BERÄKNING AV OMRÅDET MED LÄTT BYGGDA STRUKTURER FÖR ALKOHOLFÖRVARING

Z.R. Gainanova, student

Ufa State Aviation Technical University

Problemen med att förhindra explosioner i industribyggnader löses under designen, när både den tekniska processens ekonomiska effektivitet och dess säkerhet beaktas.

Den skyddande effekten av lättåterställda omslutande strukturer (LSC) är att de förstörs i det inledande skedet av explosionen, när trycket från gaser - explosionsprodukter - ännu inte har nått ett stort värde och inte är farligt för belastningen. bärande strukturer. Genom öppningarna, som bildades som ett resultat av förstörelsen av lätt tappade strukturer, förskjuts överskottsvolymer av gaser - oförbränd blandning och explosionsprodukter - från byggnaden till utsidan. På grund av frigörandet av en del av överskottsvolymerna av gas minskar trycket och följaktligen belastningen på huvudkonstruktionerna jämfört med den belastning som skulle uppstå om samma blandning exploderade i en sluten volym. När man säkerställer explosionsskyddet för byggnader är det nödvändigt att sträva efter att säkerställa att övertrycket inte överstiger det tillåtna för konstruktioner. För att minska trycket under explosioner i industrilokaler till värden som är säkra för styrkan och stabiliteten hos byggnaders huvudbärande strukturer, tillåter användningen av lätt tappade strukturer. Schemat för tryckförändringar under en explosion i en stängd volym visas i figur 1.

Ris. 1. Beräkningsschema för tryckförändring under explosion: 1 - i en stängd volym;

2 - med lätt tappade strukturer

Arean av LSC bestäms i följande ordning. 1. Vi bestämmer de initiala data som krävs för beräkningen.

TV \u003d (1g + Till) -0,9

TV \u003d (3216 + 293) 0,9 \u003d 3140,1 K.

Den maximala expansionsgraden för förbränningsprodukter respektive den normala förbränningshastigheten är hämtade från tabelldata (bilaga 3):

e = 7,5; V = 0,556 m/s.

2. Bestäm den beräknade varaktigheten av utflödet av förbränningsprodukter genom hålen:

e- ^ = 7,5 2946,44 = 22098,3 m3 > ^ = 2946,44 m3,

Vi bestämmer temperaturen för explosionsprodukternas utgång:

TV + (0,8 - Shcm / ^ ohm) Tn

1,6 + (8 -2) Wcm/^ohm

t _: FZ: [antagen av staten. Duman 4 juli 2008: godkänd. Förbundsrådet den 11 juli 2008]. - M.: Prospekt, . - 144, sid. - ISBN 978-5-392-01078-3.

2 SP 4.13130.2009. Regler. Brandskyddssystem. Begränsa spridningen av brand vid skyddade anläggningar. Krav på utrymmesplaneringslösningar. - Inmatning. 2009-05-01. - M.: Publishing house of standards, 2009. - 84 sid.

3 Brandförebyggande inom byggnation / B.V. Grushevsky [och andra]; ed. Kudalenkina V.F. Higher Engineering Fire-Technical School vid USSR:s inrikesministerium, 1985. 454 s.

3.5.2 Bestämma området för lätt tappade strukturer

Den beräknade normala flamutbredningshastigheten bestäms av formeln för den tekniska koden:

där U n.max är den maximala normala hastigheten för flamutbredning, m/s.

Värdet på den nedre koncentrationsgränsen för flamutbredning Snkp och den stökiometriska koncentrationen Cmax i g/m 3 bestäms av formlerna:

Koefficienten som bestämmer graden av fyllning av rummets volym med en explosiv blandning och dess deltagande i explosionen bestäms av formeln för den tekniska koden:

där m är massan av brännbar gas eller flytande ånga som kommer in i rummet i nödsituationer, eller mängden damm som kan bilda en explosiv blandning, kg. Fastställs enligt [NPB 5-2005];

Z är koefficienten för deltagande av bränsle i explosionen. Fastställs enligt [NPB 5-2005];

C NKP - masskoncentration av bränsle i ett brännbart medium, motsvarande den nedre koncentrationsgränsen för flamutbredning, g / m 3;

C max - masskoncentration av bränsle i ett brännbart medium, motsvarande den maximala normala flamutbredningshastigheten U n.max, g/m 3.

Graden av att fylla rummets volym med en explosiv blandning bestäms av formeln:

(3.17)

Uppskattad gasdensitet i det explosiva rummet före antändning

Fönsterbindning med mått 2110x2710 enligt P.A STB 939-93 Fönster och balkongdörrar för byggnader och konstruktioner kommer att användas som LSC.

