РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЯ СПИРТОХРАНИЛИЩА

З.Р. Гайнанова, студент

Уфимский государственный авиационный технический университет

Задачи предотвращения взрывов в производственных зданиях решаются при их проектировании, когда учитывается как экономическая эффективность технологического процесса, так и его безопасность.

Защитное действие легкосбрасываемых ограждающих конструкций (ЛСК) состоит в том, что они разрушаются в начальной стадии взрыва, когда давление газов - продуктов взрыва - не достигло ещё большого значения и является неопасным для несущих конструкций. Через проёмы, которые образовались в результате разрушения легкосбрасываемых конструкций, избыточные объёмы газов - несгоревшей смеси и продуктов взрыва - вытесняются из помещения здания наружу. За счёт выброса некоторой части избыточных объёмов газа давление и, следовательно, нагрузка на основные конструкции уменьшаются по сравнению с той нагрузкой, которая имела бы место при взрыве такой же смеси в замкнутом объёме. При обеспечении взрывозащиты зданий необходимо стремиться к тому, чтобы избыточное давление не превышало допустимого для конструкций. Снизить давление при взрывах в производственных помещениях до величин, безопасных для прочности и устойчивости основных несущих конструкций зданий, позволяет применение легкосбрасываемых конструкций. Схема изменения давления при взрыве в замкнутом объеме приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Расчетная схема изменения давления при взрыве: 1 - в замкнутом объеме;

2 - с легкосбрасываемыми конструкциями

Площадь ЛСК определяем в следующем порядке. 1. Определяем исходные данные, необходимые для расчета.

Тв = (1г + То)-0,9

Тв = (3216+293) 0,9 = 3140,1К.

Максимальную степень расширения продуктов горения и нормальную скорость горения соответственно принимаем по табличным данным (Приложение 3):

е = 7,5; V = 0,556 м/с.

2. Определяем расчетную продолжительность истечения продуктов горения через отверстия:

е- ^ = 7,5 2946,44 = 22098,3 м3 > ^ = 2946,44 м3,

Определяем температуру истечения продуктов взрыва:

Тв + (0,8 - Шсм /^ом) Тн

1,6 + (8 -2) Wсм/^ом

т _ : ФЗ: [принят Гос. Думой 4 июля 2008 г.: одобр. Советом Федерации 11 июля 2008 г.]. - М.: Проспект, . - 144, с. - ISBN 978-5-392-01078-3.

2 СП 4.13130.2009. Свод правил. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным решениям. - Введ. 2009-05-01. - М.: Изд-во стандартов, 2009. - 84 с.

3 Пожарная профилактика в строительстве / Б.В. Грушевский [и др.]; под ред. Кудаленкина В.Ф. Высшая инженерная пожарно-техническая школа МВД СССР, 1985. 454 с.

Расчёт требуемой площади лёгкосбрасываемых конструкций

В настоящее время существуют несколько способов определения требуемой площади ЛСК:

б) Расчёт площади ЛСК по параметрам взрыва (научный или теоретический).

а) Нормативный (по СП 4.13130.2009 п. 6.2.6).

При отсутствии расчетных данных площадь легкосбрасываемых конструкций должна составлять не менее 0,05 м 2 на 1 м 3 объема помещения категории А и не менее 0,03 м 2 - помещения категории Б.

б) Расчёт площади ЛСК по параметрам взрыва, (по уравнению горения).

Условие безопасности:

Как правило, F тр.ЛСК рассчитывается на единицу объёма площади:

В методике расчёта приняты следующие предпосылки и допущения:

· смесь равномерно распределяется по всему объему помещения или его части с концентрацией близкой к стехиометрической;

· горение смеси распространяется по среде;

· до момента вскрытия ЛСК повышение давления происходит как в замкнутом объеме;

· принимается, что ЛСК разрушаются мгновенно при достижении давления DР доп ;

· процесс истечения газов через проёмы помещения – адиабатический.

