Приложение П. Методы расчета температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения

Приложение П

Методы расчета температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения

П.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 (П.1) или (П.2), ;

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

q - количество горючей нагрузки, отнесенное к площади пола, ;

- удельное критическое количество горючей нагрузки, ;

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

- средняя скорость выгорания древесины, ;

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

- низшая теплота сгорания древесины, МДж/кг;

- низшая теплота сгорания i-го компонента материала горючей 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.

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

П.2.1 Определение вида возможного пожара в помещении

Вычисляют объем помещения V.

Рассчитывают проемность помещений П, , объемом

, (П.1)

для помещений с V > 1000

. (П.2)

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

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

. (П.3)

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

. (П4)

Вычисляют удельное значение горючей нагрузки , для исследуемого помещения

, (П.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).

П.2.2 Расчет среднеобъемной температуры

Определяют максимальную среднеобъемную температуру

для ПРН

, (П.6)

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

, (П.7)

где - характерная продолжительность объемного пожара (в часах), рассчитываемая по формуле

. (П.8)

Вычисляют время достижения максимального значения среднеобъемной температуры , мин для ПРН

, (П.9)

для ПРВ

,

где - рассчитывают по формуле (П.8).

Определяют изменение среднеобъемной температуры °С при объемном свободно развивающемся пожаре.

. (П.10)

П.2.3 Расчет средней температуры поверхности перекрытия

Определяют значение максимальной усредненной температуры поверхности перекрытия , °С

для ПРН

, (П.11)

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

, (П.12)

Вычисляют время достижения максимального значения усредненной температуры поверхности перекрытия , мин

для ПРН

, (П.13)

для ПРВ с точностью до 10%

,

Определяют изменение средней температуры поверхности перекрытия

, (П.14)

где - начальная средняя температура поверхности перекрытия, °С;

- температура поверхности перекрытия при времени t, °С.

П.2.4 Расчет средней температуры поверхности стен

Определяют максимальную усредненную температуру поверхности стен для ПРН

, (П.15)

для ПРВ при ч с точностью до 10%

. (П.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

(П.17)

для ПРВ

.

Определяют изменение средней температуры стен

(П.18)

где - начальная средняя температура поверхности стен, °С;

- температура поверхности стен при времени t, °С.

П.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 конструкции стен

, (П.19)

для конструкций перекрытия

; (П.20)

б) при ПРВ:

для конструкций стен при ч

, (П.21)

при ч

;

для конструкций перекрытий (покрытий) при ч

, (П.22)

при ч

;

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

для конструкций стен

, (П.23)

для конструкций перекрытия (покрытия)

. (П.24)

Определяют изменение средней плотности теплового потока в соответствующие конструкции

. (П.25)

П.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

. (П.26)

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

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

- объем помещения V;

- площадь проемов помещения ;

- высоту проемов ;

- общее количество горючей нагрузки каждого вида горючего твердого материала ;

- приведенную высоту проемов h;

- высоту помещения h;

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

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

П.3.3 Рассчитывают температурный режим развитой стадии пожара.

П.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 .

П.3.5 Определяют изменение среднеобъемной температуры в начальной стадии пожара

, (П.27)

где - среднеобъемная температура в момент окончания НСП, °С.

Среднее значение горения горючей нагрузки из твердых органических материалов принимается равным 250 °C.