Flamvolym

Volymen V g.pom bestäms baserat på förhållandena:

V pl

Indikatorn på intensiteten av explosiv förbränning bestäms enligt tabell 3.2, beroende på volymens storlek, upptagande av utrustning och byggnadsstrukturer i rummets volym

Liten utrustning

Stor utrustning

Acceptera 60% upptagen av KG-utrustning och 40% upptagen av MG-utrustning

Den beräknade graden av kompression av förbränningsprodukter under en explosion εc bestäms av formel (9):

där ε c.NKP är graden av kompression av förbränningsprodukter under en explosion i en sluten volym med en bränslekoncentration som motsvarar den nedre koncentrationsgränsen för flamutbredning;

ε c.max - graden av kompression av förbränningsprodukter under en explosion i en sluten volym av bränslekoncentration, vilket motsvarar värdet på U н.max

Koefficienten β μ , som tar hänsyn till graden av fyllning av rummets volym med en explosiv gas-luftblandning, bestäms av formler (3.25-3.26) och tabell 3.5.

(3.26)

(3.27)

Sedan μ 1< μ ν <,μ 2 то β μ

. (3.28)

Koefficienten som tar hänsyn till påverkan av formen på ett explosivt rum och effekten av utflödet av förbränningsprodukter från en explosiv ång-luftblandning K f bestäms av formeln

(3.29)

om h p ≥ a p,

där a p är längden på rummet, 76 m;

b p - rummets bredd, 24 m;

h p - rummets höjd, 3,5 m.

Om μ ν ≤ 0,01 ska K f = 1 tas. För 0,01< μ ν < μ 2 величина К ф определяется линейной интерполяцией.

Om värdet på K f i beräkningen är mer än 1 eller mindre än 0,35, så är värdet på koefficienten 1 respektive 0,35.

Detta innebär att minsta arean av lätt tappade strukturer i rummets yttre hölje är lika med:

(3.30)

Den beräknade flamutbredningshastigheten Up bestäms av formeln

Eftersom Ur är mindre än 65 m/s är det möjligt att effektivt använda LSC för att minska övertrycket i rummet till ett värde av 5 kPa.

Vi accepterar att glas 5 mm tjockt används för inglasning av fönsteröppningar, enkelglas

Designmåtten för glasögon bestäms av formlerna (24, 25) i denna tekniska kod:

Glasarea S st bestäms av formeln

Koefficienten λ st bestäms av formeln

. (3.35)

Enligt tabellerna 4 och 5 bestäms koefficienterna K SH och K λ genom linjär interpolation:

Värdet på det reducerade öppningstrycket för en dubbelfönsterglas bestäms av formeln

Koefficienten för öppning av glaset Kopen i händelse av en explosion bestäms enligt tabell 3 i denna tekniska kod genom linjär interpolation:

LSC-området i det yttre höljet av ett explosivt rum vid användning av dubbelglas bestäms av formeln

(3.40)

I avsaknad av beräknade data bör arean av lätt tappade strukturer vara minst 0,05 m 2 per 1 m 3 av volymen av ett rum av kategori A för explosions- och brandrisk och minst 0,03 m 2 - ett rum med kategori B för explosions- och brandrisk p 5.6.6 TCP 45-2.02-92-2007

Tabell 3.5.

Pos	Namnet på ett rum	Kategori enligt NPB 5-2005	lokal, m 3	Överförbar koefficient, m 3 / m 2	LSK område, m 2
3	Packningsavdelning	MEN	11753	0,05	167.9
7	Mellanlager för färdiga produkter	B	5796	0.03	50
	Institutionen för ritning av emaljer	MEN	5967,36	-	414,25

Brand- och gasröktäta dörrar med anordningar för självstängning enligt planschema nr 1,2 presenterat i bilaga 2. Baserat på resultaten av analysen av brandrisken för skyddsobjektet (MDOU nr 126 "Sunny Bunny" i stadsdelen Togliatti) utvecklades en brandskyddsdeklaration (bilaga 3). Underlåtenhet att följa rekommendationer för att minska brandrisken kan leda till att administrationen ...

3.1 Åtgärder för att säkerställa brandsäkerheten för en gastankstation för bilar 3.1.1 Åtgärder för att minska brandriskkategorin för en gastankstation för bilar med flytande gas (propan-butan) För närvarande finns det inget regelverk som reglerar minskningen av branden farokategori för utomhusinstallationer. Åtgärder för att eliminera antändningskällor ...