Исходные данные для расчета:

Т н =2393 К, Р 0 = 10 5 Па, W cм, W пом, ΔР доп, m, n (n,m – число молей в реакции горения), Т г, υ н (нормальная скорость горения смеси).

1. Определяем температуру горения при взрыве:

2. Определяем степень расширения продуктов горения

3. Проверяем условие:

При принимает значение:

4. Если τ в >0 ЛСК требуется

5. Определяем температуру испарения продуктов горения:

6. Скорость истечения газов при взрыве:

7. Избыточный объём продуктов взрыва, отнесенный к единице объема помещения

Министерство образования Российской Федерации

Ростовский государственный строительный университет

Утверждено на заседании кафедры

Пожарная и производственная

безопасность

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).

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 (Р взр ) в замкнутом объеме (см. рисунок, крив. 1) может значительно превышать прочность ограждающих конструкций (Р ок ).

ЛСК разрушаются при определенном давлении (Р р ) 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 (Р m ах ) после разрушения ЛСК (Р р ) 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 м 2 на 1 м 3 объема помещения категории А и не менее 0,03 м 2 - 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, м 3	Обращающийся газ	Кол-во газа в помещении Е, кг	Толщина стекла, мм	Площадь листового остекления, м 2	Соотношение сторон остекления	Площадь остекления для естественного освещения, м 2
	95000	Пропилен				1: 1,5	3930
	95000	Метан				1: 1,33	2500
	95000	Пропан				1: 1	2800
	95000	Водород				1: 1,5	3200
	95000	Ацетон				1: 1,5

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:

М 3 ,

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

С - стехиометрическая концентрация взрывоопасной смеси, г/м 3 (см. п.4.2.1).

6.2.3. Определяем процент заполнения объема помещения взрывоопасной смесью:

где В - объем взрывоопасной смеси, м 3 (см. п. 4.2.2);

П - объем помещения (задано в условии в табл. 1), м 3 .

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);

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

6.2.6. Определяем воздействие взрыва на оконное стекло:

где Р ст - воздействие взрыва, кгс/м 2 , 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 Р вз листа стекла, м 2	Разрушающее стекло при Ф одного

Таблица 3

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

6.2.7. Определяем требуемую площадь остекления на 1 м 3 объема помещения:

где Р о - атмосферное давление, равное 10 4 кгс/м 2 .

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 К ст с требованиями СНиПа.

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 Е р . 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/м 3	Максимальная степень расширения продуктов горения, Э	Нормальная скорость горения смеси, Г, м/с
Пропилен	94,2		0,683
Метан	91,5		0,338
Пропан	89,2		0,455
Водород	40,4		2,670
Ацетон	88,5		0,430

Приложение 2

Сод-е смеси в объеме помещения β, %	Коэффициенты заполнения объема помещения взрывоопасной смесью /α/ при максимальной степени расширения продуктов горения /Э/
										10,0
	0,04	0,05	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,08	0,10
	0,06	0,07	0,07	0,08	0,09	0,11	0,11	0,11	0,12
	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,16	0,17	0,17	0,18
	0,12	0,13	0,14	0,16	0,16	0,18	0,19	0,19	0,20
	0,17	0,18	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24	0,25
	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.

В помещениях отделения диспергирования, отделения фасовки, участка подготовки сыпучего сырья, промежуточного склада готовой продукции, отделения составления эмалей, отделения подготовки жидкого сырья спроектированы цементно-бетонные полы. В помещении бойлерной и в коридоре используется керамическая плитка. В административных кабинетах, гардеробе и конференц-зале в качестве покрытия пола используются паркетные щиты из древесины дуба.

Кровля выполнена по сборным железобетонным конструкциям покрытия. В соответствии с п.5.1 и п.5.3 принимаем двухслойную рулонную кровлю с уклоном 2 % (табл. 2) из битумно-полимерных материалов с стеклоосновой толщиной первого слоя 2,5мм и общей толщиной верхнего слоя с посыпкой 4мм.

