раздел III.

 

ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА АУП.

 

1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА АУП .

 

1.1. Выбор огнетушащего вещества.

 

Основные использованные источники: [7]

 

1.1.1.   Необходимость  применения  АУП  определяется НПБ 110-99*, а также отраслевыми стандартами и положениями. В том случае, если в приведенных документах отсутствуют аналоги объектов защиты, для определения области пожарной автоматики (АУП или УПС) в целях обеспечения безопасности
людей или снижения материальных потерь от пожара можно использовать "точечный метод", основанный на присвоении предельных числовых значений каждому из рассматриваемых показателей [23].

1.1.2.  Схема алгоритма выбора типа АУП приведена на рис. III. 1.1. На первом этапе заполняются таблицы исходных характеристик и выбираются вес необходимые для расчета информационно-справочные данные для конкретного объекта. На втором этапе производится выбор типа АУП.

1.1.3.  При выборе АУП учитываются:

•       возможные типы АУП в зависимости от применяемых ОТВ и быстродействия установок;

•       стоимость материальных ценностей на объекте (в помещениях);

•       капитальные вложения и текущие затраты на АУП.

1.1.4. При выборе вида ОТВ и способа тушения учитываются:

•       характеристика объекта и микроклимат в нем;

•       характеристика горючих веществ и материалов (вид, физико-химические свойства, характер распределения пожарной нагрузки и др.);

•       применимость ОТВ и параметры тушения (совместимость их с горючей нагрузкой; интенсивность и концентрация, расход и время подачи ОТВ, влияние их на окружающую среду и др.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.5.  В зависимости от вида горючих веществ и материалов, обращающихся на объекте защиты, определяются класс и подклассы вероятного пожара и в соответствии с этим выбираются возможные ОТВ (см. табл. III.1.1). Дисперсность применяемой для тушения ЛВЖ и ГЖ воды зависит от температуры их вспышки.

1.1.6.  Водопенные средства нельзя применять для тушения следующих материалов:

•       алюминийорганических соединений (реакция со взрывом);

•       литийорганических соединений; азида свинца; карбидов щелочных металлов; гидридов ряда металлов - алюминия, магния, цинка; карбидов кальция, алюминия, бария (разложение с выделением горючих газов);

•       гидросульфита натрия (самовозгорание);

•       серной кислоты, термитов, хлорида титана (сильный экзотермический эффект);

•       битума, перекиси натрия, жиров, масел, петролатума (усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания).

1.1.7.  Пенообразователи целевого назначения используются как для тушения конкретных веществ (например, пенообразователь ПО-1С -для метанола и этанола, ПО-11 -для диэтилового эфира; ПО-6ЦТ и П0-6НП особенно эффективны при тушении нефтепродуктов), так и для специфических условий (например, пенообразователь "Морозко" -для условий Крайнего Севера, пенообразователь "Морпен" -для получения пены кратностью от 10 до 1000 с применением морской заборной воды; пленкообразующий фторсинтетический пенообразователь ПO-6A3F совместим с пресной, оборотной и морской водой и со стандартным пожарным оборудованием).

1.1.8.  Для исходных расчетов используются объемнопланировочные решения объекта, сведения о распределении в нем горючей нагрузки (табл. III. 1.2) и информационно-справочные данные по скорости распространения пожара и интенсивности орошения [7, 11, 14, 26-28, 31, 33, 39].

 

 

 

 

 

 

 

1.1.9.  Проверяются противопоказания к использованию воды и пенного раствора (т. е. нельзя применять при тушении пожаров):

•   для воды — веществ, вступающих во взаимодействие с водой, взрывоопасных и пирофорных;

•   для пенного раствора — веществ, вступающих во взаимодействие с водой, взрывоопасных и пирофорных, летучих жидкостей с Т_кип < 50 °С.

1.1.10.   Устанавливается возможность применения водо­пенных ОТВ по величине минимальной температуры воздуха в защищаемом помещении (не ниже 5 °С).

1.1.11.   Для отобранных ОТВ выбираются соответствующие им нормы тушения [7, 14, 33], которые конкретизируются для каждого объекта защиты, а при их отсутствии принимаются максимальные значения интенсивности подачи ОТВ согласно табл. 1.1.2—1.1.4 настоящего пособия.

1.1.12.   Согласно НПБ 88-2001 и [7] определяется характер распределения пожарной нагрузки на объекте (в помещении), соответствующий ему класс помещения и в зависимости от этого предполагаемый способ тушения (табл. III. 1.3).

Окончание  табл. III. 1.3

Характер распределения пожарной нагрузки в помещении	Класс помещения	Ограничения по площади, объему	Суммарная площадь открытых проемов Fоп - %	Рекомендуемый способ тушения
Помещения, пожар­ная нагрузка в кото­рых рассредоточена по всей площади таким образом, что горение может про­исходить с развити­ем пожара по всей площади S	III	Sдоп без ограничений	Fоп без ограничений	По площади
IV	V≤ 1500 м3	Fan < 10	По объему

* Способ тушения окончательно определяется после уточнения S_боп .

