РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ СТЕКЛА

Министерство образования Российской Федерации

Ростовский государственный строительный университет

Утверждено на заседании кафедры

Пожарная и производственная

безопасность

«22», сентября 2002 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практической работе № 1

«РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ СТЕКЛА»

Ростов-на-Дону

2002 г.

УДК 69.05:658 382 (076.5)

Методические указания к практической работе № 2 "Расчет площади легкосбрасываемых конструкций, выполненных из стекла" - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2002. - 8 с.

Приводятся основные сведения о теории вопроса, методике и порядке определения площади легкосбрасываемых конструкций, выполненных в виде листового двойного остекления

Предназначены для студентов всех специальностей и форм обучения.

СОСТАВИЛИ. Проф., канд. техн. наук С.Л. Пушенко

Проф., д-р техн. наук Е.И Богуславский

Редактор Н.Е. Гладких

Темплан 2002г., поз. 39

ЛР №020818 от 13.01.1999г. Подписано в печать 24.09.02. Формат 60 x 84/16.

Бумага писчая. Ризограф. Уч. - изд. л. 0,5.

Тираж 50 экз. Заказ 225

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 по использованию методики определения площади легкосбрасываемых конструкций (ЛСК).

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

" Расчет площади легкосбрасываемых конструкций, выполненных из стекла ".

Затем выделяют нумерацией и подчеркиванием 6 разделов.

1. Цель работы.

2. Общие сведения (теория вопроса и применяемые приборы).

3. Нормативные требования (нормативный документ для расчета ЛСК).

4. Экспериментальная часть (описание приборов и схем, порядок выполнения замеров и работы, обработка результатов замеров, таблица, обобщающая проведенную работу).

5. Выводы по работе (сравнить полученную величину).

6. Рекомендации (общие и индивидуальные мероприятия по защите персонала на данных рабочих местах).

Работу целесообразно защищать на следующем занятии. На отчете по работе преподаватель делает отметку. Отчет с отметкой передается преподавателю на экзамене (зачете).

3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ЛСК используются в помещениях, которые имеют взрывопожароопасные категории А и Б. Современные способы защиты от взрывов в таких помещениях предполагают в первую очередь предотвращение образования горючих смесей и устранение источника воспламенения. На эти дополнительные мероприятия расходуются значительные средства. Однако из-за нарушений правил безопасной эксплуатации, неправильного ремонта и монтажа технологического оборудования, неисправности контрольно-измерительных приборов возможно возникновение взрыва в помещении. Нагрузки, возникающие при взрыве в помещении газо-, паро-, воздушной смеси, во много раз превышают прочность несущих ограждающих конструкций. В результате происходит разрушение зданий. Защитить здание от разрушения удается устройством в помещениях ЛСК. ЛСК по характеру работы подразделяют на 2 группы:

- ЛСК со сравнительно небольшой массой. Разрушаются мгновенно. При их расчете пренебрегают силой инерции, возникающей при движении ЛСК (глухое остекление);

- ЛСК, для которых силой инерции пренебречь нельзя. При этом происходит относительно медленное (не мгновенное) вскрытие проемов в ограждающих конструкциях (поворотные остекленные переплеты, стеновые панели, плиты покрытий, распашные ворота).

4. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛСК

Как уже отмечалось, давление взрыва (Рвзр) в замкнутом объеме (см. рисунок, крив. 1) может значительно превышать прочность ограждающих конструкций (Рок).

ЛСК разрушаются при определенном давлении (Рр) и в помещении образуются отверстия, через которые истекают продукты сгорания, а давление при этом в помещении существенно не повышается. Величина допустимого максимального возрастания давления в помещении (Рmах) после разрушения ЛСК (Рр) зависит от площади ЛСК, их инерционности, вида и количества горючего вещества и т.п. В зданиях с естественным освещением в качестве ЛСК необходимо использовать листовое стекло. Если площади оконных проемов не хватает, устраивают специальные стеновые панели или конструкции покрытий из стальных, алюминиевых и асбестоцементных листов и эффективного утеплителя с расчетнон нагрузкой не более 0,7 кПа. Оконное стекло относится к ЛСК при толщине 3; 4; 5 мм и минимальной площади (соответственно) 0,8; 1; 1,5 м. Армированное стекло к ЛСК не относится.

