2.1. Примеры решения задач

Пример 1. Оценка пожарной опасности производственного здания.

Исходные данные:

Существующее производственное здание перепрофилируется для размещения сборочного предприятия.

Число этажей – 1.

Размер зданий в плане: 24х100 м.

Высота помещений – 4,2 м.

Материалы конструкций здания: стены – кирпичные; колонны и конструкции покрытия выполнены из металла.

Состав помещений (рисунок):

1 – склад металлических заготовок, площадью S=720 м²;

2 – отделение сборки, площадью S=1536 м²;

3 – отделение приготовления лакокрасочных материалов, площадью S=54 м²;

4 – отделение окраски, площадью S=90 м².

Вещество, используемое для приготовления лакокрасочных материалов и окраски продукции – растворитель «Уайт-спирит».

План и основные помещения производственного здания, перепрофилируемого для размещения сборочного производства

Решение:

1. Определяем класс функциональной пожарной опасности рассматриваемого здания. В соответствии с п. 5.21 СНиП 21-01-87 [1] рассматриваемое здание, как здание производственного назначения, относится к классу функциональной пожарной опасности Ф 5.1. Для зданий этого класса требуется определять категорию отдельных помещений и зданий в целом по взрывопожарной и пожарной опасности.

2.Определение категории помещений здания по взрывопожарной и пожарной опасности производится в зависимости от пожароопасных свойств веществ и материалов, которые находятся или используются в помещениях, а также их количества и особенностей использования.

Материал конструкций здания и заготовок для изготовления продукции негорючий, т.е. является пожаровзрывобезопасным.

Растворитель краски «Уайт-спирит» - в соответствии со справочными данными [3], относится к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) с температурой вспышки 33° С, т.е. обладает взрывоопасными свойствами. Это означает, что для помещений, где он используется, необходимо определить «расчетное избыточное давление (ΔР)» при возможном взрыве паровоздушной смеси воздуха и паров «Уайт-спирита».

3.Расчет ΔР для помещений приготовления лакокрасочных материалов выполняем по формуле [2]:

,

где – теплота сгорания, Дж/кг;

ρ_в – плотность воздуха до взрыва при начальной температуре Т_о, кг/м³;

С_р – теплоемкость воздуха, Дж/кг∙К (допускается принимать равной 1,01∙10³ Дж/кг∙К);

m – масса паров ЛВЖ, вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг;

Р_о – начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101кПа);

Т_о – начальная температура, К;

z – коэффициент участия горючего во взрыве;

V_св – свободный объем помещения, м³;

K_н – коэффициент, учитывающий не герметичность помещения и неадиабатичность процесса горения (допускается принимать равным 3)

= 43624 Дж/кг, [3,4];

Р_о = 101 кПа;

V_св = K_св∙V_пом = 0,8∙54∙4,2 = 181,4 м³;

z = 0,3 (табл. 2. [2]);

ρ_в = 1,2 кг/м³;

С_р = 1,01∙10³ Дж/кг∙К;

Т_о = 293 К;

K_н = 3;

m = 1,77 кг (определен по спец. расчету [2]).

4.Определяем категории отдельных помещений рассматриваемого здания по взрывопожарной или пожарной опасности:

- склад металлических заготовок (1), в соответствии с таблицей 2.1, является помещением, относящимся к категории Д, т.к. в нем обращаются негорючие вещества в холодном состоянии;

- отделение сборки (2), в соответствии с табл.6 и с учетом особенностей процесса сборки (резка, сварка металла), является помещением, относящимся к категории Г, поскольку в нем негорючие вещества могут находиться в горячем, раскаленном состоянии;

- отделение приготовления ЛКМ (3), в соответствии с таблицей 2.1 и результатами вышеприведенных вычислений, является помещением, относящимся к категории Б (взрывопожароопасной), поскольку в нем используются ЛВЖ с температурой вспышки более 28°С, в таком количестве, что может образоваться взрывоопасная паровоздушная смесь, при горении которой развивается расчетное избыточное давление взрыва (12,1 кПа), превышающее 5 кПа;

- отделение окраски (4) – аналогично с отделением приготовления ЛКМ, относится к помещению категории Б.

5. Определение категории взрывопожароопасности здания в целом, согласно НПБ 105-03 [2], производится путем последовательного отнесения здания от высшей категории опасности (А) к низшей (Д) и проверки соответствующих условий:

- здание не может относиться к категории А, т.к. в нём отсутствуют помещения категории А;

- проверяем условия отнесения здания к категории Б. Согласно НПБ 105-03, здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:

а) здание не относится к категории А;

б) суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м².

Первое условие выполняется – здание не относится к категории А.

Проверяем второе условие:

или

Таким образом, суммарная площадь помещений здания категории Б превышает 5% общей площади всех помещений здания Два условия выполняются – здание в целом относится к категории Б (взрывопожароопасное).

Пример 2. Оценка класса конструктивной пожарной опасности здания.

В соответствии с п. 5.19 СНиП 2 l-01-97* [1] здания и пожарные от­секи по конструктивной пожарной опасности подразделяются на 4 класса: С0, С1,С2, СЗ.

Класс конструктивной пожарной опасности здания зависит от класса пожарной опасности конструкций. Для конструкций класс их пожарной опасности определяется в соответствии с [4], где они делятся на 4 класса: К0, Кl, К2, КЗ, в зависимости от размера повреждения образца (обугливание, оплавление, выгорание), наличия тепловых эффектов и по­жарной опасности материалов конструкций (горючесть, воспламеняемость, дымообразующая способность).

Так как материалы конструкций рассматриваемого здания (металл, кирпич) относятся к классу К0, то, в соответствии с данными табл.5* СНиП 21-01-97* [1] все здание относится к классу конструктивной пожарной опасности С0.

П р и м е р 3. В складском помещении, размеры которого составляют 10х8х4 м³, находится в емкостях легковоспламеняющаяся жидкость – бензол. В результате разгерметизации одной емкости из нее вытекает в помещение 10 кг бензола, который испаряется. Рассчитать избыточное давление взрыва в помещении и определить категорию помещения склада по пожаровзрывоопасности.

Р е ш е н и е:

Категорию помещения по взрывопожарной опасности можно определить, если будет известно избыточное давление взрыва в помещении. Для определения этого давления выпишем характеристики бензола C₆H₆ из табл. 3: = 78,113 кг/кмоль; = 40576 кДж/кг; t_всп = -12С.

Избыточное давление взрыва в помещении определим по формуле (2), кПа :

.

При расчетах было принято или рассчитано:  

= 900 кПа; = 101 кПа; = 10 кг; Z = 0,3 (табл. 1);

= 0,81084 =256 м³ ( формула (3));

кг/м³ (формула (4));

; ; ; %; 

= 3.

Найденное избыточное давление кПа превышает 5 кПа (табл. 6), поэтому помещение склада по взрывопожарной опасности относится к категории «А».

П р и м е р 4. Определить категорию трехэтажного производственного здания. Общая площадь помещений здания 1500 м²; площади помещений категорий А – 5 м², Б – 12 м², В – 75 м², Г – 190 м².

Р е ш е н и е:

Определение категории здания следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям от высшей (А) к низшей (Д).

Суммарная площадь помещений категорий А,Б и В составляет 5% площади всех помещений здания, но не более 200 м², поэтому здание относится к категории В.