаритными и малогабаритными строительными конструкциями и оборудованием допускается принимать, что доля объема, занимаемого крупногабаритными конструкциями и оборудованием, со-

ставляет 0,6 з, а малогабаритными – 0,4 з.

5. Данные таблицы используются для расчета водородовоздушных смесей, а также других видов взрывоопасных смесей (за исключением указанных ниже пылевоздушных смесей) с Uн.р ≤ 0,5 м/с. Для взрывоопасных смесей с Uн.р > 0,5 м/с (за исключением водородовоздушных смесей и указанных ниже пылевоздушных горючих смесей) вкачестве расчетных при-

нимаются табличные значения , увеличенные в 1,3 раза. Для пылевоздушных смесей, в состав которых входят крахмал, мука, зерновая пыль и им подобные горючие вещества, в качестве расчетных следует принимать

табличныезначения , уменьшенныев2 раза.

Значения V определяются, исходя из условий:

V = Vпом при Vпл Vпом;	(10)
V = Vпл при Vпл < Vпом;	(11)
Vпл = 0,5 vVпом( рНКПР + рmax)
или Vпл = 6,53 vVпом,	(12)

14

где Vпл – объем пламени, м3; v – коэффициент степени заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участия во взрыве.

Коэффициент v рассчитывается по формуле

	v		2000mZ		,	(13)
		Vcв(СНКПР Сmax )

где m – масса горючего газа или паров жидкости, поступающих в помещение в аварийных ситуациях, или количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, кг, определяется по СП 12.13130.2009 [22]; Z – коэффициент участия горючего во взрыве, определяется также по СП 12.13130; СНКПР – массовая концентрация горючего

вгорючей среде, соответствующая НКПР, г/м3, определяется по прил. 2 и 3; Cmax – массовая концентрация горючего

вгорючей среде, соответствующая Uнmax, г/м3, определяется по прил. 2 и 3.

Если рассчитываемое по формуле (13) значение v > 1, то следует принимать v = 1.

2.8. Коэффициент , учитывающий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью, рассчитывается в зависимости от величины коэффициента v по формулам:

			0,	если			v					0,01 Pдоп						;	(14)
									1			с 1
		1,		если		v			2		1,3			;					(15)
												с
		v		1 ,	если									v		2	.		(16)
			2	1						1

15

2.9. Коэффициент Kф, учитывающий влияние формы помещения и эффект истечения продуктов горения взрыво-

опасной смеси, при v 2, определяется по формулам:

K

0,5(b2

h2 )

h

а

;

(17)

ф

п

п

,

если

3

V

2

п

п

пом

K

0,5(b2

а2 )

h

а

,

(18)

ф

п

п

,

если

3

V

2

п

п

пом

где ап, bп и hп – соответственно длина, ширина и высота помещения, м.

Если v < 0,01, следует принимать Kф = 1. Для

0,01 < v < 2 значение Kф определяется линейной интерполяцией.

Если расчетное значение Kф более 1 или менее 0,35, то следует принимать Kф равным соответственно 1 или 0,35.

2.10. Свободный объем взрывоопасного помещения Vсв определяется по формуле

Vсв = Vпом(1 – 0,01 з),

(19)

где Vпом – геометрический объем помещения, м3; з – степень загроможденности помещения строительными конструкциями и оборудованием, %:

з 100Vобор , Vпом

где Vобор объем оборудования в помещении, м3.

2.11. Расчетная плотность газа в помещении перед

воспламенением 0 вычисляется по формуле
0		0,5367 *v ( НКПР max )	(1 *v )		1,294	, (20)
				1 0,00367 t0
		1 0,00367 t0

где *v – коэффициент степени заполнения объема помещения взрывоопасной смесью; НКПР – плотность горючей сре-

16

ды при концентрации горючего, соответствующей НКПР, кг/м3; max – плотность горючей среды при концентрации горючего, соответствующей Uнmax, кг/м3; t0 – максимальная

температура воздуха в помещении перед воспламенением, оС;

*v v Z .

(21)

Если определяемое по формуле (21) значение *v > 1, следует принимать *v = 1.

При отсутствии справочных данных расчетную плотность газа в помещении перед воспламенением 0 допускается определять по формуле

	0		0,036 *v 1,294		.	(22)
			1	0,00367 t0

2.12. Коэффициент вскрытия остекления при взрыве определяется: для одинарного остекления Kвскр1ост – по табл. 2, для двойного остекления Kвскр2 ост – по табл. 3 в зависимости от значения приведенного давления вскрытия оконного ос-

текления Pдоп* .

Значение приведенного давления вскрытия оконного остекления Рдоп* рассчитывается по формуле

Рдоп	KShK ,			(23)
*		Рдоп
где KSh –	коэффициент, определяемый			в зависимости

от площади и толщины стекла, используемого для устройства ЛСК; K – коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения сторон листа стекла.

