ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
Министерство образования Российской Федерации
Ростовский государственный строительный университет
Утверждено на заседании кафедры
Пожарная и производственная
безопасность
«22», сентября 2001 г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практической работе № 2
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ»
Ростов-на-Дону
2002 г.
УДК 69.05:658 382 (076.5)
Методические указания к практической работе № 2 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности" - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2002. - 11 с.
Содержит основные сведения о теории вопроса, методике и порядке определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Рассчитаны на студентов всех специальностей и форм обучения, изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности».
СОСТАВИЛИ. Проф., канд. техн. наук С.Л. Пушенко
Проф., д-р техн. наук Е.И Богуславский
РЕЦЕНЗЕНТ: Коллектив кафедры ППБ
Редактор Т.М. Климчук
Темплан 2002г., поз. 34
ЛР №020818 от 13.01.1999г. Подписано в печать 26.04.02. Формат 60 x 84/16.
Бумага писчая. Ризограф. Уч. - изд. л. 1,0.
Тираж 50 экз. Заказ 129
Редакционно-издательский центр
Ростовского государственного строительного университета
344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
© Ростовский государственный
строительный университет, 2002 г
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Приобретение навыков расчета категорий помещений и зданий по взрыво опасной и пожарной опасности.
2. ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ
Отчет следует выполнять в отдельной тетради на отдельном двойном тетрадном листе.
Отчет должен содержать следующие части: шифр зачетной книжки, номер группы, фамилия и инициалы студента, дата выполнения работы.
С начала страницы отчет оформляют по образцу:
26.10.99., ТВ-510, Иванов В.В., з.к.63071
Лабораторная работа № 6, вариант №10
" Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности ".
Затем выделяют нумерацией и подчеркиванием 6 разделов.
1. Цель работы.
2. Общие сведения (теория вопроса и применяемые приборы).
3. Нормативные требования (нормативный документ для оценки определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности).
4. Исходные данные.
5. Расчетная часть (порядок выполнения расчетов, обработка результатов).
6. Выводы по работе (сопоставление полученных данных и нормативных требований).
Работу целесообразно защищать на следующем занятии. На отчете по работе преподаватель делает отметку. Отчет по работе с отметкмй передается преподавателю на экзамене (зачете).
3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Категории зданий и помещений, предприятий и учреждений определяются министерствами и ведомствами, а также технологами проектных организаций на стадии проектирования зданий и сооружений в соответствии с НПБ105-95 [1], а также ведомственными нормами технологического проектирования или специ альными перечнями, утвержденными в установленном порядке.
Взрывопожароопасность помещения и здания характеризуется совокупно стью условий, способствующих возникновению и развитию пожара или взрыва и определяющих возможные их масштабы и последствия.
Для производственных зданий эти условия в первую очередь характеризу ются опасностью технологического процесса и конструктивно-планировочными особенностями здания. Технологическим процессом в основном определяется вероятность возникновения пожара или взрыва, скорость распространения и размеры пожара. От конструктивно-планировочных решений во многом зависят границы распространения пожара и его последствия.
4. НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Помещения в зависимости от вида, свойств и количества веществ, а также условий их применения и обработки разделяют по взрывопожарной и пожарной опасности на 5 категорий в соответствии с табл. 4.1. [1]. Отличительной характе ристикой взрывопожарных категорий помещений А и Б является большая вели чина расчетного избыточного давления взрыва в помещении (более 5 кПа). Рас четное избыточное давление взрыва в помещении, определяется по формулам (см. раздел 6) и зависит от вида вещества, его свойств и количества в поме щении, объема помещения.)
Определение категорий следует осуществлять путем последовательной проверки принадлежности помещений к категориям от высшей (А) к низшей (Д). Таким образом, определяют категории для всех помещений в здании.
Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности определяют исходя из суммарных площадей всех полученных категорий, общей площади всех помещений в здании и наличия в помещении установок автоматического пожаротушения.
Таблица 4.1. НРБ-105-95. Определение категорий помещений и зданий по взрьшо-пожарной и пожарной безопасности
|
Категория помещения
|
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
|
|
А
взрывопожароопасная
|
Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки неболее 28 0С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогаэо-образные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, спо собные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.
|
|
Б
взрывопожароопасная
|
Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 0С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или газовоздушные смеси, при воспламене нии которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
|
|
В
пожароопасная
|
Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только го реть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или образуются, не относятся к категориям А или Б.
|
|
Г
|
Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном стоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени: горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются в качестве топлива.
|
|
Д
|
Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.
|
Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь поме щений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категорий А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборуду ются установками автоматического пожаротушения.