Проектирование противопожарных преград

Противопожарной стеной 1 типа является стена несущая наружная кирпичная, толщиной 510мм, опирающая на фундамент, которая возведена на всю высоту здания, пересекает все конструкции и этажи (п.5.1.15). Высота подъема противопожарной стены над кровлей 0,6 м (п.5.1.16 ).

В качестве противопожарного перекрытия 3-го типа принята плита перекрытия (см. таблица 2.2) с пределом огнестойкости REI 60.

В качестве противопожарных перегородок 1-го типа используются перегородки кирпичные, толщиной 250мм, в которых предусмотрены противопожарные двери 2-го типа. В противопожарных перегородках, отделяющих помещения категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности друг от друга и от помещений других категорий, а также лестничных клеток, предусмотрены тамбур-шлюзы 2 типа с постоянным подпором воздуха не менее 20 Па (п. 5.6.3 ).

Двери тамбур-шлюзов имеют приспособления самозакрывания и уплотнения в притворах, не имеют запоров, препятствующих их открыванию без ключа.

В качестве противопожарной двери 2-го типа принята дверь ДМП 21?10/0,75-Б (материал двери - сталь; материал заполнителя - базальтовое супертонкое полотно (серия 1.436.2-22 в.1)), с пределом огнестойкости EI45.

Проектирование противовзрывной защиты здания

Расчет площади легкосбрасываемых конструкций

Производим расчет параметров ЛСК для отделения составления эмалей.

В отделения составления эмалей обращается этанол. Пожароопасные свойства этанола определяются по справочной литературе .

Этанол(С 2 H 6 О) - легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость. Молекулярная масса - 46,07 г/моль, плотность жидкости - 785 кг/м 3 ; lg p=7,81158-1918,508/(252,125+t); максимальное давление взрыва - 682 кПа; концентрационные пределы распространения пламени 3,6-17,7%; максимальная нормальная скорость распространения пламени - 0,556 м/с.

В качестве аварийной ситуации в соответствии с п.п. 4.1, 4.2 выбирается наихудший вариант, при котором происходит полное разрушение аппарата и все содержимое (12 тонн) поступает в помещение по трубопроводу. Объем пролившейся в помещение жидкости составит:

где - масса пролившейся жидкости; - плотность этанола.

Площадь испарения жидкости согласно п.4.2.4 определяется исходя из условия, что один литр ЛВЖ разливается на площадь 1 пола помещения, следовательно, бензол разольется по всему помещению.

Для определения интенсивности испарения определяю давление насыщенных паров по формуле Антуана, с учетом максимальной температуры воздуха в помещении:

где - постоянные Антуана для этанола, - температуры воздушного потока над поверхностью испарения.

Определяю интенсивность испарения с поверхности жидкости:

где - коэффициент который зависит от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения (таблица 3 ); М - молярная масса горючего, кг·кмоль -1 .

Определяю время полного испарения:

где - площадь испарения, м 2 .

Так как время полного испарения жидкости более 3600 с, то для дальнейших расчетов время испарения принимаем равным 3600 с.

Таким образом, масса горючих паров, поступивших в помещение, составляет:

Определяю плотность паров жидкости при температуре 35ЃЋ:

где М - молярная масса, кг кмоль -1 (46,07 кг кмоль -1 для этанола);

V 0 - молярный объем, равный 22,413 м 3 кмоль -1 ; t р - расчетная температура, С; (табл.3 ) для г.Минска t р =35С.

Объем взрывоопасного помещения равен:

где Sпом площадь помещениия отделения составления эмалей; hп? высота помещения отделения составления эмалей.

Свободный объем помещения равен:

Стехиометрическая концентрация паров жидкости и стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания определяются по формуле 3 :

где n с, n, н n о n х - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего вещества.

Реакция горения этанола: C 2 H 6 O+3O 2 +3 3,76N 2 2CO 2 +3H 2 O+3 3,76N 2

Масса паров этанола вышедших в результате расчетной аварии в помещение определим выразим из формулы 1:

где Р max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое по справочным данным, кПа; Р 0 - начальное давление, кПа; Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения, определяемый по таблице 2 ; ?P-избыточное давление взрыва, кПа; V св - свободный объем помещения, м 3 ; ?P-избыточное давление взрыва;

Находим необходимую площадь ЛСК.

