исходные данные иу проекта: h,h: n,hi п F, F. . F. F, F > Fe

г L,n< 1,о> 1,6 rr 1,6.н< 1,0.0 з.о.л1 з.б.Н з.6.о>

з.бп Гз.п зб.п/з.о з.бн1 з.Н Птр.п< трн тр.а

по СНиП: KH,Hn,,<0,u6,tH

по справочным «Л-вД..Л-Л..г.!/.-.

2 in г

h =h >h -h ,

tnp.n mpn трн 1 o.h

ll? - --- -- ,----

з.п !

mp.n mp.nmp.o 1 bo

1-1 L n

T~ IB,

1-1 1

y--im/F aC-( EflEbI, C; )

Рис. 18.3. Блок-схема к расчету требуемой площади шахт дымоудаления в бесфонарных зданиях

Отношение суммарной площади внутренних проемов к эквивалентной площади приточных отверстий определяется с учетом реальной планировки здания для каждой ограждающей конструкции горящего помещения.

Ограждающая конструкция с наибольшим отношением площади внутренних проемов к эквивалентной площади приточных отверстий принимается за подветренную. Исходя из незадымляемости смежных помещений, с подветренной стороны назначается уровень равных давлений hTp.n и определяется АРтр. Достаточность величины hTp.n для наветренной и боковых по отношению к направлению ветра ограждающих конструкций горящего помещения проверяется сравнением фактического уровня равных давлений с требуемым. Для каждой ограждающей конструкции или части ее hlBH и hlB0 определяются при наибольшем соотношении, соответственно, Fb.b.b/F3.h или F8.b.0/F,.0, а требуемые уровни равных давлений - но наибольшей высоте этих проемов. При необходимости требуемый уровень равных давлений между горящим и смежными помещениями с подветренной стороны увеличивается настолько, сколько требуется для соблюдения схемы газообмена, обеспечивающей незадымляемость смежных помещений (см. рис. 18.2).

Особую сложность вызывает расчет температурного режима, необходимый для определения средиеобъемной плотности и плотности удаляемых продуктов горения. Эта задача, как правило, решается методом последовательных приближений с учетом теплоты пожара, коэффициента воздухообмена и схемы газообмена. Вместе с тем сам газообмен при пожаре в помещении зависит от эффективности работы дымоудаляющих устройств.

Исходя из вышеизложенного, с целью упрощения методики расчета и разработки рекомендаций, приемлемых для практики, целесообразно выявить степень влияния исходных данных на требуемую площадь шахт дымоудаления в бесфонарных зданиях.

18.3. Оценка факторов, влияющих на требуемую площадь дымоудаляющих устройств

Скорость выгорания пожарной нагрузки. В соответствии с уравнением (18.11) масса пожарной нагрузки, выгораемая в еди-

ницу времени, характеризуется комплексом величин------ ,

W°Bp0a

где W°B для определенного вида горючих веществ есть величина постоянная. Значения коэффициента воздухообмена а в реальных условиях меняются в широком диапазоне и зависят от схемы газообмена при пожаре в помещении, физико-химических свойств горючих веществ, площади пожара, температуры среды и ряда других факторов. Даже в условиях одного пожара эта величина не является постоянной. При испытаниях органических материа-

лов на горючесть по «кислородному индексу», а также в отдельные натурных испытаниях наблюдалось минимальное значение а«2 Значения теоретически необходимых для полного сгорания едини цы массы веществ объема воздуха и концентрации кислорода, npi которой прекращалось горение веществ при испытании по «кисло родному индексу», и вычисленные по ним значения а и комплекса

величин - г~-- приведены в табл. 18.2.

W°Bp0a

Таблица 18д

Анализ уравнения (18.11) с учетом данных табл. 18.2 показыва ет, что масса веществ, выгораемая в условиях организованного прг пожаре воздухообмена, не превышает 10% массы поступающей! через приточные отверстия воздуха. Незадымляемость смежны:, помещений, при всех прочих равных условиях, обеспечивается при

-------1-------1-1 = 1,1. (18.551

W°.p0a

Температура среды и удаляемых продуктов горения. Темпера тура среды при пожаре в помещении оказывает известное влиянт на расчетную площадь дымоудаляющих устройств. Увеличение

температуры среды влечет за собой увеличение температуры удаляемых продуктов горения и площади дымоудаляющих отверстий. Вместе с тем теоретические и экспериментальные исследования показали, что температура удаляемых продуктов горения незначительно отличается от среднеобъемной. Для практических расчетов их соотношение можно принять:

Т„.Р.у/Ти.г=1,05. (18.56)

Для оценки влияния температуры на площадь дымоудаляющих устройств расчетное уравнение ((18.46) с учетом равенства (18.55) преобразовано в следующий вид:

F*-~~ (F,n Л/ ДР1Р-- -

+F8.0 У AP~+F..e V APTh)- (18.57)

Просчитанная по уравнению (18.57) зависимость:

Fn=f(Tn.r/TH) (18.58)

с учетом равенства (18.56) при ц.по=ц,д, k„ = 0,4; кп = -0,3; ко=0; Fe.B.n/Fe.n==l; F8.a=Fe.0=F8.H = l; h = 7 м; hrp = 2,5 м для скорости ветра vB=5 м/с и при безветрии показана на рис. 18.4. Расчет проводился при t„=- 40°С; 0°С и +40°С в диапазоне значений среднеобъемной температуры от 300 до 1250 К.