1.1.13. Определяются возможные виды АУП в зависимо­сти от выбранных ОТВ и вероятного способа тушения пожара (табл. Ш.1.4).

 

 

 

 

1.2. Расчет времени срабатывания АУП.

 

1.2.1. При расчете времени начала тушения учитываются:

•       характеристика объекта (геометрические размеры, огнестойкость строительных конструкций и др.);

•       вид и характер распределения пожарной нагрузки и схемы возможного развития пожара;

•       показатели пожарной опасности горючих веществ и материалов, обращающихся на объекте защиты;

•       ориентировочное значение быстродействия АУП.

1.2.2. При расчете требуемого быстродействия АУП используются следующие выражения [23]:

•     для обеспечения безопасности людей:

(III.1.1)

где τ^э_АУП - время, необходимое для эвакуации людей; Кб — коэффициент безопасности; τ^офп_кр - критическая продолжитель­ность пожара для рассматриваемого опасного фактора пожара;

 •   для обеспечения снижения ущерба после пожара:

(Ш.1.2)

 

где τ^у_АУП - время срабатывания АУП, обеспечивающее мини­мизацию распространения пожара; τ^мин_кр - критическая про­должительность пожара с планируемым ущербом от него.

1.2.3. Окончательный выбор АУП производится из усло­вия минимизации разницы Δ между ущербом от пожара У и затратами на АУП для конкретного объекта 3 [25]:

Δ=У-3.

 

1.3. Расчет критического времени пожара, необходимого для обеспечения своевременной эвакуации людей [38].

 

1.3.1. Определяются геометрические характеристики защищаемого помещения. К ним относятся его геометрический объем, приведенная высота и высота каждой из рабочих зон.

Геометрический объем определяется на основе размеров и конфигурации помещения. Приведенная высота вычисляется как отношение геометрического объема к площади горизонтальной проекции помещения. Высота рабочей зоны h рассчитывается по формуле

h=h_omM+ 1,7 - 0,58 ,

где h_omM — высота отметки зоны нахождения людей над полом помещения; δ — разность высот пола; δ = 0 — при его горизон­тальном расположении.

1.3.2. Выбирается расчетная схема развития пожара.

Время возникновения опасных для человека факторов пожара в помещении зависит от вида горючих веществ и мате­риалов и площади горения, которая, в свою очередь, обуслав­ливается свойствами самих материалов, а также способом их укладки и размещения. Каждая расчетная схема развития пожара в помещении характеризуется значениями параметров Аи п, -которые зависят от формы поверхности горения, характеристик горючих веществ и материалов и определяются следующим образом.

1.3.2.1. Для горения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, разлитых на площади S:

•     при горении жидкости с установившейся скоростью
горения

A = ΨS,       п=1,                                                      (Ш.1.5)

где Ψ— удельная массовая скорость выгорания; S — площадь объекта (помещения); п — расчетный параметр;

•     при горении жидкости с неустановившейся скоростью
горения

~A = 0_,67ΨS/√τ_cm,      n =1,5,                                        (III.1.6)

где τ_cm — время установления стационарного режима выгора­ния жидкости.

Значение х_ст принимается в зависимости от температуры кипения жидкости:

•       до 100 °С - 180 с;

•     от 101 до 150 °С - 240 с;

•     более 150 °С - 360 с.

1.3.2.2. Для кругового распространения пламени по поверхности  равномерно  распределенного  в  горизонтальной плоскости горючего материала:

А= 1,05 τSυ²_л,       n=3,                                           (Ш.1.7)

где υ_л — линейная скорость распространения пламени по по­верхности горючего материала.

1.3.2.3. Для вертикальной или горизонтальной поверхности горения в виде прямоугольника, одна из сторон которого увеличивается в двух направлениях за счет распространения пламени (например, горизонтальное направление огня по занавесу после охвата «го пламенем по всей высоте):

A = ΨS υ_л b,       n = 2,                                               (III.1.8)

где b — размер зоны горения, перпендикулярный направлению движения пламени.

1.3.2.4. Для вертикальной поверхности горения, имеющей форму прямоугольника (горение занавеса, одиночных декораций, горючих или облицовочных материалов стен при воспламенении снизу до момента достижения пламенем верхнего края материала):

А = 0,667 Ψυ_гυ_в,       п = 3,                                          (Ш.1.9)

где υ_г — среднее значение горизонтальной скорости распро­странения пламени; υ_в — среднее значение вертикальной ско­рости распространения пламени.