Нижний концентрационный предел распространения пламени найдем по формуле 3.6 :

В связи с тем, что для ЛВЖ концентрация определена в объемных процентах, а для дальнейших расчетов нам необходимо знать ее значение в г/м 3 , для этого переводим концентрации из %(об.) в г/м 3 по формулам 3.8;3.9 :

Для проведения дальнейших расчетов необходимо определим расчетную нормальную скорость распространения пламени по формуле 3.11 :

где Uн.max - максимальная нормальная скорость распространения пламени м/с (для этанола Uн.max=0,556 м/с ).

Определяем коэффициент определяющий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участие во взрыве, которая рассчитывается по формуле 3.14 :

Так как расчетное значение превышает 1, то для дальнейших расчетов используем значение равное 1 (п. 6.6 ).

Степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью рассчитываем по формуле 3.15 :

Так как расчетное значение превышает 1, то для дальнейших расчетов используем значение равное 1 (п. 6.9 ).

Произведем расчет объёма пламени по формуле 3.16 :

где м н - коэффициент, определяющий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участие во взрыве; р.нкп. , р.max ?концентрационные пределы горючего вещества(принимаются согласно приложения Б )

Так как V пл меньше V пом,значит согласно условия 3.19 принимаем что V г.пом = V пл.

Показатель интенсификации взрывного горения определяется в зависимости от величины объема, занимаемого оборудованием и строительными конструкциями в объеме помещения и з и объема V г.пом. Для малогабаритного и крупногабаритного оборудования и строительных конструкций он составляет и соответственно.

В связи с тем, что в условии не задано процентное соотношение между крупногабаритными и малогабаритными строительными конструкциями и оборудованием, принимаем на основе допущений, что 60% занимают крупногабаритные строительные конструкции и оборудование, а 40% - малогабаритные строительные конструкции и оборудование.

Промежуточное значение показателя интенсификации взрывного горения определяется по формуле 3.20 ):

Расчетная скорость распространения пламени U p определяется по формуле 3.22 :

Так как меньше 40 м/с и больше 0,15 м/с, то допускаемое избыточное давление в помещении при взрывном горении смеси принимаем согласно таблице 3.4 равным 5 кПа.

Расчетная степень сжатия продуктов горения при взрывном горении смеси в замкнутом объеме определяется по формуле 3.24 :

Численное значение расчетных коэффициентов и определяются по формулам 3.25 и 3.26 :

Коэффициент в м, учитывающий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью определяется в зависимости от величины коэффициента м н по таблице 3.5 :

так как µ 1 <µ v <µ 2 (0,0072<0,0342<0,1635) значит:

Коэффициент учитывающий влияние формы помещения и эффекта истеченя продуктов горения взрывоопасной смеси (так как µ v <µ 2) равен:

где b п -- ширина помещения, м; h п -- высота помещения, м.

Расчетная плотность газа во взрывоопасном помещении перед воспламенением определяем по формуле 3.27 :

В качестве легкосбрасываемых конструкций применяем окна ОПД1С 2,4-2,4 ССП размером 2,4?2,4 метра(рисунок 2) с одинарным остеклением толщиной 5 мм (приложение А(рис.А2) ).

Расчетные размеры остекления определяются в зависимости от фактических размеров остекления по формулам 3.29;3.30 :

где а пр - размер оконного проема в направлении меньшей стороны стекла, м; b пр - размер оконного проема в направлении большей стороны стекла, м; h ст - толщина стекла, м.

Площадь стекла S ст определяется по формуле 3.31 :

где а ст - расчетный размер меньшей стороны стекла, м; b ст - расчетный размер большей стороны стекла, м.

Коэффициент л ст определяется по формуле 3.32 :

Методом линейной интерполяции определяем, что коэффициенты К SH и К л равны 0,25 и 1,15 соответственно.

