Автоматическая пожарная сигнализация

 

    Глава 2 Характеристика изучаемого объекта  на примере ООО «Ангара» 

   Объект  исследования - офисное помещение общества с ограниченной ответственностью «Ангара» (далее ООО «Ангара») представляет собой отдельное железобетонное здание, состоящее из 3-х помещений на первом этаже.

   Доступ  в здание осуществляется через главный  входа.

Стены периметра  объекта – капитальные; решетки  на окнах отсутствуют; общая площадь помещений составляет 50м²; во всех помещениях высота потолков – 255 см; отопление водяное с радиаторами, расположенными под каждым окном; объект телефонизирован.

     Объект  содержит следующие помещения:

• кабинет директора;
• офисное помещение;
• санузел.

     Защищаемые  зоны помещений по классификации  ПУЭ относятся к классам П-11А.

     Несущие конструкции здания – железобетонные с применением бетона на известняковом  щебне с плотностью 2250 кг/м3. Высота офиса – 2,8 м. из Перекрытия полов железобетонные, толщины у которых равнялись 0,2 м. Стены выполнены из красного кирпича на цементно-песчаном растворе. Толщина наружных стен 0,22 м и внутренних стен – 0,11 м.

 

2.1 Сценарий возможного пожара 

     Выбор расчетной схемы развития возможного пожара в защищаемом помещении и определение класса пожара по темпу изменения его тепловой мощности. 

   1. При  выборе расчетной схемы развития  пожара все многообразие возможных  схем целесообразно свести к  двум схемам – круговое распространение  пожара и горение штабеля из твердых горючих материалов.

   К круговой схеме могут быть отнесены случаи распространения пожара по твердым (или волокнистым) горючим материалам, равномерно расположенным на достаточно больших площадях, а также случаи распространения пожара по рассредоточено расположенным горючим материалам, небольшое расстояние между которыми не препятствует переходу пламени с горящего материала на не горящий. Ко второй схеме могут быть отнесены случаи горения материалов, сложенных в виде штабелей различных размеров.

   2. Тепловую  мощность очага пожара для  выбранных расчетных схем рассчитывают  по формуле: 

   Q = Kт. τ2, кВт (1)

   где Кт - коэффициент, характеризующий темп изменения тепловой мощности очага  пожара, кВт/с2;

   τ - время  с момента возникновения пламенного горения, с.

   Коэффициент Кт рассчитывают в зависимости от выбранной схемы развития пожара по формулам:

   а) для  кругового распространения пожара

   Кт = πη V2л ψуд Qн, (2)

где η - коэффициент  полноты горения (допускается принимать  равным 0,87);

Vл - линейная  скорость распространения пламени  по поверхности материала, м/с; 

   ψуд - удельная массовая скорость выгорания  материала, кг/(м2 с);

   Qн  - низшая рабочая теплота сгорания  материала, кДж/кг.

   Значения Vл, ψуд и Qн принимаются по справочной литературе.

   б) для  случая горения твердых горючих  материалов, сложенных в виде штабеля

   Кт = 1055/τ2*, (3)

   где τ* - время достижения характерной тепловой мощности очага пожара, принимаемой  равной 1055 кВт, с 

   3. Определяют  класс пожара по темпу его  развития в зависимости от значения коэффициента Кт:

• медленный темп развития пожара – темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием Кт < 0,01 кВт/с2;
• средний темп развития пожара - темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием 0,01 < Кт < 0,03 кВт/с2;
• быстрый темп развития пожара - темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием 0,03 < Кт < 0,11 кВт/с2;
• сверхбыстрый темп развития пожара - темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием Кт > 0,11 кВт/с2

   Определение предельно допустимой тепловой мощности очага пожара к моменту его  обнаружения.

   1. Величину  предельно допустимой тепловой  мощности очага пожара Qпд определяют  с учетом особенностей защищаемого  помещения и возлагаемой на АУПС задачи по обеспечению безопасности людей и/или материальных ценностей.

   2. При  локально размещенной в помещении  горючей нагрузке величина Qпд  может быть непосредственно задана  по справочной литературе, содержащей  данные по максимальной тепловой мощности, выделяемой при горении различных материалов (предметов), а также по формуле:

   Qпд = η ψуд Fпд Qн, кВт (4)

   где Fпд - площадь, занимаемая горючей нагрузкой, м².

   Выбор типа и размеров расчетного очага  пожара производится с учетом заданной величины возможного материального ущерба.

