Вход
Купить систему ГАРАНТ
Получить демо-доступ
Узнать стоимость
Информационный банк
Подобрать комплект
Семинары
Нормы пожарной безопасности НПБ 105-03 "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности" (утв. приказом МЧС РФ от 18 июня 2003 г. N 314)
ГАРАНТ:
По заключению Минюста РФ от 26 июня 2003 г. N 07/6463-ЮД настоящие нормы не нуждаются в государственной регистрации
22 июля 2008 г. принят Федеральный закон N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". Во исполнение этого Федерального закона приказом МЧС РФ от 25 марта 2009 г. N 182 утвержден СП 12.13130.2009 "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности".
Однако, НПБ 105-03 продолжает действовать с учетом п. 4 ст. 4 Технического регламента, в соответствии с которым на существующие здания, сооружения и строения, запроектированные и построенные в соответствии с ранее действовавшими требованиями пожарной безопасности, положения техрегламента не распространяются, за исключением случаев, если дальнейшая эксплуатация указанных зданий, сооружений и строений приводит к угрозе жизни или здоровью людей вследствие возможного возникновения пожара
Настоящие нормы устанавливают методику определения категорий помещений и зданий (или частей зданий между противопожарными стенами - пожарных отсеков)* производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности в зависимости от количества и пожаровзрывоопасных свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов размещенных в них производств, а также методику определения категорий наружных установок производственного и складского назначения** по пожарной опасности.
Методика определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности должна использоваться в проектно-сметной и эксплуатационной документации на здания, помещения и наружные установки.
Категории помещений и зданий предприятий и учреждений определяются на стадии проектирования зданий и сооружений в соответствии с настоящими нормами и ведомственными нормами технологического проектирования, утвержденными в установленном порядке.
Требования норм к наружным установкам должны учитываться в проектах на строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение, при изменениях технологических процессов и при эксплуатации наружных установок. Наряду с настоящими нормами следует также руководствоваться положениями ведомственных норм технологического проектирования, касающихся категорирования наружных установок, утвержденных в установленном порядке.
В области оценки взрывоопасности настоящие нормы выделяют категории взрывопожароопасных помещений и зданий, более детальная классификация которых по взрывоопасности и необходимые защитные мероприятия должны регламентироваться самостоятельными нормативными документами.
Категории помещений и зданий, определенные в соответствии с настоящими нормами, следует применять для установления нормативных требований по обеспечению взрывопожарной и пожарной безопасности указанных помещений и зданий в отношении планировки и застройки, этажности, площадей, размещения помещений, конструктивных решений, инженерного оборудования.
Настоящие нормы не распространяются:
на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых веществ (далее - ВВ), средств инициирования ВВ, здания и сооружения, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке;
на наружные установки для производства и хранения ВВ, средств инициирования ВВ, наружные установки, проектируемые по специальным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке, а также на оценку уровня взрывоопасности наружных установок.
Термины и их определения приняты в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности.
Под термином "Наружная установка" в настоящих нормах понимается комплекс аппаратов и технологического оборудования, расположенных вне зданий, с несущими и обслуживающими конструкциями.
1. Общие положения
1. По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д, а здания - на категории А, Б, В, Г и Д.
По пожарной опасности наружные установки подразделяются на категории А_н, Б_н, В_н, Г_н и Д_н.
2. Категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий определяются для наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, исходя из вида находящихся в аппаратах и помещениях горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.
Категории пожарной опасности наружных установок определяются, исходя из вида находящихся в наружных установках горючих веществ и материалов, их количества и пожароопасных свойств, особенностей технологических процессов.
3. Определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т.д.).
Допускается использование справочных данных, опубликованных головными научно-исследовательскими организациями в области пожарной безопасности или выданных Государственной службой стандартных справочных данных.
Допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.
2. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
4. Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности принимаются в соответствии с табл.1.
5. Определение категорий помещений следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещения к категориям, приведенным в табл.1, от высшей (А) к низшей (Д).
Таблица 1
| Категория помещения |
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении |
| А взрывопожароопас- ная |
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа |
| Б взрывопожароопас- ная |
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа |
| В1 - В4 пожароопасные |
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б |
| Г | Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
| Д | Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии |
Примечание:
Разделение помещений на категории В1 - В4 регламентируется положениями, изложенными в табл.4.
3. Методы расчета критериев взрывопожарной опасности помещений
Выбор и обоснование расчетного варианта
6. При расчете значений критериев взрывопожарной опасности в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.
В случае если использование расчетных методов не представляется возможным, допускается определение значений критериев взрывопожарной опасности на основании результатов соответствующих научно-исследовательских работ, согласованных и утвержденных в установленном порядке.