Коэффициент KSh определяется по табл. 4.

17

Т а б л и ц а 2

Коэффициент вскрытия одинарного остекления при взрыве

Р*	K1ост	Р*	K1ост	Р*	K1ост
доп	вскр	доп	вскр	доп	вскр
3	0,000	9	0,399	15	0,915
4	0,005	10	0,534	16	0,929
5	0,030	11	0,659	17	0,936
6	0,080	12	0,762	18	0,939
7	0,161	13	0,837	19	0,940
8	0,270	14	0,886	20	0,940

П р и м е ч а н и я:			1. При Рдоп* < 3 кПа				Kвскр1ост	=	0, при
Рдоп* > 20 кПа Kвскр1ост = 0,94.
2. Для промежуточных значений Рдоп*						значения Kвскр1ост			опреде-
ляются линейной интерполяцией.							Т а б л и ц а 3
Коэффициент вскрытия двойного остекления при взрыве
Р*	K 2 ост		Р*	K	2 ост	Р*		K 2 ост
доп	вскр		доп	вскр			доп		вскр
7	0,000		15	0,379			23		0,894
8	0,004		16	0,474			24		0,912
9	0,014		17	0,564			25		0,924
10	0,036		18	0,648			26		0,931
11	0,074		19	0,721			27		0,935
12	0,130		20	0,782			28		0,938
13	0,202		21	0,831			29		0,939
14	0,287		22	0,867			30		0,940
П р и м е ч а н и я:			1. При Рдоп*		< 7	кПа	Kвскр2 ост	= 0, при

Рдоп* 30 кПа Kвскр2 ост = 0,94.

2. Для промежуточных значений Рдоп* значения Kвскр2 ост определяются линейной интерполяцией.

18

Т а б л и ц а 4

Значения коэффициента KSh в зависимости от площади и толщины стекол легкосбрасываемых конструкций

Тол-						Площадь стекла Sст, м2
щина
стек-
ла hст,	0,8	1,0	1,2		1,4		1,5	1,6	1,8	2,0	2,5		3,0	3,5
мм
3	0,435	0,370	0,320	0,280			0,275	0,255	0,235	–	–		–	–
4	–	0,550	0,480	0,420			0,375	0,375	0,335	0,305	0,260		–	–
5	–	–	–		–		0,535	0,500	0,450	0,410	0,340	0,285		0,250
	П р и м е ч а н и е.				Для промежуточных значений Scт								значения
KSh определяются линейной интерполяцией.

Площадь стекла Sст определяется по формуле

Sст = аст bст,

(24)

где аст – расчетный размер меньшей стороны стекла, м; bст – расчетный размер большей стороны стекла, м.

Расчетные размеры стекла определяются по форму-

лам:
aст = aпр + 3hст;	(25)
bст = bпр + 3hст,	(26)

где aпр – размер проема в направлении меньшей стороны стекла, м; bпр – размер проема в направлении большей стороны стекла, м; hст – толщина стекла, м.

Коэффициент K определяется по табл. 5.

Т а б л и ц а 5

Значения коэффициента K в зависимости от величины ст

K	ст	K	ст
1,25	0,3	1,00	0,7
1,11	0,4	1,01	0,8
1,04	0,5	1,06	0,9
1,01	0,6	1,15	1,0

19

Коэффициент ст рассчитывается по формуле

аст	(27)
ст b .
ст

2.13. Коэффициент КвскрЛСК вскрытия вращаемых и смещаемых ЛСК определяется по формуле

КвскрЛСК	Sоткр.тр(аЛСК bЛСК) рвскрКс.мКз.п	,	(28)
	Кп.в 3Uн.р3 0МЛСК

где Sоткр.тр – требуемая площадь открытых проемов в наружном ограждении взрывоопасного помещения, при которой избыточное давление в нем при взрывном горении ГС не превысит Рдоп, м2; аЛСК, bЛСК – размеры соответственно горизонтальной и вертикальной сторон ЛСК, м; рвскр – избыточное давление в помещении, при котором начинается вскрытие ЛСК, кПа; Кс.м – коэффициент, учитывающий влияние собственной массы ЛСК в зависимости от ее конструктивных особенностей и условий расположения в наружном ограждении; Кз.п – коэффициент, учитывающий заужение проема при вскрытии вращаемых ЛСК; Кп.в – коэффициент формирования взрывной нагрузки на конструкции; МЛСК – масса подвижной (вращаемой или смещаемой) части элемента ЛСК, кг.

Коэффициент КвскрЛСК для вращаемых и смещаемых

ЛСК принимается не более 1.

2.14. Значения рвскр определяются с помощью следующих формул (из двух значений по каждой формуле в качестве расчетного принимается большее):

а) для вращаемых конструкций, размещаемых в стенах помещения:

20