Изменение давленвя в объеме

при взрыве горючей смеси:

1 - в замкнутом объеме;

2 - в полузамкнутом объеме;

3 - при использовании ЛСК второй группы (инерционные);

4- при использовании ЛСК первой группы (безинерционные);

5- при использовании ЛСК первой и второй групп

5. НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Согласно СНиП 231-03-2001 1 площадь ЛСК определяют расчетом. Для определения расчетом площади ЛСК используют нормы СН 502-77 2 , которые в настоящее время являются обязательными. В настоящее время в результате исследований установлено 3, что при достижении в помещении определенной величины давления все стекла не вскрываются одновременно и поэтому оконные проемы полностью не освобождаются от стекла, что не учитывает СН. Процесс вскрытия остекления и освобождение оконных проемов зависит от площади листов остекления, толщины стекла, соотношения сторон и условий закрепления стекол в оконных переплетах. С учетом выполняемых исследований нормы в настоящее время пересматриваются, проводится их периодическое обновление. При отсутствии расчетных данных площадь ЛСК должна быть не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема помещения категории А и не менее 0,03 м2 - помещения категории Б.

6. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

6.1. Условия задачи. Определить требуемую площадь ЛСК, выполненных в виде листового двойного остекления, и сравнить ее с имеющейся площадью остекления, принятой из условия требуемой естественной освещенности. В табл. 1 приведены параметры помещения и остекления.

Таблица 1. Исходные данные

Вариант	Объем помещения П, м3	Обращающийся газ	Кол-во газа в помещении Е, кг	Толщина стекла, мм	Площадь листового остекления, м2	Соотношение сторон остекления	Площадь остекления для естественного освещения, м2
1	95000	Пропилен	447	3	1,2	1 : 1,5	3930
2	95000	Метан	450	4	1,5	1 : 1,33	2500
3	95000	Пропан	447	5	2,0	1 : 1	2800
4	95000	Водород	450	3	1,2	1 : 1,5	3200
5	95000	Ацетон	300	3	1,2	1 : 1,5	480

Примечание. Вариант 5 соответствует помещению категории А варианта 1, занятия 1.

6.2. Решение задачи.

6.2.1. По прил. 1 находим нормальную скорость горения Г максимальную степень расширения продуктов горения Э и сгехиометрическую концентрацию С для обращающегося в производстве газа (см. т абл. 1).

6.2.2. Определяем объем взрывоопасной смеси:

, м3 ,

где Е – количество поступивших в помещение вешеств но данным для расчета (задано в условии в табл. 1);

С - стехиометрическая концентрация взрывоопасной смеси, г/м3 (см. п.4.2.1).

6.2.3. Определяем процент заполнения объема помещения взрывоопасной смесью:

,

где В - объем взрывоопасной смеси, м3 (см. п. 4.2.2);

П - объем помещения (задано в условии в табл. 1), м3 .

6.2.4. По прил. 2 принимается коэффициент заполнения объема помещения взрывоопасной смесью.

6.2.5. Определяем расчетную степень расширения продуктов горения:

,

где Э - максимальная степень расширения продуктов горения (определено в п. 4.2. 1 по прил. 1);

- коэффициент заполнения объема помещения взрывоопасной смесью (определено в п. 4.2.4).

6.2.6. Определяем воздействие взрыва на оконное стекло:

,

где Рст - воздействие взрыва, кгс/м2 , разрушающее ветровое оконное стекло при двойном остеклении с соотношением сторон 1:1, принимается по табл. 2.

У - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 3.

Таблица 2.

Толщина стекла	Воздейств. взрыва Рвз листа стекла, м2	Разрушающее стекло при Ф одного
		0,8	1,0	1,2	1,5	2,0
3		350	250	200	180	110
4		-	380	380	230	180
5		-	-	-	380	310

Таблица 3

Соотношение сторон стекла	1 : 1	1 : 1,33	1 : 1,5	1 : 1,75	1 : 2	1 : 3
Коэффициент У	1	1,04	1,08	1,16	1,25	1,3

6.2.7. Определяем требуемую площадь остекления на 1 м3 объема помещения:

,

где Ро - атмосферное давление, равное 104 кгс/м2.