7. Количество поступивших в помещение веществ, которые могут образовать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п.6;
б) все содержимое аппарата поступает в помещение;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат, по прямому и обратному потокам в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
времени срабатывания системы автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов;
120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
300 с при ручном отключении.
Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.
Под "временем срабатывания" и "временем отключения" следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в помещение. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих федеральных министерств и других федеральных органов исполнительной власти по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на пол определяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м2, а остальных жидкостей - на 1 м2 пола помещения;
д) происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
8. Количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, определяется из следующих предпосылок:
а) расчетной аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (например, вследствие пылевыделения из негерметичного производственного оборудования);
б) в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находившейся в аппарате пыли.
9. Свободный объем помещения определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием. Если свободный объем помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объема помещения.
Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей
10. Избыточное давление взрыва Дельта Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl, Вг, I, F, определяется по формуле
mZ 100 1
Дельта P = (P - P ) -------- --- ---, (1)
max 0 V ро С К
св г,п ст н
где Р_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п.3. При отсутствии данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа; P_0 - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); m - масса горючего газа (ГГ) или паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, вычисляемая для ГГ по формуле (6), а для паров ЛВЖ и ГЖ по формуле (11), кг; Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения согласно приложению. Допускается принимать значение Z по табл.2; V_св - свободный объем помещения, м3; ро_г,п - плотность газа или пара при расчетной температуре t_р, кг х м(-3), вычисляемая по формуле
M
ро = ----------------, (2)
г,п V (1+0,00367t )
0 р
где М - молярная масса, кг х кмоль(-1); V_0 - мольный объем, равный 22,413 м3 х кмоль(-1); t_p - расчетная температура,°С. В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_p по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61°С; С_ст - стехиометрическая концентрация ГГ или паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле
100
C = --------------, (3)
ст 1 + 4,84 бета
n - n n
Н X О
где бета = n + -------- - --- - стехиометрический коэффициент кислорода
C 4 2
в реакции сгорания; n_С, n_Н, n_О, п_Х - число атомов С, Н, О и галоидов
в молекуле горючего; К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность
помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_н
равным 3.
Таблица 2
| Вид горючего вещества | Значение Z |
| Водород | 1,0 |
| Горючие газы (кроме водорода) | 0,5 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые до температуры вспышки и выше |
0,3 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при наличии возможности образования аэрозоля |
0,3 |
| Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, нагретые ниже температуры вспышки, при отсутствии возможности образования аэрозоля |
0 |
11. Расчет Дельта_Р для индивидуальных веществ, кроме упомянутых в п.10, а также для смесей может быть выполнен по формуле
mH Р Z
т 0 1
Дельта Р = ------------- ----, (4)
V ро С Т К
св в р 0 н
где Н_т - теплота сгорания, Дж х кг(-1); ро_в - плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т_0, кг х м(-3); С_р - теплоемкость воздуха, Дж х кг(-1) х К(-1) (допускается принимать равной 1,01 х 10(3) Дж х кг(-1) х К(-1)); Т_0 - начальная температура воздуха, К.
12. В случае обращения в помещении горючих газов, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей при определении значения массы m, входящей в формулы (1) и (4), допускается учитывать работу аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывобезопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности (ПУЭ), при условии расположения устройств для удаления воздуха из помещения в непосредственной близости от места возможной аварии.
При этом массу m горючих газов или паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, нагретых до температуры вспышки и выше, поступивших в объем помещения, следует разделить на коэффициент К, определяемый по формуле
К = АТ + 1, (5)
где А - кратность воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, с(-1); Т - продолжительность поступления горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в объем помещения, с (принимается по п.7).
13. Масса m, кг, поступившего в помещение при расчетной аварии газа определяется по формуле
m = (V + V ) ро , (6)
a т r
где V_a - объем газа, вышедшего из аппарата, м3; V_т - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м3.
При этом
V = 0,01 P V, (7)
a 1
где Р_1 - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;
V = V + V , (8)
т 1т 2т
где V_1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
V = qT, (9)
1т
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3 х с(-1); Т - время, определяемое по п.7, с;
2 2 2
V = 0,01 пи Р (r L + r L + ... + r L ), (10)
2т 2 1 1 2 2 n n
где Р_2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
14. Масса паров жидкости m, поступивших в помещение при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения
m = m + m + m , (11)
р емк св.окр
где m_р - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; m_емк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; m_св.окр - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг.
При этом каждое из слагаемых в формуле (11) определяется по формуле
m = WF T, (12)
и
где W - интенсивность испарения, кг х с(-1) х м(-2); F_и - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п.7 в зависимости от массы жидкости m_п, вышедшей в помещение.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (11) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.
15. Масса m_п, кг, вышедшей в помещение жидкости определяется в соответствии с п.7.
16. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W пo формуле
-6
W = 10 эта корень кв.(M) P , (13)
н
где эта - коэффициент, принимаемый по табл.3 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения; Р_н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_p, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п.3, кПа.
Таблица 3
| Скорость воздушного потока в помещении, м х с(-1) |
Значение коэффициента эта при температуре t, °C, воздуха в помещении |
||||
| 10 | 15 | 20 | 30 | 35 | |
| 0 0,1 0,2 0,5 1,0 |
1,0 3,0 4,6 6,6 10,0 |
1,0 2,6 3,8 5,7 8,7 |
1,0 2,4 3,5 5,4 7,7 |
1,0 1,8 2,4 3,6 5,6 |
1,0 1,6 2,3 3,2 4,6 |
Расчет избыточного давления взрыва для горючих пылей
17. Расчет избыточного давления взрыва Дельта_Р, кПа, производится по формуле (4), где коэффициент Z участия взвешенной пыли во взрыве рассчитывается по формуле
Z = 0,5F, (14)
где F - массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится взрывобезопасной, т.е. неспособной распространять пламя. В отсутствие возможности получения сведений для оценки величины Z допускается принимать Z = 0,5.
18. Расчетная масса взвешенной в объеме помещения пыли m, кг, образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяется по формуле
m = m + m , (15)
вз ав
где m_вз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; m_ав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг.
19. Расчетная масса взвихрившейся пыли m_вз определяется по формуле
m = K m , (16)
вз вз п
где К_вз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. При отсутствии экспериментальных сведений о величине К_вз допускается полагать К_вз = 0,9; m_п - масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии, кг.
20. Расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, m_ав, определяется по формуле
m = (m + qT) K , (17)
aв aп п
где m_aп - масса горючей пыли, выбрасываемой в помещение из аппарата, кг; q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг х c(-1); Т - время отключения, определяемое по п.7в), с; К_п - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата в помещение. При отсутствии экспериментальных сведений о величине К_п допускается полагать:
для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм - К_п = 0,5;
для пылей с дисперсностью менее 350 мкм - К_п = 1,0.
21. Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии определяется по формуле
K
г
m = ---- (m + m ), (18)
п K 1 2
y
где К_г - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; m_1 - масса пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между генеральными уборками, кг; m_2 - масса пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях в помещении за период времени между текущими уборками, кг; К_у - коэффициент эффективности пылеуборки. Принимается при ручной пылеуборке:
сухой - 0,6;
влажной - 0,7.
При механизированной вакуумной уборке:
пол ровный - 0,9;
пол с выбоинами (до 5% площади) - 0,7.
Под труднодоступными для уборки площадями подразумевают такие поверхности в производственных помещениях, очистка которых осуществляется только при генеральных пылеуборках. Доступными для уборки местами являются поверхности, пыль с которых удаляется в процессе текущих пылеуборок (ежесменно, ежесуточно и т.п.).
22. Масса пыли m_i (i = 1, 2), оседающей на различных поверхностях в помещении за межуборочный период, определяется по формуле
m = M (1 - альфа) бета , (i = 1; 2) (19)
i i i
где M = сумма M - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за
1 j 1j
период времени между генеральными пылеуборками, кг; M_1j - масса пыли,
выделяемая единицей пылящего оборудования за указанный период, кг;
M = сумма M - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период
2 j 2j
времени между текущими пылеуборками, кг; М_2j - масса пыли, выделяемая
единицей пылящего оборудования за указанный период, кг; альфа - доля
выделяющейся в объем помещения пыли, которая удаляется вытяжными
вентиляционными системами. При отсутствии экспериментальных сведений о
величине альфа полагают альфа = 0; бета_1; бета_2 - доли выделяющейся в
объем помещения пыли, оседающей соответственно на труднодоступных и
доступных для уборки поверхностях помещения (бета_1 + бета_2 = 1).
При отсутствии сведений о величине коэффициентов бета_1 и бета_2 допускается полагать бета_1 = 1, бета_2 = 0.
23. Величина M_i (i = 1; 2) может быть также определена экспериментально (или по аналогии с действующими образцами производств) в период максимальной загрузки оборудования по формуле
M = сумма (G x F ) тау (i = 1; 2) (20)
i j ij ij i
где G_1j, G_2j - интенсивность пылеотложений соответственно на труднодоступных F_1j (м2) и доступных F_2j (м2) площадях, кг х м(-2)c(-1); тау_1, тау_2 - промежуток времени соответственно между генеральными и текущими пылеуборками, с.
Определение категорий В1 - В4 помещений
24. Определение пожароопасной категории помещения осуществляется путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки (далее по тексту - пожарная нагрузка) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в табл.4.
