НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

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. - 11с.

 

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 взрыво­опасной 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 специ­альными перечнями, утвержденными в установленном порядке.

Взрывопожароопасность помещения и здания характеризуется совокупно­стью условий, способствующих возникновению и развитию пожара или взрыва и определяющих возможные их масштабы и последствия.

Для производственных зданий эти условия в первую очередь характеризу­ются 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 характе­ристикой взрывопожарных категорий помещений А и Б является большая вели­чина расчетного избыточного давления взрыва в помещении (более 5 кПа). Рас­четное избыточное давление взрыва в помещении, определяется по формулам (см. раздел 6) и зависит от вида вещества, его свойств и количества в поме­щении, 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, спо­собные 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 воспламене­нии 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 го­реть 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 поме­щений 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 оборуду­ются 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% суммар­ной 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 оборуду­ются 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 обо­рудуются 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% сум­марной 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 раз­мещенных 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 тех­нологического оборудования. Завышение категорий приводит к необоснованным затратам на строительство (завышается степень огнестойкости здания, устраива­ются легкосбрасываемые конструкции и т.п.), установке дорогостоящего обору­дования (во взрывоопасном исполнении, аварийной вентиляции и т.п.) и эксплуа­тации 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 площа­дью F₁.

5.2. Пары ацетона, используемого в качестве растворителя для лака, кото­рые выделяются в помещении площадью F₂ на 3-м этаже при покрытии деревян­ных конструкций.

5.3. Пары ацетона, используемого в качестве растворителя для лака, в по­мещении площадью F₃ = 60 м², в котором приготовляется лак.

5.4. Взрывоопасная пыль, образующаяся в помещении на 3-м этаже площа­дью 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 суш­ка, сортировка и хранение древесины, а также ее сборка и хранение готовой про­дукции. Бытовые и подсобные помещения расположены равномерно на каждом этаже здания.

5.5. Текущая уборка пыли в помещении производится ежесменно, а гене­ральная (Т ген) уборка - 1 раз в месяц, т.е. через 24 смены, при односменной ра­боте.

5.6. План этажей здания.

Высота каждого этажа составляет Н_э = 4,0 м.

5.7. Исходные данные для расчета принимаются согласно табл. 5.1.

 

 

 

 

Таблица 5.1.

Наименование показателя	Номер варианта
Площадь помещения F1, м2
Площадь помещения F2, м2
Масса пыли, выделяющейся в объем помещения F1 за смену, кг
Объем емкости для лака Vлак в помещении F2, л
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 выделя­ется 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 меж­ду генеральными уборками, кг: М₁ = М₂ * Т_ген ;

М₂ - масса пыли, выделяющаяся за смену, кг (по заданию);

Т_ген, - период времени между генеральными уборками в помещении смен (по заданию);

α - доля выделяющейся в помещении пыли, которая удаляется системами вентиляции. Величина может быть задана технологами или определена экспери­ментально. При отсутствии данных полагается α = 0, т.е. вся пыль остается в по­мещении. Для расчета принимаем α = 0,8;

β₁- доля выделяющейся пыли, оседающей на труднодоступных для уборки поверхностях помещения, т.е. на таких поверхностях, которые не убираются при текущих уборочных работах. Величина β₁ может быть определена эксперимен­тально или задана технологами. При отсутствии данных принимается β₁ =1, т.е. вся оставшаяся в помещении пыль накапливается, а не убирается. Для расчета принимаем β₁ = 0,2.

6.1.2. Определяем массу пыли, оседающей на доступных для уборки поме­щениях, т.е. на поверхностях, убираемых при текущих уборочных работах:

,

где β₂ - 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 К_г - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли. Величина определя­ется экспериментально по специальным методикам. Для деревянной пыли применяем величину К_г = 1, т.е. вся пыль горючая;

К_у - коэффициент эффективности пылеуборки:

- при ручной сухой К_у =0,6;

- при ручной влажной К_у=0,7;

- при механизированной вакуумной (ровный пол - К_у = 0,9);

- пол с выбоинами (до 5% площадей) К_у =0,7.

Для расчета принимаем худший случай ручной уборки, т.е. К_у =0,6.

