Обоснование необходимости применения и вида АППЗ для заданных помещений

1. Введение

 

 Строительный  бум на территории нашей страны, массовое возведение гипермаркетов, строительство современных гостиниц, многофункциональных комплексов, механизация  на объектах промышленного назначения - это все, является проявлением  новой ступени экономического  развития.

     Применение новых технологий  и инноваций часто сопровождается  повышением пожарной опасности.  Все это   заставляет  более  серьезно подходить к задаче  проектирования противопожарной  автоматики.    Главнейшей задачей  комплекса автоматической противопожарной  защиты является четкая  и слаженная  работа при чрезвычайной ситуации  всех пожарных и инженерных  систем объекта по заранее  спланированному алгоритму.

 В  Республике Беларусь широко применяются  автоматические устройства для  предупреждения пожарной опасности, обнаружения и ликвидации пожара, а также для защиты людей  от воздействия его опасных  факторов. Приоритетные требования  к АППЗ при пожаре на сегодняшний  день:

• как можно более раннее обнаружение возгорания (очагов пожара),
• выдача всех необходимых сигналов для задействования автоматических противопожарных средств объекта,
• детальное информирование о пожарной ситуации на объекте и дежурного персонала, и остальных присутствующих в здании людей,
• сведение к минимуму числа ложных срабатываний.

           Чтобы правильно подобрать эффективную  АППЗ, необходимо знать требования  норм по обеспечению пожарной безопасности защищаемого объекта, характеристики пожароопасных материалов и веществ, используемых в технологическом процессе, нормативно-технические документы по проектированию технических средств пожарной автоматики.

 

 

2. Обоснование необходимости применения и вида АППЗ для заданных помещений

 

При решении вопроса АППЗ и её вида используется вероятностный и детерминированный метод.

Сущность детерминированного метода состоит в том, что необходимость применения АППЗ и её вида предписывается для конкретных производственных, административных и других помещений или объектов соответствующими нормативными документами (СНиП, перечнем зданий и сооружений, объектов народного хозяйства, подлежащих оборудованию АУП и АПС) в зависимости от назначения помещений, характера технологического процесса, площади помещения и других факторов. Перечень зданий, помещений, сооружений и оборудования, подлежащих защите СПС и УПА, устанавливается согласно п.5.1 приложению А п.5.1 [2].

В случаях, когда нормативное обоснование отсутствует, или при необходимости распространения положения на новое производство, используется вероятностный метод на основе ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования». Данный метод базируется на сложных расчетах и используется гораздо реже, чем детерминированный.

В данном случае необходимо спроектировать установку АППЗ для  траншеи сборочного конвейера размером 20х5x5. Объем помещения составляет 500 м3, что является немаловажным критерием при выборе и необходимости применения вида  АУП. Площадь помещения составляет 100 м2, высота 5 м.                                                          

Согласно приложению А п.5.1 [2] в помещении не требуется установка СПС. Установка УПА исходя из назначения помещения требуется независимо от показателей.

 

3. Краткий анализ пожарной опасности помещения защищаемого АУП и АПС

 

В данном курсовом проекте проектируется автоматическая установка пожаротушения и пожарная сигнализация для траншеи сборочного конвейера.

В данном производственном процессе основную пожарную опасность будут представлять провода  с резиновой изоляцией. 

Резина:

Физико-химические свойства: плотность. 1200 кг/м3; тепл. crop. - 33520 кДж/кг.

Пожароопасные свойства:

Горючее твердое вещество. Температура самовоспламенения аэровзвеси 350°С, нижний концентрационный предел распространения пламени 25 г/м3, максимальное давление взрыва 551 кПа, минимальная энергия зажигания 50 мДЖ.

Средства тушения: вода со смачивателями, пена, порошок.

В соответствии с ТКП 474-2013 «Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», определяю категорию заданного помещения. Проанализировав процесс производства можно дать заключение, что электропроводка - пожароопасная среда.

Следовательно, данное помещение будет относиться к категории В-2.

Согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок) определяем, что данная траншея относится к пожароопасной зоне класса П-IIа. Определение  данного параметра позволит правильно подобрать соответствующее электрооборудование для данного цеха.

Проведя краткий анализ пожарной опасности для траншеи сборочного конвейера, делаем вывод, что в помещении имеется горючая среда, возможны источники зажигания и наличие путей распространения пожара. Также в траншее сборочного конвейера возможно образование большого количества токсичных веществ при горении кабелей, что может препятствовать благоприятной работе подразделений МЧС при тушении пожара в данном помещении.

 

4. Выбор типа установки пожаротушения

 

Тип установки пожаротушения определяется выбранным огнетушащим средством, методом тушения и побудительной системой.

Выбор вида огнетушащего вещества.

