4. Определяем потери давления при движении воздуха по лестничной клетке:

др =10Np„v 2 = 10-10-1,46-0,562=45,8 Па,

л.к . н л к

v„.«=Qrt„/F,.H=8,96/16 = 0,56 м/с.

5. Определяем требуемый напор вентагрегата:

др =ДР +ДР 4-ДР + ДР -Р =

-"вент ui гр.в.з~г в.1~ г л.кТ о гп.в.э

= 80,85+25+45,8+100+14,98 = 266,6 Па.

Таким образом, для обеспечения незадымляемости лестничной клетки необходимо установить вентилятор с характеристиками не менее расчетных, а именно: QDeBT>32256 м7ч; ДРвент>266,6 Па.

В примере расчета сопротивление участка сети от места воздухозабора до места подачи воздуха в объем лестничной клетки принято условно равным 100 Па. В практических расчетах при подборе типа и номера вентилятора либо проверке системы подпора воздуха эту величину необходимо рассчитывать с учетом местных и линейных гидравлических сопротивлений участков воздуховода.

При наличии рассечки в лестничной клетке методика расчета систем подпора воздуха несколько отличается от схемы, приведенной на рис. 19.5. Схемы распределения избыточных давлений по высоте лестничной клетки при работе вентагрегатов показаны на рис. 19.7.

В этом случае воздух должен подаваться в верхнюю часть каждой зоны. При подаче воздуха от одного вентагрегата требуемый от вентилятора напор, как правило, определяется по нижней зоне,

Рис. 19.7. Схемы распределения давлений в лестничной клетке с рассечкой при работе вентилятора:

а - при наличии дверного проема в ррссечке- б - при наличии глухой рассечки и перехода из одной зоны в другую по балкону или лоджии

а количество подаваемого в лестничную клетку воздуха - по сумме утечек воздуха через дверные проемы и щели верхней и нижней зон. При этом размеры и конструктивное исполнение выхлопного патрубка верхней зоны должно быть увязано с расходом воздуха, подаваемого в верхнюю зону лестничной клетки таким образом, чтобы схемы распределения избыточных давлений соответствовали представленным на рис. 19.7.

19.4. Расчет систем дымоудаления

Необходимость удаления дыма из коридора горящего этажа возникает в начальной стадии пожара, когда заполнение оконных проемов в горящем помещении еще не разрушено и созданием подпора воздуха предотвратить задымление лестничных клеток и шахт лифтов невозможно. Количество продуктов горения, которое необходимо удалять из горящего этажа, зависит от конкретной схемы газообмена. В СССР [8] для расчета систем дымоудаления в зданиях повышенной этажности приняты следующие исходные предпосылки, характеризующие схему газообмена:

оконные проемы в горящей комнате не разрушены;

дверной проем из горящей комнаты (квартиры) в коридор открыт;

дверной проем, соединяющий лестничную клетку или лифтовой холл с коридором горящего этажа, закрыт;

дымоудаление осуществляется из коридора горящего этажа.

Принятая схема газообмена показана на рис. 19.8.

Для создания соответствующих условий безопасности при принятой схеме газообмена количество удаляемых продуктов горения должно быть не менее количества продуктов горения, поступающих

Рис. 19.8. Схема газообмена в дверном проеме горящего помещения

через открытый дверной проем из горящего помещения в коридор Исходя из этого, выделим в части дверного проема, работающего на вытяжку (рис. 19.9), элементарную площадку:

dF=baBdz, (19.23)

расположенную на расстоянии z от плоскости равных давлений.

/,

ti j

Рис. 19.9. Схема к определению расхода продуктов горения, поступающих через дверной проем в коридор

При линейном распределении избыточного давления по высоте дверного проема весовой расход продуктов горения через элементарную площадку dF составит:

dGn.r.y=b„Bdzn V 2gz(pB-pnr.y)p„.ry . (19.24)

Общий расход продуктов горения, поступающих в коридор, будет равен:

h,

<5„.г.у=Ьдвц V 2g(pB-рпгу)рп.гу ,! z°5dz, (19.25)

0ПГУ=~ЬДВ "2Пв3(ра-рп.г.у)р„.гу

(19.26)

Для определения высоты дверного проема, работающего на вытяжку продуктов горения, воспользуемся уравнением материального баланса:

G„.r.,=M+GB.0. (19.27)

M = Gn.0/W°Bp0a (19.28)

уравнение (19.28) принимает вид:

\ w вр„а

Анализ последнего уравнения, приведенный в параграфе 18.3 учебника, показал, что для практических расчетов допустимо следующее равенство:

Gn.P.y=l,lG„... (19.30)

1 Формула для определения количества воздуха, поступающего в горящее помещение через нижнюю часть дверного проема, выводится аналогично уравнению (19.26):

2 - .......

