Gн = µFн.экв[2ρн(Pн.н – P0в – 0,5hgΔρ)]0,5 =
= 0,64 5,71[2 1,2 (9,6 + 22,8 – 0,5 2 9,81 0,717)]0,5 = 28 кг/с.
Располагаемый перепад давлений Pрасп, Па, вычисляется по фор-
муле (12.26).
При нулевом аэродинамическом коэффициенте устройства дымоудаления располагаемый перепад давлений
Pрасп = –22,8 + 6 9,81 0,717 = 19,4 Па.
Площадь устройства дымоудаления определяется по формуле (12.25). При коэффициенте расхода устройства дымоудаления, равном 0,8,
площадь проемов будет равна:
Fу = 1,1 (10,44 + 32 + 28) / [0,8 (2 ∙ 0,488 19,4)0,5] = 22,25 м2.
При устройстве системы дымоудаления с механическим побуждением
тяги из одноэтажных зданий расчет ограничивается определением расхода
L, м3/ч:
L = 3600Gу / ρп.г.
Плотность продуктов горения определяется так же, как и для систем с естественным побуждением тяги.
12.4.Факторы, определяющие эффективность работы системы дымоудаления
12.4.1. Скорость и направление ветра
Ветровое давление на оголовке шахты дымоудаления входит в выpажение для располагаемого перепада давлений (12.5) со знаком минус. Поэтому применение оголовков шахт, имеющих положительный аэpодинамический коэффициент, пpиводит к уменьшению располагаемого перепада давлений. Аэродинамический коэффициент оголовков шахт дымоудаления типа «цилиндрический стакан + дефлектор», по данным Б. В. Грушевского, равен (–0,04) + (–0,06). Устройства с жалюзийными решетками являются задуваемыми (имеют положительный аэродинамический коэффициент). Их применение на практике недопустимо без использования дополнительных ветроотбойных устройств.
Разность гравитационных давлений (третье слагаемое в формуле для Pрасп (12.5)) всегда положительна. В случае, когда все приточные проемы выходят на наветренный фасад, первые два слагаемых в формуле для P0в положительны, ветровое давление способствует работе системы дымоудаления. Если часть приточных проемов выходит на заветренный фасад, то эти слагаемые отрицательны, ветровое давление препятствует работе системы. Если первые два слагаемых для второго случая по абсолютной величине больше гравитационного, то под корнем мы получим
222
отрицательную величину. Практически это означает, что через шахту дымоудаления в помещение будет поступать наружный воздух, а дым будет выходить через дверные проемы в смежное с горящим помещение, т. е. устройство дымоудаления не будет выполнять своих функций.
12.4.2.Температура продуктов горения
Сувеличением температуры продуктов горения уменьшается их плотность и увеличивается располагаемый перепад давлений. С другой стороны, при снижении плотности продуктов горения увеличивается объ-
емный расход и потери давления в дымоудаляющих устройствах. Б. В. Грушевским показано, что минимальные площади люков дымоудаления реализуются при разности температур продуктов горения и приточного воздуха Тп.г и Тн равной 80 К или Тп.г / Тн = 1,3. Им же показано, что 25%-й погрешности температуры продуктов горения соответствует 9%-я погрешность при определении площади люков.
12.4.3.Толщина слоя дыма
Сувеличением толщины слоя дыма возрастают располагаемый перепад давлений и эффективность системы дымоудаления. Для увеличения толщины слоя дыма за рубежом устраивают так называемые дымовые зоны или «резервуары дыма». Дымовая зона представляет собой некоторое пространство под потолком помещения, ограниченное противодымными экранами. Противодымный экран представляет собой перегородку из негорючих материалов. Перегородка крепится к потолку и имеет высоту меньшую, чем высота помещения. К экранам предъявляются требования по дымопроницаемости и огнестойкости. Помимо повышения эффективности системы дымоудаления противодымные экраны препятствуют распространению пожара по помещению.
В нашей стране площадь дымовой зоны не должна превышать 3 000 м2 [3]. За рубежом площадь дымовой зоны определяется расчетом, при котором учитываются: размер очага пожара, высота помещения, толщина слоя дыма, площадь проходного сечения люков дымоудаления. При отсутствии достаточного количества проектных данных для расчета «резервуара дыма» за рубежом рекомендуется применять «резервуары» размером не более 60×60 м [6]. Расчет «резервуаров дыма» производится аналогично расчету площади люков дымоудаления с обеспечением незадымленной зоны в нижней части помещения. При заданных размерах «резервуара дыма» определяется площадь люков дымоудаления. При заданной площади люков дымоудаления можно рассчитать площадь «резервуара дыма». Расчет основан на использовании баланса масс дыма, входящего в подпотолочный слой из конвективной колонки и удаляемого через устройства дымоудаления.
223
12.4.4. Приток холодного воздуха
Устройства дымоудаления, предназначенные для создания незадымленной зоны в нижней части помещения, будут эффективно работать, если обеспечен достаточный приток воздуха в горящее помещение. Для достижения степени удаления дыма не менее 90 % расчетных значений необходимо, чтобы отношение площади приточных отверстий к площади дымовых люков составляло более 2 при холодном слое газа под потолком; 1,5 – при температуре слоя газов на 250 °С выше температуры окружающей среды; 1 – при температуре слоя газов на 800 °С выше температуры окружающей среды.
Приточные отверстия желательно размещать равномерно по периметру здания. Приток воздуха должен осуществляться на уровне основания здания, как можно ниже границы подпотолочного слоя дымовых газов.
12.4.5. Размеры и количество отверстий дымоудаления
Для эффективной работы системы дымоудаления размеры дымоприемных отверстий должны быть меньше толщины слоя дыма под потолком помещения. В противном случае через часть проема дымоудаления из помещения будут выходить продукты горения, а через другую часть – воздух (рис. 12.7, а). Дымоприемные отверстия должны располагаться рассредоточенно по площади помещения (рис. 12.7, б).
1
2
а
3
б
Рис. 12.7. Влияние размеров и расположения вентиляционных проемов на эффективность дымоудаления:
а – схема дымоудаления при одном большом проеме:
1 – один большой проем; 2 – свежий воздух, поступающий в восходящий поток дыма, снижает объем удаляемого дыма;
б – схема дымоудаления при нескольких небольших проемах: 3 – несколько небольших проемов более эффективны
224