Анализ зависимости (18.58), приведенной на рис. 18.4, показывает, что благоприятные условия для работы дымоудаляющих устройств при наличии ветра наступают при Тп.г/Та« 1,3, это со-

Рис. 18.4. Зависимость площади дымоудаляющих устройств от безразмерной температуры

ответствует перепаду температуры между внутренней и наружной средами, равному примерно 80°С. Требуемая площадь дымоудаляющих отверстий возрастает с увеличением безразмерной температуры. Из этого следует два вывода. Во-первых, большой перепад температур быстрее достигается в зимнее время, следовательно, площадь дымоудаляющих устройств необходимо рассчитывать для наиболее холодного периода года. Во-вторых, для обеспечения незадымляемости смежных помещений в начальной стадии пожара необходимо предусматривать меры по ослаблению действия ветрового напора, например, устройство самозакрывающихся дверей. Вместе с тем, как отмечалось ранее, наблюдаемое в начальной стадии пожара физическое явление разделения газовоздушной среды в помещении на задымленную и незадымленную зоны несколько стабилизирует работу дымоудаляющих устройств и способствует незадымляемости смежных помещений.

Сведения по температуре наружной среды содержатся в строительных нормах и правилах [21]. Анализ этих данных показывает, что диапазон температур наиболее холодной пятидневки в СССР составляет 0-ь(-60)°С. При этом 81,1 % населенных мест от их общего количества размещается на территории с tH-40°С. Если принять за расчетную температуру наружного воздуха --40°С, то погрешность в расчетах при AtH = ±20°C составит не более 3%. Учитывая вышеизложенное, с достаточной для практики точностью температуру окружающей среды в расчетах следует принять равной -40°С. Что касается среднеобъемной температуры при пожаре в помещении и температуры удаляемых продуктов горения, то их значения могут быть вычислены аналитически. Следует отметить, что отклонение температуры удаляемых продуктов горения от истинной на 25%, при всех прочих равных условиях, дает погрешность в вычислении площади дымоудаляющих устройств, не превышающую 9%. Это позволяет с допустимой для практики точностью рекомендовать для определенного вида объектов или горючего материала вполне определенные значения температуры удаляемых продуктов горения. Для практических расчетов М. Я- Ройтман предлагает температуру удаляемых продуктов горения принимать равной 600°С при горении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; 450°С при горении твердых сгораемых материалов; 360°С при горении волокнистых веществ.

Значения аэродинамических коэффициентов являются нормируемыми величинами и могут быть приняты по главе СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия». Предварительные исследования показали, что при высоте приточных отверстий от уровня земли, не превышающей 3 м, достаточно принять кп = - 0,3; кя=0,4 и ко=0.

Оценка факторов, влияющих на требуемую площадь дымоудаляющих устройств в бесфонарных зданиях, позволяет сократить число исходных данных и существенно упростить, с допустимой для практики точностью, методику расчета.

18.4. Практические рекомендации

В практических рекомендациях по расчету систем естественного дымоудаления в одноэтажных бесфонарных зданиях среднеобъем-ная температура при пожаре в помещении принимается равной 835 К при горении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; 691 К при горении твердых горючих материалов; 605 К при горении волокнистых веществ.

Аэродинамические коэффициенты для приточных отверстий: кп = -0,3; кн=0,4; ко=0. .

Температура наружного воздуха принята равной 233 К (tH = - 40°С). С учетом неравномерного распределения температуры по высоте помещения при Тпг = 691 К и

APTP.n = ghTp.n(p.-pn.r) О8-59)

расчетное уравнение (18.57) представляется в следующем виде:

kt (Еэ.п"Г"Рз

0,02v 2

h F 2 /F 2

"тр.п1 э.в.п э. п

- >

h-0,02v 2 ----1

h F 2 /F 2

0,05v 2

(18.60)

. h F 2 /F 2

+ F3 н f итр.пГэан /1 эн

+ 1)

h-0,02v l

h F2 /F

"тр.п* 1,3,11 z1

где kt коэффициент, учитывающий изменение температурного режима:

0,9п Н--1 --Wn.o

V Тн/Тп.г.у

здесь Тн - температура наружной среды, К; Тп.г.у - температура

удаляемых продуктов горения, К; hTp.n - расстояние по вертикали между геометрическими центрами дверных проемов