Таблица 4
| Категория помещения |
Удельная пожарная нагрузка g на участке, МДж х м(-2) |
Способ размещения |
| В1 | Более 2200 | Не нормируется |
| В2 | 1401 - 2200 | См. п.25 |
| В3 | 181 - 1400 | То же |
| В4 | 1 - 180 | На любом участке пола помещения площадью 10 м2. Способ размещения участков пожарной нагрузки определяется согласно п.25 |
25. При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка, пожарная нагрузка Q, МДж, определяется по формуле
n p
Q = сумма G Q , (21)
i = 1 i нi
где G_i - количество i-го материала пожарной нагрузки, кг; Q(p)_нi - низшая теплота сгорания i-го материала пожарной нагрузки, МДж х кг(-1).
Удельная пожарная нагрузка g, МДж х м(-2), определяется из соотношения
Q
g = ---, (22)
S
где S - площадь размещения пожарной нагрузки, м2 (но не менее 10 м2).
В помещениях категорий В1 - В4 допускается наличие нескольких участков с пожарной нагрузкой, не превышающей значений, приведенных в табл.4. В помещениях категории В4 расстояния между этими участками должны быть более предельных. В табл.5 приведены рекомендуемые значения предельных расстояний l_пр в зависимости от величины критической плотности падающих лучистых потоков q_кр, кВт х м(-2), для пожарной нагрузки, состоящей из твердых горючих и трудногорючих материалов. Значения l_пр, приведенные в табл.5, рекомендуются при условии, если Н > 11 м; если Н < 11 м, то предельное расстояние определяется как l = l_пр + (11 - Н), где l_пр - определяется из табл.5, Н - минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия), м.
Таблица 5
| q_кр, кВт х м(-2) |
5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
| l_пр,м | 12 | 8 | 6 | 5 | 4 | 3,8 | 3,2 | 2,8 |
Значения q_кр для некоторых материалов пожарной нагрузки приведены в табл.6.
Таблица 6
| Материал | q_кр, кВт х м(-2) |
| Древесина (сосна влажностью 12%) | 13,9 |
| Древесно-стружечные плиты (плотностью 417 кг х м(-3) | 8,3 |
| Торф брикетный | 13,2 |
| Торф кусковой | 9,8 |
| Хлопок-волокно | 7,5 |
| Слоистый пластик | 15,4 |
| Стеклопластик | 15,3 |
| Пергамин | 17,4 |
| Резина | 14,8 |
| Уголь | 35,0 |
| Рулонная кровля | 17,4 |
| Сено, солома (при минимальной влажности до 8%) | 7,0 |
Если пожарная нагрузка состоит из различных материалов, то значение q_кp определяется по материалу с минимальным значением q_кр.
Для материалов пожарной нагрузки с неизвестными значениями q_кр значения предельных расстояний принимаются l_пр >= 12 м.
Для пожарной нагрузки, состоящей из ЛВЖ или ГЖ, рекомендуемое расстояние l_пр между соседними участками размещения (разлива) пожарной нагрузки рассчитывается по формулам
l >= 15 м при Н >= 11, (23)
пр
l >= 26 - H при Н < 11. (24)
пр
Если при определении категорий В2 или В3 количество пожарной нагрузки Q, определенное по формуле 21, отвечает неравенству
2
Q >= 0,64 g Н ,
т
то помещение будет относиться к категориям В1 или В2 соответственно. Здесь g_т = 2200 МДж х м(-2) при 1401 МДж х м(-2) <= g <= 2200 МДж х м(-2) и g_т = 1400 МДж х м(-2) при 181 МДж х м(-2) <= g <= 1400 МДж х м(-2).
Определение избыточного давления взрыва для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом
26. Расчетное избыточное давление взрыва Дельта Р для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, определяется по приведенной выше методике, полагая Z = 1 и принимая в качестве величины Н_т энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае когда определить величину Дельта Р не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.
Определение избыточного давления взрыва для взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли
27. Расчетное избыточное давление взрыва Дельта Р для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле
Дельта Р = Дельта Р + Дельта Р , (25)
1 2
где Дельта Р_1 - давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с пп.10 и 11; Дельта Р_2 - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с п.17.
4. Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности
28. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
29. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категории А;
суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
30. Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А или Б;
суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
31. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А, Б или В;
суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения.
32. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.
5. Категории наружных установок по пожарной опасности
33. Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл.7.
34. Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл.7, от высшей (А_н) к низшей (Д_н).
35. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.