6.2.8. Определяем требуемую площадь остекления:

.

7. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В выводах следует сравнивать полученную величину площада ЛСК с требуемой для естественного освещения, а также сравнить полученную величину Кст с требованиями СНиПа.

8. РЕКОМЕНДАЦИИ

Если требуемая площадь ЛСК превышает имеющуюся для обеспечения естественной освещенности, то можно:

- увеличить, если возможно, площадь оконных проемов;

- уменьшить количество обращающегося в помещении взрывоопасного вещества;

- заменить горючее вещество другим с иными свойствами;

- уменьшить толщину стекла до 3 мм;

- увеличить площадь одного листа стекла и уменьшить соотношение сторон стекла;

- увеличить объем помещения, возможно, за счет объединения с соседним;

- использовать в качестве ЛСК не только остекление;

- предусмотреть в помещении устройство аварийной вентиляции, если она обеспечена резервными вентиляторами, автоматическим пуском при превышении предельно допустимой взрывоопасной концентрации и электроснабжением по первой категории надежности. В этом случае количество взрывоопасного вещества в помещении:

.

Расчет повторяют, принимая на этот раз вместо параметра Е параметр Ер. Параметр Е принимают по табл. 1. Здесь А - кратность воздухообмена, 1/с, создаваемая аварийной вентиляцией; Т - продолжитатшность поступления горючих веществ в помещения, с, равная;

- 300 с - при ручном отключении;

- 120 с - при автоматическом отключении с вероятностью отказа более 0,000006 в год;

- времени срабатывания систем автоматики (но не более 3 с), если вероятность отказа менее 0,000006 в год или обеспечено резервирование ее элементов.

Приложение 1

Наименование вещества	Стехиометрическая концентрация взрывоопасной смеси, С, г/м3	Максимальная степень расширения продуктов горения, Э	Нормальная скорость горения смеси, Г, м/с
Пропилен	94,2	8,5	0,683
Метан	91,5	7,5	0,338
Пропан	89,2	8,0	0,455
Водород	40,4	7,3	2,670
Ацетон	88,5	9,1	0,430

Приложение 2

Сод-е смеси в объеме помещения , %	Коэффициенты заполнения объема помещения взрывоопасной смесью // при максимальной степени расширения продуктов горения /Э/
	5,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0	9,5	10,0
1,0	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,08	0,10
1,5	0,06	0,07	0,07	0,08	0,09	0,11	0,11	0,11	0,12
2,5	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,16	0,17	0,17	0,18
3,0	0,12	0,13	0,14	0,16	0,16	0,18	0,19	0,19	0,20
4,0	0,17	0,18	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24	0,25
5,0	0,21	0,22	0,23	0,24	0,25	0,26	0,28	0,29	0,30
10,0	0,35	0,36	0,38	0,39	0,41	0,42	0,44	0,45	0,47
20,0	0,55	0,56	0,58	0,59	0,60	0,61	0,63	0,64	0,65
30,0	0,66	0,68	0,70	0,71	0,72	0,73	0,74	0,75	0,76
40,0	0,75	0,76	0,77	0,78	0,79	0,80	0,80	0,81	0,82
50,0	0,82	0,83	0,84	0,85	0,85	0,86	0,86	0,86	0,87
60,0	0,87	0,87	0,88	0,88	0,89	0,89	0,90	0,90	0,91
70,0	0,91	0,91	0,91	0,91	0,92	0,92	0,93	0,93	0,94
80,0	0,94	0,94	0,95	0,95	0,96	0,96	0,96	0,96	0,96
90,0	0,97	0,97	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98	0,98
100,0	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00

Литература

1. СНиП 2.09.02-85*. Строительные нормы и правила (с изм. на 1.06.91 г.) Производственные здания/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР. - 16 с.

2.СН 502-77. Инструкция по определению площади легкосбрасываемых конструкций- М.: Стройиздат, 1978.-17 с.

3. Литвин Н.А. Закономерности вскрытия остекления и оценка их влияния на взрывоустойчивость: Автореферат … дис … канд. техн. наук - М.: ЛИСИ им. В.В. Куйбышева, 1988. - 18 с.

РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ СТЕКЛА