где К SH - коэффициент, устанавливающий взаимосвязь между площадью и толщиной стекла, используемого для устройства ЛСК; К л - коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения сторон листа стекла.

Величина приведенного давления вскрытия одинарного оконного остекления определим по формуле 3.33 :

Минимальная площадь ЛСК определяется по формуле 3.34 :

где U н.р. - расчетная нормальная скорость распространения пламени, м/с;

б - показатель интенсификации взрывного горения;

е c - расчетная степень сжатия продуктов горения при взрывном горении смеси в замкнутом объеме;

в м - коэффициент, учитывающий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью;

К ф - коэффициент, учитывающий влияние формы помещения и эффекта истечения продуктов горения взрывоопасной смеси;

V св - свободный объем помещения, м 3 ;

с 0 - расчетная плотность газа в помещении перед воспламенением, кг/м 3 ;

ДР доп - допускаемое избыточное давление в помещении при взрывном горении смеси, кПа.

По методу линейной интерполяции получаем, что коэффициент вскрытия остекления при взрыве равен 0,627 (таблица 3.9 ).

Площадь ЛСК в наружном ограждении взрывоопасного помещения при использовании одинарного остекления определяется по (формуле 3.35 ):

Определяем необходимое количество окон по формуле:

Аналогичный расчет производим для помещения отделения фасовки и промежуточного склад готовой продукции. Все расчетные данные заносим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Расчетные параметры ЛСК

Также по упрощенной методике согласно п. 5.6.6 производим расчеты для венткамер систем вытяжной вентиляции, которые обслуживают помещения категорий А, Б и, согласно п.7.99 относятся к категории обслуживаемого помещения. Результаты указываем в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Результаты расчетов ЛСК для венткамер

Требуемую площадь легкосбрасываемых элементов наружных ограждающих конструкций на 1 м 3 объема помещения (К , м 2 /м 3) следует определять по формуле :

где К обозначается при определении площади: горизонтальных элементов -К г, вертикальных элементов –К в, оконного листового стекла –К ст;Г – нормальная скорость горения взрывоопасной смеси, м/с, принимаемая по табл. 18;Э р - расчетная степень расширения продуктов горения;Р р - воздействие взрыва на легкосбрасываемые элементы: горизонтальные -, вертикальные -, оконное листовое стекло
;Р о - атмосферное давление, равное 104 кгс/м 2 ;П - объем помещения, м 3 , определяемый в пределах внутренних поверхностей ограждающих конструкций (без вычета объемов оборудования и несущих конструкции - колонн, балок, прогонов, пилястр и т. п.).

Легкосбрасываемые элементы наружных ограждающих конструкций, поверхность которых отклоняется от вертикали не более чем на 15º, относятся к вертикальным, при большем отклонении от вертикали - к горизонтальным.

В зданиях с естественным освещением (с окнами, световыми или светоаэрационными фонарями) в качестве легкосбрасываемых элементов наружных ограждающих конструкций в первую очередь должно использоваться листовое стекло .

Расчетную степень расширения продуктов горения Э р следует определять по формуле:

, (8.2)

где Э - максимальная степень расширения продуктов горения, принимаемая по табл. 8.1; а - коэффициент заполнения объема помещения взрывоопасной смесью, принимаемый по табл. 8.2, в зависимости от объема взрывоопасной смесиВ, м 3 , определяемого по формуле:

B = E / C , (8.3)

где Е - количество поступивших в помещение веществ, г;С - стехиометрическая концентрация взрывоопасной смеси, г/м 3 , принимаемая по табл. 8.1.

Воздействие взрыва па горизонтальные легкосбрасываемые элементы (за исключением листового стекла) наружных ограждающих конструкций (

где Р г - воздействие взрыва на горизонтальную поверхность, кгс/м 2 , определяемое по прил. 1, а при значениях нормальной скорости горения (Г ), не предусмотренных в прил. 1, определяется по формуле:

где Г, Д иП – то же что в формуле 8.1 и прил. 1;Ф – площадь лекгосбрасываемого элемента ограждающей конструкции, м 2 , принимаемая по чертежам, а для элементов площадью менее 1 м 2 – условно равной 1 м 2 .