   3. Для  кругового распространения пожара  и с учетом задачи АУПС по  обеспечению пожарной безопасности  материальных ценностей величина Qпд может определяться по формуле: 

   Qпд = Кт. Кб. [Fпд / (πV2л)] 0,5 (5)

   где Кб – коэффициент безопасности (допускается принимать равным 0,8);

   Fпд  – предельно допустимая площадь  пожара на момент обнаружения  АУПС определяется на основании  технико-экономического обоснования  мер противопожарной защиты для  конкретного объекта (допускается  принимать равной 6 м2).

   4. Величина Qпд может быть рассчитана по  значению необходимого времени  обнаружения пожара, которое рассматривается  в данном случае как критерий  выполнения возложенной на АУПС  задачи. Расчет проводится по  следующей формуле: 

   Qпд = Кт. τноб2, кВт (6)

   где τноб - необходимое время обнаружения  пожара, с.

   Необходимое время обнаружения пожара определяют с учетом возложенных на АУПС задач  по обеспечению безопасности людей  и/или материальных ценностей и  рассчитываются по методикам, разработанным головными организациями, в области обеспечения пожарной безопасности.

   При моделировании  пожара в здании теплофизические  свойства железобетонных и кирпичных  конструкций принимались по табл.3, 4.  
 
 

   Таблица 1

   «Теплофизические характеристики некоторых материалов использованных на строительные конструкции здания»

материал	Средняя плотность    (В  сухом состоянии) кг/м2	Коэффициент теплопроводности,	Удельная  теплоемкость    Дж/кг	Степень    черноты
Кирпич  глиняный обыкновенный	1580	0,34+0,00017t	710+0.42t	094
Тяжелый бетон на известняковым заполнителе	2250	1.14+0.00055t	710+0.83t	0.625
Цементно-песчаная    штукатурка	1930	0.62+0.00033t	770+0.63t	0.867

 

   Таблица 2

   «Теплофизические характеристики материалов»

материалы    Tig Δ H, кДж/кг L, кДж/кг P, Кг/м3 С, кДж/(кг К) Сбр (кДж/с) 2 W% M max Обивочный 290 30,5 1,2 22    - 2,05 - 0,067 Деревянный 360 11,9 3,9 440 1,36    - 11,9 0,047 Пластмасса 370 39,7 1,7 105    - 4,05 - 0,034 Ковер 290 29,7 2 750    - 6,07 - 0,014

 

   Где Tig - температура воспламенения,

   Δ H –  низшая теплота сгорания,

   L, - теплота  газификации,

   P –  плотность,

   С –  теплоемкость,

   Сбр –  тепловая инерция,

   W –  влажность,

   M max - максимальная  скорость выгорания. 

   Данные  о размерах дверных и оконных  проемов приведены в табл.3.

   При расчетах температурного режима пожара предполагалось, что разрушение остекления окон происходит в момент, когда температура у верха оконных рам достигает 300 °C.

   Таблица 3

   «Данные о размерах дверных и оконных проемов»

помещения комната Площадь пола Размеры проемов Суммарная площадь проемов м2 окна двери    офис Кабинет директора 15,3 1,4*1,2 0,8*2,1 3,36    офис 28,05 1,4*1,2 0,8*2,1 3,36

 

   Горючая нагрузка была обследована по детерминистической оценке во всех помещениях рассматриваемого здания. Средняя горючая нагрузка показана в таблице 4  

   Таблица 4

   «Средняя горючая нагрузка в помещениях»

   

Помещение    Средняя горючая нагрузка, МДж/м2    офис Кабинет директора офис всего 423 398 407

 
 
 
 
 

   Методом математического моделирования  исследована динамика развития пожара в помещениях.

   При закрытой входной двери, время развития пожара в этом офисе достигает 2500 с и в большинстве пожаров максимальная температура изменяется в диапазоне от 1000°С до 1100°С. Время образования опасных концентраций токсичных газов изменяется от 250 с до 310 с.

 

   

   2.2. Расчет размещения извещателей 

   1. Предлагаемая  методика позволяет рассчитывать  максимально допустимые расстояния  между точечными тепловыми и  дымовыми пожарными извещателями  в защищаемых помещениях и  выбрать тип извещателей отвечающих  требованиям обнаружения с учетом возложенной на автоматическую установку пожарной сигнализации (АУПС) задачи по обеспечению пожарной безопасности людей и/или материальных ценностей в зависимости от следующих параметров: