2 Класифікація будинків і категорювання виробництв

У залежності призначення споруджень розрізняють наступні види будівництва: промислові, цивільне (житлові, суспільні і комунально-господарські будинки і спорудження), гідротехнічне, залізничне, автодорожнє, мостів і тунелів, сільськогосподарське, меліоративне, шахтне, зовнішніх мереж трубопроводів, мереж енергетики і зв'язку.

По призначенню будинку підрозділяються на житлові, суспільні, промислові і сільськогосподарські.

У залежності від призначення, народногосподарського значення, містобудівних вимог, концентрації матеріальних цінностей чи будинку спорудження поділяються на чотири класи. До будинків і споруджень I класу пред'являються підвищені вимоги, до будинків і споруджень IV класу – мінімальні.

Довговічність і вогнестійкість будинків забезпечується застосуванням відповідних конструкцій. По довговічності будинку поділяються на три ступені:

I – термін служби не менш 100років;

II – термін служби не менш 50років;

III - термін служби не менш 20років.

По вогнестійкості будинку підрозділяються на п'ять ступенів. Довговічність будинків у залежності від класу і ступеня вогнестійкості:

Для будинків I класу – не нижче I ступеня довговічності і не нижче II ступеня вогнестійкості;

Для будинків I класу – не нижче II ступеня довговічності і не нижче III ступеня вогнестійкості;

Для будинків III класу – не нижче III ступеня довговічності, ступінь вогнестійкості не нормується.

Для будинків IV класу ступінь довговічності і вогнестійкості не нормується.

Усякий будинок повинний задовольняти визначеним вимогам, які можна розділити на чотири групи: функціональні, естетичні, економічні, технологічні.

Функціональні вимоги полягають, насамперед у можливо більш повній відповідності будинку своєму призначенню, забезпеченню оптимальних умов для перебування людей у приміщеннях для ведення технологічного процесу.

Естетичні вимоги припускають будівлю будинків відповідно до географічних і кліматичних факторів, у зв'язку із сусідньою забудовою і навколишньою природою, забезпечення єдності загальної архітектурної форми спорудження з його конструкцією.

Економічність в області проектування і будівництва визначається одержанням максимального обсягу будинку, корисної чи жилою площі при мінімальних витратах праці, часу і засобів, як у процесі вишукування, проектування і будівництва, так і під час усього терміну експлуатації будинку.

Технічні вимоги мають на меті забезпечити міцність матеріалів, конструкцій і будинку в цілому, стійкість спорудження і його елементів, довговічність будинку, індустріальність будівництва, а так само пожежна безпека в процесі будівництва й експлуатації чи будинку спорудження.

Вогнестійкість будинку, їхні розміри (число поверхів, площа приміщень) в основному диктуються пожежною небезпекою розташовуваних у них виробництв, і розглядаються питання вибухо- і пожеженебезпеки виробництв і їх категорювання відповідно до діючого нормативним документам.

Пожежо- і вибухонебезпечність будинків характеризується сукупністю умов, що сприяють виникненню розвитку пожежі і вибуху, які визначають можливість їх масштабів і наслідків.

Пожежна небезпека виробничих будинків обумовлюється характером технологічного процесу і конструктивно-планувальними особливостями будинку.

Виходячи з властивостей речовин і їх застосування обробки СНіП II-М.2-72. «Виробничі будинки промислових підприємств. Норми проектування» розділяє виробництва і складу вибухо- пожеженебезпеки на шість категорій, А, Б, У, Г, Д, Е.

До категорії А, відносяться виробництва, зв'язані з застосуванням речовин, здатних вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем чи повітря один з одним; пальних газів, нижня межа запалення яких 10% і менш до обсягу повітря; рідини з температурою спалаху пар до 28ºС.

До категорії Б, відносяться виробництва, зв'язані з застосуванням пальних газів, нижня межа запалення яких більш 10% до обсягу повітря; рідини з температурою спалаху пар вище 28ºС (до 61ºС включно); рідин нагрітих в умові виробництва до температури спалаху і вище; пальних пилів і волокон. Нижня межа запалення, яких 65г/м³ і нижче.

До категорії В, відносяться виробництва, зв'язані з застосуванням рідин з температурою спалаху 61 – 120ºС.

До категорії Г, відносяться виробництва, зв'язані з застосуванням не пальних речовин і матеріалів у гарячому, розпеченому чи розплавленому стані, процес обробки яких супроводжується виділенням променистого тепла, чи іскор полум'ям і тд.

До категорії Д, відносяться виробництва, зв'язані з застосуванням непальних речовин і матеріалів у холодному стані.

До категорії Е, відносяться виробництва, зв'язані з застосуванням пальних газів без рідкої або фази вибухонебезпечного пилу в такій кількості, що вони можуть утворити вибухонебезпечні суміші в обсязі, що перевищує 5% обсягу приміщення, у якому за умовами технологічного процесу можливий тільки вибух; (електронна промисловість).