Таблица 8.1

Характеристики взрывоопасных веществ

Наименование вещества		Стехиометрическая концентрация взрывоопасной смеси (С ), г/м 3	Максимальная степень расширения продуктов горения (Э )	Нормальная скорость горения взрывоопасной смеси (Г ), м/с
	Ацетилен
	Диизопропил
	Диэтиленовый эфир
	Изобутан
	Изобутилен
	Изооктан
	Изопропиловый спирт
	Метиловый спирт
	Окись этилена
	Пропилен
	Циклогексан
	Этиловый спирт
* Степень расширения принята ориентировочно равной 8.
Примечание. Характеристики веществ, не приведенных в табл. 8.1, следует принимать по официальным справочникам или данным министерств и ведомств.

Воздействие взрыва на горизонтальную поверхность (Р г) при заданном значении нормальной скорости горения взрывоопасной смеси (Г ) в пределах от 0,3 до 1 м/с, но отличном от указанных округленных значений этой скорости на чертежах прил. 1, определяется интерполяцией значений воздействия взрыва полученных по чертежам для двух ближайших (к заданному) округленных значений нормальной скорости горения взрывоопасной смеси.

Таблица 8.2

Коэффициенты заполнения объема помещения взрывоопасной смесью

	Коэффициенты заполнения объема помещения взрывоопасной смесью (а ) при максимальной степени расширения продуктов горения (Э )

Воздействие взрыва на вертикальные легкосбрасываемые элементы (за исключением листового стекла) наружных ограждающих конструкций (, кгс/м 2) определяется по формуле:

где Р г иФ - то же, что в формуле (8.4).

Воздействие взрыва на листовое оконное стекло (
, кгс/м 2) определяется независимо от расположения стекла в пространстве (вертикальное, горизонталь­ное, наклонное) по формуле:

, (8.7)

где Р ст - воздействие взрыва, кгс/м 2 , разрушающее листовое оконное стекло (при двойном остеклении) с соотношением сторон листа стекла 1: 1 и принимаемое по табл. 8.3, У – коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 8.4.

Таблица 8.3

Воздействие взрыва, разрушающее стекло

Толщина стекла, мм	Воздействие взрыва, разрушающее стекло, кгс/м 2 , при площади одного листаФ , м 2

Таблица 8.4

Значение коэффициента условий работы

Примечания: 1. Площадь одного листа стекла, принимаемого в качестве легкосбрасываемого элемента, толщиной 3,4 и 5 мм должна быть не менее соответственно 0,8, 1 и 1,5 м 2 .

2. Воздействие взрыва, разрушающее листовое оконное стекла при одинарном остекленении, следует принимать равным 0,85 Р ст.

Общую площадь остекления (оконного листового стекла в окнах и фонарях)
, м 2 , следует опреде­лять по формуле:

, (8.8)

где К ст - по формуле (8.1);П - то же, что в формуле (8.1).

Если проектом нельзя предусмотреть полностью тре­буемую площадь остекления, определенную по формуле (8.8), необходимо предусмотреть дополнительно горизон­тальные (в покрытии) или вертикальные (в стенах) легкосбрасываемые элементы наружных ограждающих конструкций, площадь которых соответственно или, м 2 , следует определять по формулам:

, (8.9)

, (8.10)

где
- по формуле (8.8);
- площадь остекления в ограждающих конструкциях, предусмотренная проектом, м 2 .К г,К в иК ст по формуле (8.1).

В зданиях без естественного освещения (без окон и фонарей) площадь легкосбрасываемых элементов наружных ограждающих конструкций – горизонтальных
или вертикальных
- определяется в зависимости от конструктивного решения зда­ния по формулам (8.8, 8.9 и 8.10) с соответствующей заменой в них значений
,
иК ст.