    Выбор вида огнетушащего  вещества производится с учетом совместимости его свойств со свойствами веществ и материалов, подлежащих тушению. При выборе огнетушащего вещества в первую очередь следует обращать внимание на совместимость его физико-химических свойств со свойствами веществ и материалов, подлежащих тушению, а также на эффективность тушения данным веществом. Также немаловажную роль играют экономические соображения. Таким образом, наиболее эффективным огнетушащим веществом в траншее сборочного конвейера, согласно справочника «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства тушения» под редакцией А.Н. Баратова, будет являться пена средней  кратности.

Выбор метода тушения и побудительной системы

Выбор метода тушения и побудительной системы производится с учетом допустимого времени развития пожара, принятого огнетушащего средства, микроклимата и архитектурно-планировочных решений защищаемого помещения. Решающее влияние на выбор метода тушения и побудительной системы оказывает предельно допустимое время развития пожара в момент достижения наиболее опасных факторов пожара и их критических значений. Зная зависимость определяющего фактора пожара от времени его развития, можно определить максимально допустимое время обнаружения пожара побудительной системой и тем самым выбрать ее вид.

Время обнаружения пожараТобн.доп, состоящее из времени до порога срабатывания побудителем Тпор.сраб и инертности побудителя Тин.поб в складывающихся условиях реального пожара, определяется из условия:

 

<

 

- предельно  допустимое время развития пожара

, - соответственно инерционность электрической системы установки и механических и гидравлических систем АУП.

 

Рис.1 График развития пожара

 

Инерционность электрической схемы установки составит, по опытным данным, 1-2 секунды, инерционность механической и гидравлической систем АУП зависит от типа установки, вида и способа подачи огнетушащего вещества и ориентированно может применяться в пределах 10-30 секунд. Фактическое время обнаружения пожара должно быть меньше или равно времени обнаружения пожара допустимому. Оно определяется для различных видов побудительной системы в зависимости от условий развития конкретного пожара.

Исходя из вышенаписанного, в качестве побудительной системы принимаем электрическую от систем пожарной сигнализации.

 

Динамика развития пожара

Условно принимаем размеры дверей: 1,95×0,8 м. Принимаем, что пожар возник в центре помещения, т.к. при возникновении его по центру помещения пламя охватит его за самое короткое время. Так как огонь распростроняется по кабельным линиям, то его линейная скорость будет равна 0,4. Рассчитаем, каких размеров достигнет пожар на 5 минуте:

 

 

 

 

 

                                                    20

Рис. 2 Схема развития пожара в помещении

 

 

b=0,5

=0.5 0.4 5=1 м

где - линейная скорость распространения пламени, м/мин.

Так как 1м меньше половины ширины, следовательно, пожар будет иметь круговую форму развития, тогда площадь пожара определяем как:

м²

На 10 минуте:

b=0,5*0,4*10=2м, следовательно, пожар также имеет круговую форму развития

м²

До стены остается 0,5 м. Найдем время, за которое пожар достигнет стены и примет прямоугольную форму развития:

=0,5÷0,4=1,25 мин

S11,25=5∙5=25 м²

Для того чтобы охватить весь объем помещения, ему необходимо пройти 7,5 м в одну и во вторую стороны.

Определим время, за которое фронт пламени пройдет 7,5 м:

τ=7,5/0,4= 18,75 мин

S30=20∙5=100 м²

Следовательно, на 30 минуте все помещение будет охвачено огнем.

 

 

Рис. 3. Прирост площади пожара в зависимости от времени

 

Расчет температуры в помещении

Температура пожара рассчитывается для четырех моментов времени: 5, 10, 11,25;30 мин.

Определяем площадь проемов:

, т.к. в данном горении нет проемов;

, т.к. в данном горении нет проемов;

, т.к. в данном горении нет проемов;

2*0.8*1.95=3.12м².

 

Определяем площадь приточной части:

  => м2

м²

 

Определяемтепловой поток на 5 мин:

   кВт/м2

где: - коэффициент химического недожога (табл.15, справочник ОФЧС)

- приведенная массовая скорость выгорания, кг/(м2.с) (рисунок 3 приложения, справочник ОФЧС)

- низшая теплота сгорания, кДж/кг (таблица 16 , справочник ОФЧС)

Для последующих минут определяем аналогично.

Определяем коэффициент   αв (табл. 2 справочник ОФЧС[10]). Результаты заносим в таблицу.

Определяем температуру в помещении (рисунок 3 приложения, справочник ОФЧС). Результаты заносим в таблицу №1.

       Таблица 1

 

Время,мин	5	10		11,25	30
, м²	100	100		100	100
, м²	3,14	12,56		25	100
, м²	0	0		0	1,04
, м²	0	0		0	0,005
, м²	0,015	0,058		0,17	1
, м²	0	0		0	3,12
, м²	0	0		0	0,014
αв	1		1	1	1,1
м,кг/(м2.с)	0,5		0,5	0,5	0,6
Fогр,    м2	450		450	450	450
q,    кВт/м2	112		444	885	4246
t,        с0	90		110	200	300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Изменение температуры пожара во времени.