Gn.0= -- bB„p V 2gh3n.0(pB-рп.г.у)рв - (19.31)

При совместном решении уравнений (19.26), (19.30) и (19.31) имеем:

h3Bpn.r.y=l,21h3n.0pB. (19.32)

Из схемы газообмена, представленной на рис. 19.7, следует что

h„B=hn.0+hB. (19.33)

Решая уравнения (19.32) и (19.33) относительно hB, имеем:

Согласно рекомендациям по расчету вентиляционных устройств противодымной защиты жилых зданий [8], температура продуктов горения у выхода из горящего помещения принимается равной 500°С, что соответствует плотности продуктов горения рпг.у= =0,457 кг/м3. При рпг.у=0,457 кг/м3 и рв= 1,2 кг/м3 уравнение (19.34) представляется в следующем виде:

hB=0,6h„B. (19.35)

Решая совместно уравнения (19.26) и (19.35) при р,=0,82, рв= 1,20 кг/м3 и рп.г.у=0,457 кг/м3, получим:

Gnry=0,66bHB V п3дв . (19.36)

Общий весовой расход газов, удаляемых вентилятором, определяется с учетом 10% подсоса воздуха через закрытые клапаны дымоудаления вышележащих этажей:

GB.r.B=G„.r.y[l+0,l(N-l)]. (19.37)

Требуемую площадь сечения поэтажных клапанов и шахты дымоудаления определяют при скорости движения продуктов горения в сечении клапана 20 м/с и шахте дымоудаления 5 м/с:

FK„ = Gn.r.v/(vIUIpn.r.h); (19.38)

Fm.fl==GnrB/ (\шдрп>г.в), (19.39)

где vKJI, ушд - скорость продуктов горения в сечении клапана и шахты дымоудаления соответственно, м/с; рп.г.к, р„.г.в - плотность продуктов горения у клапана дымоудаления и при поступлении к вентилятору соответственно, кг/м3.

Температура продуктов горения, поступающих к клапану дымоудаления, задана методикой расчета [8] tn.r.,.=350°C, что соответствует рп.г.к=0,567 кг/м3. Температуру продуктов горения, поступающих к вентилятору, определяют из уравнения теплового баланса: G[i.r,Bcn .г.вп.г.в - Gnr>yCn riy0,5in г у -\- (Gn гв Gnry)cBtB, (19.40)

где св - теплоемкость воздуха, кДж/(кг-°С); tB - температура в помещении до пожара, °С.

При спл..„«сп.г.у«св имеем:

Qtn.r.yGn.г.у~Ь(Gn.r.b Gnrу)ta (19 41)

Go.г.в

При совместном решении уравнений (19.37) и (19.41) получим:

J-frlM-O.lt-N 0,9-r-O.lN

После подстановки принятых значений tnry = 500°C и t„ = 20°C формула (19.42) приводится к более простому виду:

tnrB= 248+2N . (19.43)

0,9+0,1N

Плотность газов, поступающих к вентилятору, определяется по уравнению

рпл,в=353/(273+1п.г.в), (19.44)

а объемный расход удаляемых вентилятором газов - по уравнению

Qn.r.bGn .г.в/рп.г.в* (19.45)

Давление, развиваемое вентилятором, должно быть равно сопротивлению системы дымоудаления:

АРвент = АРк.л + АРс (19.46)

Тип и номер вентилятора определяются по справочникам в зависимости от требуемого расхода удаляемых продуктов горения Qn.rB и требуемого напора АРвеЯт- Схема расчета параметров вент-агрегата системы дымоудаления приведена на рис. 19.10. Формулы

в схеме расчета даны с учетом рекомендованных значений плотности продуктов горения и воздуха рп.г.у=0,457 кг/м3, рп.г.к= 0,567 кг/м3, рв=1,2 кг/м3 [8], коэффициента расхода ц.П0=Ь,82 и других известных величин. Следует иметь в виду, что требуемые

сечения клапанов F™ и шахт дымоудаления F определяются при рекомендованных скоростях продуктов горения в сечении поэтажного клапана v тл =20 м/с и шахте дымоудаления д = 5м/с,

а сопротивление клапана и сети при реальных скоростях vK„ и vm.n в зависимости от их формы и сечений, подобранных по конструктивным соображениям.

исходные данные : бд( , Ь № , N

1 =2Wh2N tn.e.6 Qg*aiN

Рп.г.Ь -

т„.г.ь

гшд ч „

5fin.z.L

Ршд-по коншруктиЬным соображениям

Рис. 19.10. Схема расчета системы дымоудаления в зданиях повышенной этажности

В практических расчетах целесообразно пользоваться номограммой, приведенной на рис. 19.11. Она разработана применительно к расчетным параметрам и схеме газообмена, принятой в СССР [8], и позволяет определить расход продуктов горения, удаляемых с этажа и из здания в целом, с учетом подсоса воздуха через неплотности закрытых клапанов, требуемое сечение поэтажных кла-