Склади і зовнішні установки в залежності від речовин, що знаходяться в них, підрозділяють на ті ж категорії, що і виробництва.

Для визначення категорії вибухонебезпечності виробництва, зв'язаних із застосуванням пальних газів, чи пилу легкозаймистих рідин, можна скористатися «Указівками по визначенню категорії виробництв по вибуховій і вибухопожежній небезпеці» (СН463-74). У вказівках категориювання виробництв по вибуховій і вибухопожежній небезпеці визначається по аварійному режиму, зв'язаному з можливим виходом вибухонебезпечних речовин в обсяг приміщення, чи іншими умовами, при яких можливе утворення вибухонебезпечних сумішей.

Розрахунковий об'єм вибухонебезпечної газопаровоздушної суміші, який вийшов з апарата і випарувався, може утворити вибухонебезпечну концентрацію на нижній межі запалення, обчислюють по формулі:

(16)

де 1.5 – коефіцієнт безпеки;

G – кількість продукту в приміщенні, м;

- нижня концентраційна межа запалення продукту, г/м³.

, (17)

де , - відповідно кількість продуктів, що вийшли з апарата і трубопроводів, г.

Визначення категорії виробництва, характеризується вибухонебезпечністю пальних газів і випаровування рідин, роблять у такій послідовності:

1. Визначаємо об'єм газу, який вийшов з апарата, може утворити вибухонебезпечну концентрацію на нижній межі запалення з урахуванням коефіцієнта безпеки, рівного 1,5;

2. Визначаємо об'єм приміщення з урахуванням заповнення обсягу устаткуванням;

3. По величині розрахункового об'єму вибухонебезпечної суміші установлюємо відсоток заповнення вільного обсягу приміщення;

4. Якщо розрахунковий об'єм газоповітряної суміші перевищує 5% вільного об'єму приміщення, виробництво відноситься до вибухо- чи пожеженебезпечній категорії;

5. При об'ємі вибухонебезпечної паро-повітряної суміші, здатної заповнити більш 5% обсягу приміщення, знаходять час випаровування продукту в кількості, достатньому для утворення вибухонебезпечної суміші в 5% обсягу приміщення.

; (18)

де 0,18 – сумарний коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу пари, надійність і розмірність величин;

- вільний обсяг приміщення, м³;

- нижня концентраційна межа запалення продукту, г/м³;

- коефіцієнт, що враховує вплив швидкості і температури повітряного потоку над поверхнею випару, по табл. 2;

- тиск насиченої пари, прийнятий при температурі, рівній середній арифметичній температурі поверхні рідини і повітряному середовищу приміщення, мм. рт. ст.;

- відносна молекулярна маса продукту, г;

- площа випару рідини, м².

Таблиця 2.

Швидкість повітряного потоку в приміщенні	Значення коефіцієнта при температурі повітря в приміщенні ºС
	10	15	20	30	35
0	1	1	1	1	1
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1	10	8,7	7,7	5,6	4,6

Приклад. У приміщенні взуттєвої фабрики знаходяться ємності, що містять розчинник ксилол. З них чотири ємності мають об'єм =150л., і дві об'єм =250л. Вільний обсяг приміщення =25000м³; максимальна температура повітря в приміщенні цеху =25ºЗ; температура розчинника =25ºЗ; нижня концентраційна межа вибуховості ксилола =49,77г/м³, густина ксилола ; відносна молекулярна маса М=106.

Система аварійного зливу рідин відсутня. У результаті аварії вентиляція не працює. Потрібно визначити, до якої категорії вибухопожежонебезпеки варто віднести дане виробництво.

1, За аварійну приймемо наступну ситуацію: аварія відбулася на одній (максимального обсягу) ємності, і весь ксилол виходить назовні. Кількість ксилолу, що розливається на підлоги, дорівнює:

2. Визначимо обсяг вибухонебезпечної пароповітряної суміші, у якому вийшовший з апарата ксилол може утворити вибухонебезпечну концентрацію на нижній межі запалення:

,

Та як об'єм суміші більше 5% вільного обсягу приміщення, необхідно визначити тривалість утворення вибухонебезпечної концентрації в 5% обсягу приміщення за допомогою залежності

>1г.

де - тиск насиченої пари ксилолу при температурі С, мм. рт. рт.

Виходячи з результату розрахунку й у відповідності зі Снип 11-м.2.-72. розглянуте виробництво необхідно віднести до пожежонебезпечної категорії В.

Приклад 2. У приміщенні цеху змивки малюнка із шаблона, де використовують розчинник ацетон, можливий його розлив. Максимально можлива кількість ацетону в цеху G=15 кг, На ділянці змішування підлога площею 10 виконана на 2 см. нижче рівня підлоги цеху.

Температура розчинника (ацетону) , , ; , M=58,08 г.

У результаті аварії вентиляція не працює. Визначити, до якої категорії по вибухонебезпечності варто віднести дане виробництво.