Таблица 7
| Категория наружной установки |
Критерии отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности |
| А_н | Установка относится к категории А_н, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С; вещества и/или материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает 10(-6) в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
| Б_н | Установка относится к категории Б_н, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и/или волокна; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С; горючие жидкости; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании пыле- и/или паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает 10(-6) в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
| В_н | Установка относится к категории В_н, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и/или трудногорючие жидкости; твердые горючие и/или трудногорючие вещества и/или материалы (в том числе пыли и/или волокна); вещества и/или материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом гореть; не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям А_н или Б_н; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ и/или материалов превышает 10(-6) в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
| Г_н | Установка относится к категории Г_н, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и/или материалы в горячем, раскаленном и/или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и/или пламени, а также горючие газы, жидкости и/или твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
| Д_н | Установка относится к категории Д_н, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и/или материалы в холодном состоянии и по перечисленным выше критериям она не относится к категориям А_н, Б_н, В_н, Г_н |
Для категорий А_н и Б_н:
горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.
Для категории В_н:
интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории В_н, на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 кВт х м2.
6. Методы расчета значений критериев пожарной опасности наружных установок
Методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров
Выбор и обоснование расчетного варианта
36. Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварийных ситуации. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта Q_w и расчетного избыточного давления Дельта Р при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
G = Q x Дельта Р = max. (26)
w
Расчет величины G производится следующим образом:
а) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей Q_wi для этих вариантов;
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления Дельта Р_i;
в) вычисляются величины G_i = Q_wi x Дельта_Рi для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением G_i;
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина G_i максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается, исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом пунктов 38 - 43.
37. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 38 - 43.
38. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется, исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п.36 или п.37 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
300 с при ручном отключении.
Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.
Под "временем срабатывания" и "временем отключения" следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих министерств или ведомств по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных), исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей - на 0,15 м2;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
39. Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
m = (V + V ) x ро , (27)
a т г
где V_а - объем газа, вышедшего из аппарата, м3; V_т - объем газа вышедшего из трубопровода, м3; ро_г - плотность газа, кг х м(-3).
При этом
V = 0,01 x Р x V, (28)
a 1
где P_1 - давление в аппарате, кПа; V - объем аппарата, м3;
V = V + V , (29)
т 1т 2т
где V_1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3; V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
V = q x T, (30)
1т
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3 х с(-1); Т - время, определяемое по п.38, с;
2 2 2 2
V = 0,01 x пи х Р х (r L + r L + ... + r L ), (31)
2т 1 1 2 2 n n
где Р_2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа; r - внутренний радиус трубопроводов, м; L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
40. Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения
m = m + m + m + m , (32)
p емк св.окр пер
где m_р - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг; m_емк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг; m_св.окр - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг; m_пер - масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (m_р, m_емк, m_св.окр) в формуле (32) определяют из выражения
m = W x F x T, (33)
и
где W - интенсивность испарения, кг х с(-1) х м(-2); F_и - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п.38 в зависимости от массы жидкости m_п, вышедшей в окружающее пространство; Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п.38, с.
Величину m_пер определяют по формуле (при Т_а > Т_кип)
2С (Т - Т )
р а кип
m = min{0,8m ; ---------------- m }, (34)
пер п L п
исп
где m_п - масса вышедшей перегретой жидкости, кг; С_р - удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости Т_а, Дж х кг(-1) К(-1); Т_а - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К; T_кип - нормальная температура кипения жидкости, К; L_исп - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Т_а, Дж х кг(-1).
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (32) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
41. Масса m_п вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с п.38.
42. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
-6
W = 10 кв.корень (M) x P , (35)
н
где М - молярная масса, г х моль(-1); Р_н - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п.3, кПа.
43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ m_суг из пролива, кг х м(-2), по формуле
M t
m = ----- x (Т - Т ) x (2 x лямбда x кв.корень(-------) +
суг L 0 ж тв пи х a
исп
5,1 x кв.корень(Re) x лямбда x t
в
+ ----------------------------------)), (36)
d
где М - молярная масса СУГ, кг х моль(-1); L_исп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Т_ж, Дж х моль(-1); T_0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К; T_ж - начальная температура СУГ, К; ламбда_тв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт х м(-1) х K(-1);
ламбда
тв
а = ------------ - коэффициент
C х ро
тв тв
температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, м2 х с(-1); С_тв - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, Дж х кг(-1) х К(-1); ро_тв - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг х м(-3); t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
Ud -1
Re = ---- число Рейнольдса; U - скорость воздушного потока, м x с ;
ню
в
4F
d = кв.корень (----) - характерный размер пролива СУГ, м; ню_в -
пи
кинематическая вязкость воздуха, м2 х с(-1); ламбда_в - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт х м(-1) х К(-1).
Формула 36 справедлива для СУГ с температурой Т_ж <= Т_кип. При температуре СУГ Т_ж > Т_кип дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ m_пер по формуле 34.
Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство
44. Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (С_нкпр), вычисляют по формулам:
для горючих газов (ГГ):
m
г 0,333
R = 14,5632 x (------------) , (37)
нкпр ро x C
г нкпр
для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
Р m
н 0,813 н 0,333
R = 3,1501 x кв.корень (К) x (------) x (----------) ,(38)
нкпр С ро x Р
нкпр п п
М
ро = -----------------------,
г,п V x (1 + 0,00367 x t )
0 p
где m_г - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг; ро_г - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг х м(-3); m_п - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг; ро_п - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг х м(-3); Р_н - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа; К - коэффициент, принимаемый равным К = T/3600 для ЛВЖ; Т - продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с; С_нкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.); М - молярная масса, кг х кмоль(-1); V_0 - мольный объем, равный 22,413 м3 х кмоль(-1); t_р - расчетная температура,°С.
В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_р по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61°С.
45. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение R_нкпр должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
46. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяется масса m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с пунктами 38 - 43.
47. Величину избыточного давления Дельта Р, кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле
0,33 0,66 2 3
Дельта Р = Р x (0,8m /r + 3m /r + 5m /r ), (39)
0 пр пр пр
где Р_0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа); r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м; m_пр - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле
m = (Q / Q ) x m x Z, (40)
пр сг 0
где Q_cг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж х кг(-1); Z - коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1; Q_0 - константа, равная 4,52 х 10(6) Дж х кг(-1); m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.
Метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей
49. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.
50. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяется, исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.
51. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
M = M + M , (42)
вз ав
где М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг, М_вз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг; М_ав - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.
52. Величина М_вз определяется по формуле
M = К х К x М , (43)
вз г вз п
где К_г - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли; К_вз - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине К_вз допускается принимать К_вз = 0,9; М_п - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.
53. Величина М_ав определяется по формуле
М = (М + q x T) x K , (44)
ав ап п
где М_ап - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли; q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг х с(-1); Т - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении; К_п - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине К_п допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
54. Избыточное давление Дельта Р для горючих пылей рассчитывается следующим образом:
а) определяют приведенную массу горючей пыли m_пр, кг, по формуле
m = М х Z х H / Н , (45)
пр т то
где М - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг; Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02; Н_т - теплота сгорания пыли, Дж х кг(-1); Н_то - константа, принимаемая равной 4,6 х 106 Дж х кг(-1);
б) вычисляют расчетное избыточное давление Дельта Р, кПа, по формуле
0,33 0,66 2 3
Дельта Р = Р x (0,8m /r + 3m /r + 5m /r ), (46)
0 пр пр пр
где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки; P_0 - атмосферное давление, кПа.
Метод расчета интенсивности теплового излучения
56. Интенсивность теплового излучения рассчитывают для двух случаев пожара (или для того из них, который может быть реализован в данной технологической установке):
пожар проливов ЛВЖ, ГЖ или горение твердых горючих материалов (включая горение пыли);
"огненный шар" - крупномасштабное диффузионное горение, реализуемое при разрыве резервуара с горючей жидкостью или газом под давлением с воспламенением содержимого резервуара.
Если возможна реализация обоих случаев, то при оценке значений критерия пожарной опасности учитывается наибольшая из двух величин интенсивности теплового излучения.
57. Интенсивность теплового излучения q, кВт х м(-2), для пожара пролива жидкости или при горении твердых материалов вычисляют по формуле
q = E F x тау, (48)
f q
где E_f - среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени, кВт х м(-2); F_q - угловой коэффициент облученности; тау - коэффициент пропускания атмосферы.
Значение E_f принимается на основе имеющихся экспериментальных данных. Для некоторых жидких углеводородных топлив указанные данные приведены в табл.8.
При отсутствии данных допускается принимать величину E_f равной: 100 кВт х м(-2) для СУГ, 40 кВт х м(-2) для нефтепродуктов, 40 кВт х м(-2) для твердых материалов.
Таблица 8
Среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельная массовая скорость выгорания для некоторых жидких углеводородных топлив
| Топливо | E_f, кВт х м(-2) | M, кг х м(-2) х c(-1) |
||||
| d = 10 м | d = 20 м | d = 30 м | d = 40 м | d = 50 м | ||
| СПГ (Метан) | 220 | 180 | 150 | 130 | 120 | 0,08 |
| СУГ (Пропанбутан) |
80 | 63 | 50 | 43 | 40 | 0,10 |
| Бензин | 60 | 47 | 35 | 28 | 25 | 0,06 |
| Дизельное топливо |
40 | 32 | 25 | 21 | 18 | 0,04 |
| Нефть | 25 | 19 | 15 | 12 | 10 | 0,04 |
Примечание. Для диаметров очагов менее 10 м или более 50 м следует принимать величину E_f такой же, как и для очагов диаметром 10 м и 50 м соответственно.
