Приложение К (рекомендуемое). Метод расчета параметров испарения горючих ненагретых жидкостей и сжиженных углеводородных газов

Приложение К

(рекомендуемое)

Методы расчета температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения

К.1 Условные обозначения

V - объем помещения, ;

S - площадь пола помещения, ;

- площадь i-го проема помещения, ;

- высота i-го проема помещения, м;

- суммарная площадь проемов помещения, ;

- приведенная высота проемов помещения, м;

П - проемность помещения, рассчитывается по формуле (К.1) или (К.2), ;

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

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

- удельное критическое количество пожарной нагрузки, ;

- количество пожарной нагрузки, отнесенное к площади тепловоспринимающих поверхностей помещения, ;

- средняя скорость выгорания древесины, ;

- средняя скорость выгорания i-го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, ;

- низшая теплота сгорания древесины, МДж/кг;

- низшая теплота сгорания i-го компонента материала пожарной нагрузки, МДж/кг;

- степень черноты факела;

- температура окружающего воздуха, К;

- температура поверхности конструкции, К;

t - текущее время развития пожара, мин;

- минимальная продолжительность начальной стадии пожара, мин;

- предельная продолжительность локального пожара при горении ЛВЖ и ГЖ, мин.

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

К.2.1 Определение вида возможного пожара в помещении

Вычисляется объем помещения V

Рассчитывают проемность помещений П, , объемом

, (К.1)

для помещений с V > 10

. (К.2)

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

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

. (К.3)

Определяют удельное критическое количество пожарной нагрузки , , для кубического помещения объемом V, равным объему исследуемого помещения

. (К.4)

Вычисляют удельное значение пожарной нагрузки , , для исследуемого помещения

, (К.5)

где S - площадь пола помещения, равная .

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

К.2.2 Расчет среднеобъемной температуры

Определяют максимальную среднеобъемную температуру

для ПРН

; (К.6)

для ПРВ в интервале ч с точностью до 8% = 1000°С и с точностью до 5%

, (К.7)

где - характерная продолжительность объемного пожара, ч, рассчитываемая по формуле

, (К.8)

где - средняя скорость выгорания древесины, ;

- средняя скорость выгорания i-го компонента твердого горючего или трудногорючего материала, .

Вычисляют время достижения максимального значения среднеобъемной температуры , мин

для ПРН

; (К.9)

для ПРВ

,

где - рассчитывают по формуле (К.8).

Определяют изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре

, (K.10)

где - начальная среднеобъемная температура, °С;

t - текущее время, мин.

К.2.3 Расчет средней температуры поверхности перекрытия

Определяют значение максимальной усредненной температуры поверхности перекрытия , °С

для ПРН

; (К.11)

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

. (К.12)

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности перекрытия , мин

для ПРН

; (К.13)

для ПРВ с точностью до 10%

.

Определяют изменение средней температуры поверхности перекрытия

, (K.14)

где - начальная средняя температура поверхности перекрытия.

К.2.4 Расчет средней температуры поверхности стен

Определяют максимальную усредненную температуру поверхности стен

для ПРН

; (К.15)

для ПРВ при ч с точностью до 10%

. (K.16)

При ч максимальное усредненное значение температуры поверхности стены с точностью до 3,5% составляет 850°С.

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности стен , мин

для ПРН

; (К.17)

для ПРВ

.

Определяют изменение средней температуры стен

, (K.18)

где - начальная средняя температура поверхности стен.

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

Определяют максимальную усредненную плотность эффективного теплового потока в строительные конструкции , :

а) при ПРН:

для конструкций стен

; (K.19)

для конструкций перекрытия

; (K.20)

б) при ПРВ:

для конструкций стен при ч

; (K.21)

при ч

;

для конструкций перекрытий (покрытий) при ч

; (К.22)

при ч

.

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

для конструкций стен

. (К.23)

для конструкций перекрытия (покрытия)

. (К.24)

Определяют изменение средней плотности теплового потока в соответствующие конструкции

. (K.25)

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

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

. (K.26)

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

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

- объем помещения V;

- площадь проемов помещения ;

- высоту проемов ;

- общее количество пожарной нагрузки каждого вида горючего твердого материала ;

- приведенную высоту проемов h;

- высоту помещения h;

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

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

К.3.3 Рассчитывают температурный режим развитой стадии пожара.

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

К.3.5 Определяют изменение среднеобъемной температуры в начальной стадии пожара

, (К.27)

где - среднеобъемная температура в момент окончания НСП.

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

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

Данные для расчета

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

Расчет

По результатам экспериментальных исследований продолжительность начальной стадии пожара:

мин.

Температура общей вспышки в помещении:

.

Изменение температуры в начальной стадии пожара:

;

.

Проемность помещения:

.

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

.

Удельное критическое количество пожарной нагрузки:

;

.

Удельное количество пожарной нагрузки:

.

Из сравнения и получается, что

.

Следовательно, в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией.

Максимальная среднеобъемная температура на стадии объемного пожара:

K.

Характерная продолжительность пожара:

ч.

Время достижения максимальной среднеобъемной температуры:

мин.

Изменение среднеобъемной температуры при объемном свободно развивающемся пожаре:

;

.

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