1.Приймемо, що весь ацетон з ємності розливається в поглиблення в підлозі цеху на ділянці змішування F=10 .

2.Визначаємо максимальний об'єм вибухонебезпечної пароповітряної суміші, у якому ацетон, що розлився може утворити вибухонебезпечну концентрацію на нижній межі запалення з урахуванням коефіцієнта запасу, рівного 1,5.

.

3. За значенням розрахункового об'єму вибухонебезпечної суміші установимо, який відсоток вільного обсягу приміщення займає вибухонебезпечна суміш при випаровуванні всього ацетону

.

4. Так як обсяг суміші перевищує регламентовані Снип 11-м.2.- 72, 5%, визначимо час випаровування ацетону в кількості, достовірному для утворення вибухонебезпечної суміші в 5% вільного обсягу приміщення

де = 230, тиск насиченої пари ацетону при температурі С, мм.рт.ст.

Виходячи з результатів розрахунку й у відповідності зі СНіП ІІ-М-2-72 розглянуте виробництво варто віднести до пожежонебезпечної категорії В.

У відмінності від СНіП ІІ-М.2.-72 у Правилах пристрою електроустаткування (ППЕ) класифікуються не виробничі процеси, а приміщення. Крім признаків, передбачених СНіП, при класифікації виробничих приміщень враховуються можливість утворення вибухонебезпечних сумішей у всьому обсязі приміщення чи тільки в місцях виділення. Хоча при цьому не враховується припустимий обсяг утворення вибухонебезпечної суміші.

Пожежі, як правило, виникають в якомусь одному місці і подальшому поширюються по пальних матеріалах і конструкціям.

Виключення складають випадки вибухів виробничого устаткування, у результаті яких пожежі можуть одночасно виникати в декількох місцях.

Дуже розповсюдженою причиною пожежі в процесі будівництва будинків є порушення правил пожежної безпеки при проведенні паливно- чи електрозварювальних робіт.

Тривалість будь-якої пожежі τ(ч) можна визначити, якщо відома кількість пальної речовини і швидкість його вигоряння в даних умовах, використовуючи наступну залежність:

(19)

де N – кількість пальної речовини,

n – швидкість вигоряння даної речовини, .

Незважаючи на удавану простоту визначення тривалості пожежі, це питання представляє значну складність, тому що швидкість вигоряння даної речовини не є величиною постійної і залежить від умов припливу повітря в зону горіння, а також від ступеня подрібненості речовини й умов його розміщення. Крім того, багато матеріалів у своїй сполуці містять значну кількість непальних мінеральних речовин, а тому при розрахунку тривалості пожежі виникає необхідність уточнення величини N.

Але головний недолік цього методу полягає в тім, що він не враховує такий важливий фактор, як температура пожежі.

Наближене значення розрахункової тривалості пожежі τ може бути визначене по емпіричній формулі, отриманої на підставі результатів експериментальних робіт з виявлення закономірностей горіння різних видів твердих і рідких речовин у приміщеннях

; (20)

де , - площі приміщення і віконних прорізів, ;

, … - кількість кожного виду пальної речовини, ;

, … - коефіцієнти, що враховують швидкість вигоряння речовини, .

Ця залежність справедлива, якщо відношення , знаходитися в межах 4-10. Допустимість простого підсумовування тривалості горіння кожного з матеріалів, що знаходяться в приміщенні, можна пояснити тим, що інтенсивність горіння кожної речовини лімітується сталістю відношення , тому що горіння можливе тільки при відповідному надходженні повітря до вогнища горіння.

Коефіцієнти n у цій формулі чисельно дорівнюють кількості пальної речовини, при згорянні якого в приміщенні, що має відношення , тривалість пожежі буде складати 1 ч стандартного температурного режиму.

Для ряду речовин значення цих коефіцієнтів отриманих експериментальним шляхом і складають, :

Бензин, керосин, ксилол……………………………………………………..…15

Трансформаторна олія…………………………………………………….…....20

Каучук, полістирол...…………………………………………………………....25

Гума, гумовотехнічні вироби, органічне скло, капрон...……………….…….35

Ацетатний шовк, етрол ацетілцелюлозний, целофан, автомобільні шини.…40

Деревина, дерев'яні меблі...…………………………………………………….56

Текстоліт, триацетат...…………………………………………………………..60

Лінолеум, штапель і бавовна, розпушені карболітові вироби...…………....120

Папір у стосах...………………………………..………………………………300

Бавовна в стосах………………………………………………………….……600

Тривалість пожежі на підприємстві залежить від кількості пального матеріалу, який знаходиться в цеху в однакових чи подібних умовах до них. Це можна розглянути на графіку мал. 1, де видно залежність між кількістю пального матеріалу і тривалістю пожежі, що приведена до стандартного режиму, для всіх речовин виявилася лінійною, за допомогою графіка можна одержати значення коефіцієнта -n-, оскільки

, (21)

де - кут між віссю абсцис і прямої, що зображує залежність між кількістю пального матеріалу і тривалістю пожежі.