Здания относятся к категории Б, если:
а) здания не относятся к категории А;
б) суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммар ной площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборуду ются установками автоматического пожаротушения.
Здание относится к категории В, если:
а) здание не относится к категориям А и Б;
б) суммарная площадь помещений категорий А, Б, В превышает 5%.
Допускается не относить здания к категории В, если суммарная площадь помещений категории А, Б, В в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2), и эти помещения обо рудуются установками автоматического пожаротушения.
Здания относятся к категории Г, если:
а) здание не относится к категориям А, Б, В;
б) суммарная площадь помещений категорий А, Б, В, Г превышает 5% сум марной площади всех помещений.
Допускается не относить здания к категории Г, если суммарная площадь помещений А, Б, В, Г зданий не превышает 25% суммарной площади всех раз мещенных в нем помещений (но не более 5000 м2), и помещения категории А, Б, В, оборудуются установками автоматического пожаротушения.
Здание относится к категории Д если оно не относится к категориям А, Б, В, Г.
Правильное определение категорий взрывопожароопасной и пожарной опасности зданий является одним из основных аспектов повышения безопасности труда на производстве. В случае необоснованного занижения категории здания под угрозу ставится жизнь работающих в нем людей, сохранность зданий и тех нологического оборудования. Завышение категорий приводит к необоснованным затратам на строительство (завышается степень огнестойкости здания, устраива ются легкосбрасываемые конструкции и т.п.), установке дорогостоящего обору дования (во взрывоопасном исполнении, аварийной вентиляции и т.п.) и эксплуа тации промышленных объектов.
5. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Определить категорию взрывопожарной опасности трехэтажного здания, в котором размещено деревообрабатывающее производство, исходя из следующих введений.
Потенциальными взрывоопасными веществами являются:
5.1. Взрывоопасная древесная пыль, образующаяся в помещении на 2-м этаже, в котором осуществляется первичная обработка пиломатериалов площа дью F1.
5.2. Пары ацетона, используемого в качестве растворителя для лака, кото рые выделяются в помещении площадью F2 на 3-м этаже при покрытии деревян ных конструкций.
5.3. Пары ацетона, используемого в качестве растворителя для лака, в по мещении площадью F3 = 60 м2, в котором приготовляется лак.
5.4. Взрывоопасная пыль, образующаяся в помещении на 3-м этаже площа дью F7 = 420 м2, в котором полируется покрытая лаком поверхность.
Остальные производственные помещения здания опасности с точки зрения возможного взрыва не представляют, т.к. в них осуществляется только лишь суш ка, сортировка и хранение древесины, а также ее сборка и хранение готовой про дукции. Бытовые и подсобные помещения расположены равномерно на каждом этаже здания.
5.5. Текущая уборка пыли в помещении производится ежесменно, а гене ральная (Т ген) уборка - 1 раз в месяц, т.е. через 24 смены, при односменной ра боте.
5.6. План этажей здания.
Высота каждого этажа составляет Нэ = 4,0 м.
5.7. Исходные данные для расчета принимаются согласно табл. 5.1.
Таблица 5.1.
|
Наименование показателя
|
Номер варианта
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Площадь помещения F1 , м2
|
720
|
660
|
600
|
560
|
|
Площадь помещения F2 , м2
|
1400
|
1500
|
1600
|
1800
|
|
Масса пыли, выделяющейся в объем помещения F1 за смену, кг
|
10
|
15
|
20
|
25
|
|
Объем емкости для лака Vлак в помещении F2, л
|
25
|
26
|
27
|
28
|
|
Теплота сгорания древесной пыли, Нг, Дж/кг
|
1,09*106
|
|
Интенсивность испарения ацетона, W, кг/м2 с
|
0,00021
|
6. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
6.1. Определяем категорию помещения на втором этаже, в котором выделя ется взрывоопасная пыль.