Är det rimligt att expertens krav, när han klarar granskningen av projektdokumentationen, bekräftar med en brandtestrapport eller brandcertifikat, explosionsberäkning, användningen i projektet av lätta konstruktioner utförda i enlighet med GOST R 56288-2014

🔥LSC beräkningsexempel https://morozofkk.ru/?newsid=3299

För tillfället, vid design, konstruktion, översyn, ombyggnad, teknisk omutrustning, ändring av det funktionella syftet med skyddsobjekt (territorier, byggnader, strukturer, utomhusinstallationer, tekniska system, brandskyddssystem), används följande:

Federal lag av 22 juli 2008 N 123-FZ "Technical Regulations on Fire Safety Requirements" (som ändrat den 3 juli 2016);

Föreskriftsdokument som ingår i listan över dokument inom standardiseringsområdet, som ett resultat av vilket, på frivillig basis, överensstämmelse med kraven i den federala lagen av den 22 juli 2008 N 123-FZ "Tekniska föreskrifter om brandsäkerhetskrav" är säkerställt, godkänd genom Order of Rosstandart av den 16 april 2014 N 474 (som ändrad den 25 februari 2016);

Reglerande dokument som ingår i listan över nationella standarder som innehåller regler och metoder för forskning (testning) och mätningar, inklusive provtagningsreglerna som är nödvändiga för tillämpningen och genomförandet av den federala lagen "Tekniska föreskrifter om brandsäkerhetskrav" och genomförandet av bedömning av överensstämmelse , godkänd av regeringen RF den 10 mars 2009 N 304-r (i dess lydelse den 11 juni 2015).

För närvarande inkluderar brandsäkerhetsreglerna:

SP 4.13130.2013 "Brandskyddssystem. Begränsning av brandspridning vid skyddade anläggningar. Krav på rymdplanering och designlösningar" (som ändrat den 18 juli 2013);

Explosionsmotstånd hos ett föremål: tillståndet hos ett föremål där det inte finns någon möjlighet till skada på bärande byggnadskonstruktioner och utrustning, skada på människor av farliga explosionsfaktorer, vilket kan uppnås genom att avlasta trycket (explosionsenergi) i atmosfären till en säker nivå som ett resultat av öppningar i byggnadens klimatskal, blockerade av säkerhetsskyddsanordningar (glas, speciella fönster eller lätt tappade strukturer) (klausul 3.11 i SP 4.13130.2013).

Tryckavlastning som explosionsskyddsmetod: den vanligaste metoden för brand- och explosionsskydd av slutna utrustningar och lokaler, som består i att förse dem med säkerhetsmembran och (eller) andra tryckavlastande anordningar med en sådan utloppssektionsarea som är tillräcklig för att förhindra förstörelse av utrustning eller lokaler från en ökning av övertryck under förbränning brännbara blandningar (klausul 3.23 GOST R 12.3.047-2012).

Explosionsskyddsanordning: en anordning i form av speciella fönster, glas eller strukturer som är lätta att återställa som öppnar i ett tidigt skede av explosionen av gas, ånga, damm-luftblandningar, utloppsöppningar i de omslutande strukturerna på byggnaden och ge ett säkert tryck inne i byggnaden (lokalen) och i det omgivande utrymmet (s. 3.30 SP 4.13130.2013).

I enlighet med punkt 4.16 i SP 4.13130.2013, vid anläggningar av funktionell brandriskklass F5 som inte är explosionssäkra, säkerställer byggnaders och omgivande byggnaders explosionsmotstånd i händelse av en explosion av en gas, ånga, damm- luftblandning måste åtföljas av en beräkning av belastningar beroende på blandningens parametrar, byggnadens rymdplaneringslösning, närvaron av utrustning i den, byggnadsstrukturer (kolonner, takstolar, skärgolv, skiljeväggar, etc.), egenskaper hos dörrar, egenskaper hos glas och lätt tappade strukturer.

Vid föremål som inte är explosionssäkra ska fönster eller andra konstruktioner användas som utför funktionen av en säkerhetsskyddsanordning som ger säkra belastningar (5 kPa) vid explosion av en gas, ånga, damm-luft blandning.

I enlighet med punkt 6.2.5 i SP 4.13130.2013, i lokalerna i kategori A och B, tillhandahålls externa lätt tappade omslutande strukturer.

Inglasning av fönster och lyktor används som strukturer som är lätta att återställa. Med otillräcklig inglasningsyta är det tillåtet att använda beläggningsstrukturer av stål, aluminium och asbestcementskivor och effektiv isolering som lättåterställbara strukturer. Arean av lätt tappade strukturer bestäms genom beräkning. I avsaknad av designdata bör arean av lätt tappade strukturer vara minst 0,05 m2 per 1 m3 av volymen av kategori A-lokaler och minst 0,03 m2 - kategori B-lokaler.

Fönsterglas avser strukturer som är lätta att återställa med en tjocklek på 3, 4 och 5 mm och en yta på minst (respektive) 0,8, 1 och 1,5 m2.