6.1.4. Определяем расчетную массу взвихрившейся пыли

,

где К_вз - доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешен­ное состояние в результате аварийной ситуации, т.е. участвовать во взрыве. Вели­чина определяется по специальным методикам и зависит от вида и свойств осев­шей пыли. При отсутствии экспериментальных сведений принимается К_вз = 0,9.

6.1.5. Так как кроме осевшей в помещении пыли во взрыве может участво­вать и пыль, поступившая в помещение во время аварии из каких-либо бункеров, трубопроводов и т.п., необходимо определить расчетную массу взвешенной в по­мещении пыли по формуле

,

где m_ав - расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварий­ной ситуации, кг. Так как по условию задачи и при данной технологии мы не име­ем емкостей с пылью, трубопроводов и т.п., то принимаем m_ав = 0.

6.1.6 Определяем избыточное давление взрыва в помещении:

,

где Н_т - 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;

V_св = 0,5 - свободный объем помещения, м³, т.е. объем, не занятый техноло­гическим оборудованием, трубопроводами и т.п. При отсутствии данных принимается равным 80% геометрического объема помещения;

Ρ_в = 1,2 кг/м³ - плотность воздуха до взрыва;

С_р = 1,01*10³ Дж К/кг - теплоемкость воздуха;

Т₀ - начальная температура воздуха в помещении, К;

К_н = 3 - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Таким образом, в реальных условиях произ­водственного помещения давление взрыва будет в 3 раза ниже давления, дости­гаемого 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 ΔР > 5кПа или В (приΔР < 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 име­ются 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 (ΔР > 5 кПа).

6.4. Определение категорий помещения F₂ на третьем этаже, в котором вы­деляются: пары ацетона.

6.4.1 Определяем массу паров жидкости, поступившей в помещение в слу­чае расчетной аварии:

,

где m_р - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг,

m_смк - то же с поверхности открытых емкостей, кг. В нашем случае m_смк = 0;

m_св.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);

F_и - площадь испарения, м². Принимается из расчета, что один литр жидко­сти 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:

,

q_v - количество жидкости на1 м² ;

ρ_ж - плотность жидкости, кг/л. Для ацетона при комнатной температуре ρ_ж = 0,802 кг/л.

6.4.3. Массу жидкости, испарившейся со свежеокрашенной поверхности, определяем по формуле:

, кг,

где величина F_св.окр задается технологами. Для расчета принимаем F_св.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 P_max - максимальное давление взрыва паровоздушной смеси в замкнутом объ­еме, кПа. Величина P_max зависит от вида жидкости, концентрации паров и т.п. При отсутствии данных принимаем P_max = 900 кПа;

ρ_п=2,41 кг/м³ - плотность паров ацетона;

P₀, z, V_св, К_н то же, что и в п.6.1.6;

С_т- стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ, т.е. такая концентрация, когда давление взрыва имеет максимальное значение

,

где β - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания, опреде­ляемый по формуле:

,

где n₀, n_н, n_с, n_х - число атомов углерода (С), водорода (Н), кислорода (О) и гало­генов (F, С1, Вг и др.) в молекуле горючего. Формула ацетона С_зН₆О.

6.4.5. Зная полученное в п.6.4.4 избыточное давление взрыва в помещении, делаем вывод о принадлежности помещения к категории А (при ΔР > 5 кПа), т.к. для ацетона температура вспышки t_вс = 18°С (меньше 28 °С) или категории В (при ΔР < 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 за­дачи, плана этажа, полученных категорий для помещений, вычислить:

- площадь помещений категории А (F_А) м²;

- то же категории Б (F_Б), м²;

- то же категории В (F_в), м²;

- суммарная площадь (F₀) всех помещений здания (без коридоров и лест­ничных клеток), м².

6.7. Определяется категория зданий, воспользовавшись методикой, приве­денной 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 необхо­димо:

- 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 превы­шении предельно допустимой взрывоопасной концентрации и электроснабжени­ем по первой категории надежности.

2. Предусмотреть систему вакуумной пылеуборки и периодичность произ­водства работ по уборке помещений.

 

9. БЛОК-СХЕМА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

ЛИТЕРАТУРА

1. НПБ 105-95 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

 

 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

 

Кафедра ЭКМ