6.1.1. Определяем массу пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях в помещениях за период времени между генеральными уборками:
,
где М1 - масса пыли, выделяющаяся в объем помещения за период времени меж ду генеральными уборками, кг: М1 = М2 * Тген ;
М2 - масса пыли, выделяющаяся за смену, кг (по заданию);
Тген, - период времени между генеральными уборками в помещении смен (по заданию);
- доля выделяющейся в помещении пыли, которая удаляется системами вентиляции. Величина может быть задана технологами или определена экспери ментально. При отсутствии данных полагается = 0, т.е. вся пыль остается в по мещении. Для расчета принимаем = 0,8;
1- доля выделяющейся пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях помещения, т.е. на таких поверхностях, которые не убираются при текущих уборочных работах. Величина 1 может быть определена эксперимен тально или задана технологами. При отсутствии данных принимается 1 =1, т.е. вся оставшаяся в помещении пыль накапливается, а не убирается. Для расчета принимаем 1 = 0,2.
6.1.2. Определяем массу пыли, оседающей на доступных для уборки поме щениях, т.е. на поверхностях, убираемых при текущих уборочных работах:
,
где 2 - доля выделяющейся в помещении пыли, оседающей на доступных для уборки поверхностях, определяется из соотношения
6.1.3. Определяем массу отложившейся в помещении взрывоопасной пыли к моменту расчетной аварии
,
где Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли. Величина определя ется экспериментально по специальным методикам. Для деревянной пыли применяем величину Кг = 1, т.е. вся пыль горючая;
Ку - коэффициент эффективности пылеуборки:
- при ручной сухой Ку =0,6;
- при ручной влажной Ку=0,7;
- при механизированной вакуумной (ровный пол - Ку = 0,9);
- пол с выбоинами (до 5% площадей) Ку =0,7.
Для расчета принимаем худший случай ручной уборки, т.е. Ку =0,6.
6.1.4. Определяем расчетную массу взвихрившейся пыли
,
где Квз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешен ное состояние в результате аварийной ситуации, т.е. участвовать во взрыве. Вели чина определяется по специальным методикам и зависит от вида и свойств осев шей пыли. При отсутствии экспериментальных сведений принимается Квз = 0,9.
6.1.5. Так как кроме осевшей в помещении пыли во взрыве может участво вать и пыль, поступившая в помещение во время аварии из каких-либо бункеров, трубопроводов и т.п., необходимо определить расчетную массу взвешенной в по мещении пыли по формуле
,
где mав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварий ной ситуации, кг. Так как по условию задачи и при данной технологии мы не име ем емкостей с пылью, трубопроводов и т.п., то принимаем mав = 0.
6.1.6 Определяем избыточное давление взрыва в помещении:
,
где Нт - теплота сгорания древесной пыли, Дж/кг (по заданию);
Р0 = 101 кПа - начальное (нормальное) давление в помещении;
z = 0,5 - коэффициент участия горючей пыли во взрыве;
Vсв = 0,5 - свободный объем помещения, м3, т.е. объем, не занятый техноло гическим оборудованием, трубопроводами и т.п. При отсутствии данных принимается равным 80% геометрического объема помещения;
в = 1,2 кг/м3 - плотность воздуха до взрыва;
Ср = 1,01*103 Дж К/кг - теплоемкость воздуха;
Т0 - начальная температура воздуха в помещении, К;
Кн = 3 - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Таким образом, в реальных условиях произ водственного помещения давление взрыва будет в 3 раза ниже давления, дости гаемого в идеальном случае.
6.1.7. Зная полученное в п.6.1.6 избыточное давление взрыва в помещении, делаем вывод о принадлежности помещения к категории Б при Р > 5кПа или В (приР < 5кПа).
6.2. Остальные помещения 2-го этажа, согласно табл. 4.1 и условию задачи, без расчета относим к категории В, так как взрывоопасной пыли в них нет, а име ются лишь твердые горючие материалы.
6.3. Принимаем без расчета, который выполнен по аналогии с п. 6.1, что помещение, где производится полировка покрытых лаком поверхностей, относится к взрывоопасной категории Б (Р > 5 кПа).
6.4. Определение категорий помещения F2 на третьем этаже, в котором вы деляются: пары ацетона.