Рассчитывают эффективный диаметр пролива d, м, по формуле
4 x F
d = кв.корень -------, (49)
пи
где F - площадь пролива, м2.
Вычисляют высоту пламени Н, м, по формуле
0,61
M
Н = 42d(----------------------) , (50)
ро (кв.корень (g x d)
в
где М - удельная массовая скорость выгорания топлива, кг х м(-2) х с(-1); ро_в - плотность окружающего воздуха, кг х м(-3); g = 9,81 м х с(-2) - ускорение свободного падения.
Определяют угловой коэффициент облученности F_q по формулам:
2 2
F = кв.корень (F + F ), (51)
q v н
где F_v, F_н - факторы облученности для вертикальной и горизонтальной площадок соответственно, определяемые с помощью выражений:
1 1 h h
F = -- x [ -- x arctg( -----------------) - --- x {arctg(кв.корень
v пи S 2 S
кв.корень(S - 1)
S - 1 A (А + 1) x (S - 1)
(-----)) - --------------- x arctg(кв.корень (------------------)}], (52)
S + 1 2 (A - 1) x (S + 1)
кв.корень(А - 1)
1 (B - 1/S) (В + 1) x (S - 1)
F = --- x [--------------- x arctg(кв.корень(-----------------) -
н пи 2 (B - 1) x (S + 1)
кв.корень(В - 1)
(A - 1/S) (А + 1) x (S - 1)
- ------------------ x arctg(кв.корень(-----------------))], (53)
2 (A - 1) x (S + 1)
кв.корень(А - 1)
2 2
А = (h + S + 1)/(2S); (54)
2
В = (1 + S )/(2S); (55)
S = 2r/d; (56)
h = 2H/d, (57)
где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта, м.
Определяют коэффициент пропускания атмосферы по формуле
-4
тау = exp[-7,0 x 10 x (r - 0,5d)]. (58)
58. Интенсивность теплового излучения q, кВт х м(-2), для "огненного шара" вычисляют по формуле (48).
Величину E_f определяют на основе имеющихся экспериментальных данных. Допускается принимать E_f равным 450 кВт х м(-2).
Значение F_q вычисляют по формуле
H/D + 0,5
s
F = ----------------------------------, (59)
q 1,5
2 2
4 x [(H/D + 0,5) + (r/D ) ]
s s
где Н - высота центра "огненного шара", м; D_s - эффективный диаметр "огненного шара", м; r - расстояние от облучаемого объекта до точки на поверхности земли непосредственно под центром "огненного шара", м.
Эффективный диаметр "огненного шара" D_s определяют по формуле
0,327
D = 5,33m , (60)
s
где m - масса горючего вещества, кг.
Величину Н определяют в ходе специальных исследований. Допускается принимать величину Н равной D_s/2.
Время существования "огненного шара" t_s , с, определяют по формуле
0,303
t = 0,92m . (61)
s
Коэффициент пропускания атмосферы тау рассчитывают по формуле
-4 2 2
тау = exp[-7,0 x 10 x (кв.корень(r + H ) - D /2)]. (62)
s
7. Метод оценки индивидуального риска
59. Настоящий метод применим для расчета величины индивидуального риска (далее по тексту - риска) на наружных установках при возникновении таких поражающих факторов, как избыточное давление, развиваемое при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей, и тепловое излучение при сгорании веществ и материалов.
60. Величину индивидуального риска R_B при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей рассчитывают по формуле
n
R = сумма Q x Q , (63)
В i = 1 Вi ВПi
где Q_Вi - годовая частота возникновения i-й аварии с горением газо-, паро- или пылевоздушной смеси на рассматриваемой наружной установке, 1/год; Q_ВПi - условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, избыточным давлением при реализации указанной аварии i-го типа; n - количество типов рассматриваемых аварий.
Значения Q_Вi определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке. В формуле (63) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q_B для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара с горением газо-, паро- или пылевоздушных смесей на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение Q_BП вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пп. 37 - 43.
61. Величину индивидуального риска R_п при возможном сгорании веществ и материалов, указанных в табл.7 для категории В_н, рассчитывают по формуле
n
R = сумма Q x Q , (64)
п i = 1 fi fпi
где Q_fi - годовая частота возникновения пожара на рассматриваемой наружной установке в случае аварии i-го типа, 1/год; Q_fпi - условная вероятность поражения человека, находящегося на заданном расстоянии от наружной установки, тепловым излучением при реализации аварии i-го типа; n - количество типов рассматриваемых аварий.
Значение Q_fi определяют из статистических данных или на основе методик, изложенных в нормативных документах, утвержденных в установленном порядке.