1.3.2.5. Для поверхности горения, имеющей форму цилиндра   (горение   пакета  декораций   или  тканей,   размещенных с зазором):

А = 2,09 Ψυ_гυ_в,       п =3.                                       (Ш.1.10)

1.3.3.   Каждой рассматриваемой расчетной схеме присваивается порядковый номер (индекс j), и определяется критическая продолжительность пожара для выбранной схемы его развития (τ _крj).

1.3.4. Расчет τ _крj. проводится в такой последовательности.
Находятся значения комплексов В и z-

В = 9130 PV/Q_H ;                                                    (111.1.11)

 

(Ш.1.12)

где Р — давление в помещении; V — объем объекта (помеще­ния); Q_H — низшая теплота сгорания; z - расчетный параметр; h — высота рабочей зоны; Н — высота объекта.

1.3.5. Определяется критическая продолжительность по­жара для данной j-й схемы развития по каждому из опасных факторов:

• повышенной температуре:

(Ш.1.13)

 

 

(Ш.1.16)

1.3.6. Определяются наиболее опасная схема развития пожара и критическая продолжительность пожара для данной расчетной схемы:

(111.1.17)

1.3.7. Находится количество выгоревшего к моменту т _кр
материала                

(Ш.1.18)

где Т_о — начальная температура в помещении до начала пожара;

 •   потере видимости:

(Ш.1.14)

где α — коэффициент отражения (альбедо) предметов на путях эвакуации; Е - начальная освещенность путей эвакуации; D — дымообразующая способность горящего материала.

При отсутствии специальных требований значения а и Е принимаются равными соответственно 0,3 и 50 лк;

•   пониженному содержанию кислорода:

(III. 1.15)

где Lo₂ - расход кислорода на 1 кг горящего металла;

•   предельно допустимому содержанию газообразных ток­сичных продуктов горения:

Каждое значение mj в выбранной j-й схеме сравнивается с общей массой горючего материала на защищаемом объекте М. Расчетные схемы, для которых mj > М, исключаются из даль­нейшего рассмотрения.

Из оставшихся расчетных схем выбирается наиболее опасная, т. е. та, для которой критическая продолжительность пожара минимальна:

(Ш.1.19)

Полученное значение τ_кр и есть критическая продолжи­тельность пожара.

1.3.8. Определяется время, необходимое для эвакуации людей:

(Ш.1.20)

1.4. Расчет критического времени для обеспечения снижения ущерба от пожара.

 

1.4.1. Определяется критическое время пожара τ_кр [25]. За критическое время пожара τ_кр по истечении которого тушение его малоэффективно, принимается время повышения средне-объемной температуры до температуры самовоспламенения пожарной нагрузки (τ^c_кр) или время обрушения строительных

конструкций (τ⁰_кр).

Таблица   III. 1.5

 

Приведенное критическое время пожара до					момента	самовоспламенения пожарной нагрузки
Площадь	Приведенное критическое время τпк, мин, при пожарной нагрузке, приведенной к древесине, кг/м2
150	300	450	600	750	900	1050	1200	1350	1500
H= 4,0 м
100	11,3	9,3	8,2	7,5	6,9	6,5	6,2	5,9	5,7	5,5
500	19,2	15,8	14,0	12,7	11,8	11,1	10,5	10,0	9,6	9,3
1000	24,4	20,1	17,7	16,1	15,0	14,1	13,3	12,7	12,2	11,8
1500	28,2	23,2	20,4	18,6	17,2	16,2	15,4	14,7	14,1	13,5
2000	31,2	25,7	22,6	20,6	19,1	17,9	17,0	16,2	15,6	15,0
2500	33,8	27,8	24,5	22,3	20,7	19,4	18,4	17,6	16,9	16,2
3000	36,1	29,7	26,2	23,8	22,1	20,7	19,6	18,7	18,0	17,3
H = 5,0 м
100	12,0	9,9	8.7	7,9	7,3	6,9	6,5	6,2	6,0	5,8
500	20,1	16,6	14,6	13,3	12,4	11,6	11,0	10,5	10,1	9,7
1000	25,4	21,0	18,5	16,8	15,6	14,7	13,9	13,3	12,8	12,3
1500	29,2	24,1	21,3	19,4	18,0	16,9	16,0	15,3	14,7	14,1
2000	32,4	26,7	23,5	21,4	19,9	18,7	17,7	16,9	16,2	15,6
2500	35,0	28,9	25,5	23,2	21,5	20,2	19,2	18,3	17,5	16,9
3000	37,3	30,8	27,1	24,7	22,9	21,5	20,4	19,5	18,7	18,0
				H = 6,0 м
100	2,5	10,4	9,1	8,3	7,7	7,2	6,9	6,6	6,3	6,1
500	20,9	17,3	15,2	13,9	12,9	12,1	11,5	11,0	10,5	10,1
1000	26,3	21,8	19,2	17,5	16,2	15,3	14,5	13,8	13,3	12,8
1500	30,3	25,0	22,0	20,1	18,6	17,5	16,6	15,9	15,2	14,7
2000	33,4	27,6	24,3	22,2	20,6	19,3	18,4	17,5	16,8	16,2
2500	36,2	29,8	26,3	24,0	22,3	20,9	19,8	18,9	18,2	17,5
3000	38,5	31,8	28,0	25,5	23,7	22,3	21,1	20,2	19,7	19,4