6.4.1 Определяем массу паров жидкости, поступившей в помещение в слу чае расчетной аварии:
,
где mр - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг,
mсмк - то же с поверхности открытых емкостей, кг. В нашем случае mсмк = 0;
mсв.окр - то же с поверхности свежеокрашенной, кг.
6.4.2. Масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, определяется по формуле:
,
где W - интенсивность испарения, кг/м2 с (по заданию);
Fи - площадь испарения, м2. Принимается из расчета, что один литр жидко сти из емкости, имеющейся в помещении, разливается на 1 м2 поверхности пола;
Т - длительность испарения жидкости, с. Принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 сек. Время полного испарения жидкости можно определить по формуле:
,
где q - количество разлившейся жидкости па 1 м2 пола, кг/м2, определяется по формуле:
,
qv - количество жидкости на1 м2 ;
ж - плотность жидкости, кг/л. Для ацетона при комнатной температуре ж = 0,802 кг/л.
6.4.3. Массу жидкости, испарившейся со свежеокрашенной поверхности, определяем по формуле:
, кг,
где величина Fсв.окр задается технологами. Для расчета принимаем Fсв.окр = 50 м2.
Т - длительность испарения жидкости. Величина задается технологами. Для расчета принимаем Т=1000 с.
6.4.4 Определяем избыточное давление взрыва в помещении:
,
где Pmax - максимальное давление взрыва паровоздушной смеси в замкнутом объ еме, кПа. Величина Pmax зависит от вида жидкости, концентрации паров и т.п. При отсутствии данных принимаем Pmax = 900 кПа;
п=2,41 кг/м3 - плотность паров ацетона;
P0, z, Vсв, Кн то же, что и в п.6.1.6;
Ст- стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ, т.е. такая концентрация, когда давление взрыва имеет максимальное значение
,
где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, опреде ляемый по формуле:
,
где n0, nн, nс, nх - число атомов углерода (С), водорода (Н), кислорода (О) и гало генов (F, С1, Вг и др.) в молекуле горючего. Формула ацетона СзН6О.
6.4.5. Зная полученное в п.6.4.4 избыточное давление взрыва в помещении, делаем вывод о принадлежности помещения к категории А (при Р > 5 кПа), т.к. для ацетона температура вспышки tвс = 18°С (меньше 28 °С) или категории В (при Р < 5кПа).
6.5. Принимаем без расчета, который был выполнен по аналогии с п 6.4.4., категорию А для помещения на 3-м этаже, в котором готовится лак (F3 = 60 м2).
6.6. Для определения категории здания необходимо, исходя из условия за дачи, плана этажа, полученных категорий для помещений, вычислить:
- площадь помещений категории А (FА) м2;
- то же категории Б (FБ), м2;
- то же категории В (Fв), м2;
- суммарная площадь (F0) всех помещений здания (без коридоров и лест ничных клеток ), м2.
6.7. Определяется категория зданий, воспользовавшись методикой, приве денной в п.4.
7.ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
На основании проведенных расчетов и определения суммарных площадей помещений по категориям А, Б, В, определяем категорию всего здания.
8. РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Если здание относится к взрывопожарной категории А, Б, В, то необхо димо :
- помещения оборудовать установками автоматического пожаротушения;
- в здании предусмотреть легкосбрасываемые конструкции;
- уменьшить по возможности количество взрывоопасного вещества или заменить веществом с менее опасными свойствами;
- предусмотреть в помещении устройство аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превы шении предельно допустимой взрывоопасной концентрации и электроснабжени ем по первой категории надежности.
2. Предусмотреть систему вакуумной пылеуборки и периодичность произ водства работ по уборке помещений.
9. БЛОК-СХЕМА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
1. НПБ 105-95 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.
Ознакомиться с целью проведения работы, общими сведениями и основами нормирования (п. 1, 2, 3, 4)
а основании выполненных расчетов для помещений F1 и F2 , а также принятых допущений (п. 6.2, 6.3, 6.4) рассчитать площади помещений зданий для всех имеющихся категорий (п. 6.7)
Определить категорию всего здания, пользуясь данными по методике категорирования, приведенными в п. 4
Определить категорию помещения F2 (п. 6.4.)
Ознакомиться с условиями задачи, зарисовать план этажа и выписать исходные данные для расчета по своему варианту (п. 5)
Определить категорию помещения F1 (п. 6.1.)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