В формуле (64) допускается учитывать только одну наиболее неблагоприятную аварию, величина Q_f для которой принимается равной годовой частоте возникновения пожара на наружной установке по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке, а значение Q_fп вычислять, исходя из массы горючих веществ, вышедших в атмосферу, в соответствии с пунктами 37 - 43.
62. Условную вероятность Q_ВПi поражения человека избыточным давлением при сгорании газо-, паро- или пылевоздушных смесей на расстоянии r от эпицентра определяют следующим образом:
вычисляют избыточное давление Дельта Р и импульс i по методам, описанным в разделе 6 (методы расчета значений критериев пожарной опасности для горючих газов и паров или метод расчета значений критериев пожарной опасности для горючих пылей);
исходя из значений Дельта Р и i, вычисляют величину "пробит"-функции Р_r по формуле
Pr = 5 - 0,26ln(V), (65)
8,4 9,3
17500 290
V = (--------) + (---) , (66)
Дельта Р i
где Дельта Р - избыточное давление, Па; i - импульс волны давления, Па х с;
С помощью таблицы 9 определяют условную вероятность поражения человека. Например, при значении Р_r = 2,95 значение Q_вп = 2% = 0,02, а при P_r = 8,09 значение Q_вп = 99,9% = 0,999.
63. Условную вероятность поражения человека тепловым излучением Q_fПi определяют следующим образом:
а) рассчитывают величину Р_r по формуле
1,33
P = -14,9 + 2,56 ln(t x q ), (67)
r
где t - эффективное время экспозиции, с; q - интенсивность теплового излучения, кВт х м(-2), определяемая в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6).
Величину t находят:
1) для пожаров проливов ЛВЖ, ГЖ и твердых материалов
t = t + x/u, (68)
0
где t_0 - характерное время обнаружения пожара, с, (допускается принимать t = 5 с); х - расстояние от места расположения человека до зоны, где интенсивность теплового излучения не превышает 4 кВт х м(-2), м; u - скорость движения человека, м х с(-1) (допускается принимать u = 5 м х с(-1));
2) для воздействия "огненного шара" - в соответствии с методом расчета интенсивности теплового излучения (раздел 6);
б) с помощью табл.9 определяют условную вероятность Q_Пi поражения человека тепловым излучением.
64. Если для рассматриваемой технологической установки возможен как пожар пролива, так и "огненный шар", в формуле (64) должны быть учтены оба указанных выше типа аварии.
Таблица 9
Значения условной вероятности поражения человека в зависимости от величины Р_r
| Условная вероятность поражения, % |
Величина P_r | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 |
- 3,72 4,16 4,48 4,75 5,00 5,25 5,52 5,84 6,28 |
2,67 3,77 4,19 4,50 4,77 5,03 5,28 5,55 5,88 6,34 |
2,95 3,82 4,23 4,53 4,80 5,05 5,31 5,58 5,92 6,41 |
3,12 3,90 4,26 4,56 4,82 5,08 5,33 5,61 5,95 6,48 |
3,25 3,92 4,29 4,59 4,85 5,10 5,36 5,64 5,99 6,55 |
3,36 3,96 4,33 4,61 4,87 5,13 5,39 5,67 6,04 6,64 |
3,45 4,01 4,36 4,64 4,90 5,15 5,41 5,71 6,08 6,75 |
3,52 4,05 4,39 4,67 4,92 5,18 5,44 5,74 6,13 6,88 |
3,59 4,08 4,42 4,69 4,95 5,20 5,47 5,77 6,18 7,05 |
3,66 4,12 4,45 4,72 4,97 5,23 5,50 5,81 6,23 7,33 |
| - | 0,00 | 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 0,80 | 0,90 |
| 99 | 7,33 | 7,37 | 7,41 | 7,46 | 7,51 | 7,58 | 7,65 | 7,75 | 7,88 | 8,09 |
* Далее по тексту - помещений и зданий
** Далее по тексту - наружные установки
Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Нормы пожарной безопасности НПБ 105-03 "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности" (утв. приказом МЧС РФ от 18 июня 2003 г. N 314)
По заключению Минюста РФ от 26 июня 2003 г. N 07/6463-ЮД настоящие нормы не нуждаются в государственной регистрации
Текст документа приводится по официальному изданию ГУГПС МЧС России, 2003 г.
Дата введения 1 августа 2003 г.
Настоящие НПБ вводятся в действие с момента опубликования
Разработаны Главным управлением Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (ГУГПС МЧС России) и Федеральным государственным учреждением "Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" (ФГУ ВНИИПО МЧС России)
Внесены и подготовлены к утверждению нормативно-техническим отделом Главного управления Государственной противопожарной службы (ГУГПС МЧС России)
Взамен НПБ 105-95, НПБ 107-97