Таблица   III. 1.6

Критическое время пожара до момента обрушения строительных конструкций

 

Высота помещения H, м	Линейная скорость горения υЛ , М/МИН	Время обрушения строительных конструкций, τ°кр , мин, имеющих огнестойкость строительных  конструкций Ok, ч
0,25	0,50	0,75	1,0
4	0,6 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0	6 5 4 3 3 3	12 11 9 9 8 7	27 25 23 21 21 19	36 35 33 32 30 30
5	0,6 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0	7 5 4 4 3 3	13 11 11 9 8 7	28 26 23 22 20 20	36 35 33 33 32 32
6	0,6 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0	7 5 5 4 3 3	13 11 10 10 8 8	28 27 25 24 22 21	38 37 36 36 33 32
7	0,6 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0	8 6 6 5 4 4	15 13 11 10 10 9	29 27 24 23 21 21	40 39 37 35 34 33
8	0,6 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0	9 7 6 5 5 4	18 15 13 12 11 10	31 29 27 26 24 22	40 39 37 35 33 33
9	0,6 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0	10 9 7 7 6 5	19 17 15 13 И 11	32 30 27 25 24 23	41 39 38 36 34 33

 

 

 

Окончание  табл. III. 1.6

Высота помещения Н, м	Линейная скорость горения υЛ, М/МИН	Время обрушения строительных конструкций, τ°кр, мин, имеющих огнестойкость строительных конструкций Ок, ч
0,25	0,50	0,75	1,0
10	0,6 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0	10 8 8 7 7 6	22 19 16 14 13 11	34 31 29 27 25 24	43 40 37 37 35 34

1.4.7. Используя полученное значение τ^пр_нсп в качестве τ_пк .
определим τ^c_Kp = τ^мин_кр по формуле (III.1.22).

1.4.8.  Рассчитывается значение необходимого времени начала тушения пожара

(III.1.24)

где τ_ауп — время срабатывания (собственное время срабаты­вания) АУП.

1.4.9. АУП со временем срабатывания более τ^мин_кр из рас­четов исключаются. При расчете ожидаемого ущерба в даль­нейшем используются значения τ_ауп  выбранных установок.

1.5. Уточнение способа пожаротушения.

1. 5. 1.   Расчитывается допустимая площадь пожара.

(III.1.25)

1.5.2.    Уточняются способы тушения по величине (см. табл. Ш.1.3).

1.5.3.    Возможность применения спринклерной установки (по показателю инерционности) определяется выражением:

(III.1.26)

где τдоп ~ предельно допустимое время включения установки, с; Sр — расчетная площадь орошения спринклерного оросителя, м2; υ_л — линейная скорость распространения пожара, м/с.

 

1.5.4. Выполняется расчет параметров распределительных питающих трубопроводов и водопитателя в соответствии с алгоритмом, изложенным в разделе IV настоящего пособия.

1.6. Экономический расчет.

 

1.6.1. Приведенные затраты на АУП определяются по методике [25]:

3_АУП = Е_НК + И,                                                       (III. 1.27)

где Е_н — нормативный коэффициент эффективности капиталь­ных вложений; К - капитальные вложения на единицу АУП; И — эксплуатационные издержки потребителя при использова­нии единицы АУП.

1.6.2. Капитальные вложения на единицу АУП рассчитываются по формуле

К = Коб+ Котв + Кпотр + К_п ,                               (III. 1.28)

где Коб — капитальные вложения в АУП (оборудование); К_отв — капитальные вложения на приобретение ОТВ; К_потр — сопутст­вующие капитальные затраты потребителя; Кп — предпроизвод-твенные затраты.

1.6.3.  Капитальные вложения на ОТВ рассчитываются исходя из необходимого количества огнетушащих веществ.

1.6.4. Текущие затраты на АУП определяются по формуле

И=Иауп+Исоор,                                                  (III.1.29)

где И_Ауп - текущие расходы на эксплуатацию АУП; И_соор -текущие расходы на эксплуатацию, зданий, сооружений и уст­ройств, обеспечивающих работу АУП.

1.6.5.   Расчет предполагаемого ущерба для выбранного типа АУП проводится по формуле

y_i=πC_n(υ_л τ^мин_кр)²f/S,                                                  (Ш.1.30)

где Сп — стоимость материальных ценностей в помещении; f — частота возникновения пожаров; S— площадь объекта.