Pansarglas gäller inte lätt tappade strukturer.

Den rullade mattan i områden med beläggningsstrukturer som är lätta att återställa skärs till kort med en yta på högst 180 m2 vardera.

Den beräknade belastningen från massan av lätt tappade beläggningsstrukturer bör inte vara mer än 0,7 kPa (70 kgf / m2).

I enlighet med paragraf 6.9.16 i SP 4.13130.2013, vid användning av bränsle som kan bilda gas-, ånga-, damm-luftexplosiva blandningar, bör lättsläppbara omslutande strukturer finnas i bränsleförsörjningsrummen, området för Som bestäms genom beräkning i enlighet med GOST R 12.3.047, i frånvaro av beräknade data, bör arean av lätt tappade strukturer vara minst 0,05 m2 per 1 m3 av kategori A-lokaler och minst 0,03 m2 - kategori B lokaler.

Fönsterglas i byggnader och bränsleförsörjningsrum bör tillhandahållas som enkelglas och placeras i samma plan som väggarnas insida.

Beräkningar av områden med lätt tappade strukturer kan utföras på basis av:

GOST R 12.3.047-2012 "Ryska federationens nationella standard. System för arbetssäkerhetsstandarder. Brandsäkerhet för tekniska processer. Allmänna krav. Kontrollmetoder";

GOST 12.1.004-91 "Interstate standard. System för arbetssäkerhetsstandarder. Brandsäkerhet. Allmänna krav" (som ändrat den 01.10.1993).

I enlighet med paragraf 4.13 i GOST R 12.3.047-2012 bör åtgärder för att minska konsekvenserna av en brand eller explosion innefatta användning av anordningar som minskar trycket i apparaten till ett säkert värde under förbränning av gas, ånga och damm -luftblandningar (bilaga H).

Bilaga "N" GOST R 12.3.047-2012 fastställer en metod för att bestämma det nödvändiga säkra tryckavlastningsområdet för utrustning och lokaler.

Metoden för att bestämma det säkra området för tryckavlastning av utrustning ges också i bilaga N 8 GOST 12.1.004-91.

För tillfället gäller GOST R 56288-2014 "Fönsterstrukturer med dubbelglasade fönster, lätt att släppa för byggnader. Specifikationer" inte för reglerande dokument om brandsäkerhet, eftersom det inte inkluderar:

I listan över dokument inom området standardisering, som ett resultat av vilket, på frivillig basis, överensstämmelse med kraven i den federala lagen av den 22 juli 2008 N 123-FZ "Tekniska föreskrifter om brandsäkerhetskrav" säkerställs, godkänd genom Order of Rosstandart av den 16 april 2014 N 474 (som ändrad av den 25 februari 2016);

Till listan över nationella standarder som innehåller regler och metoder för forskning (testning) och mätningar, inklusive provtagningsreglerna som är nödvändiga för tillämpningen och genomförandet av den federala lagen "Tekniska föreskrifter om brandsäkerhetskrav" och genomförandet av överensstämmelsebedömning, godkänd av order från Ryska federationens regering av den 10 mars 2009 N 304-r (som ändrat den 06/11/2015).

För närvarande, i enlighet med del 1 av artikel 6 i den federala lagen av den 22 juli 2008 N 123-FZ "Tekniska föreskrifter om brandsäkerhetskrav" (som ändrat den 3 juli 2016), brandsäkerheten för det skyddade objektet anses vara säkerställd när något av följande utförs:

1) brandsäkerhetskraven som fastställts av de tekniska föreskrifterna som antagits i enlighet med den federala lagen "Om teknisk föreskrift" är helt uppfyllda, och brandrisken överstiger inte de tillåtna värdena som fastställs i denna federala lag;

2) Brandsäkerhetskraven som fastställts av de tekniska föreskrifterna som antagits i enlighet med den federala lagen "On Technical Regulation" och brandsäkerhetsföreskrifter är helt uppfyllda.

Följaktligen, för tillfället, fastställs kraven för lätt tappade strukturer exakt i avsnitt 4.16, avsnitt 6.2.5, avsnitt 6.9.16 i SP 4.13130.2013.

Beräkningar av områdena med lätt tappade strukturer utförs exakt på basis av GOST R 12.3.047-2012 och GOST 12.1.004-91.

I avsaknad av designdata bör arean av lätt tappade strukturer vara minst 0,05 m2 per 1 m3 av volymen av ett rum i kategori A och minst 0,03 m2 av ett rum i kategori B.

Det erforderliga området av lätt tappade element av externa omslutande strukturer per 1 m 3 av rummets volym ( Till, m 2 / m 3) bör bestämmas med formeln:

var Till anges vid bestämning av området: horisontella element - Till d, vertikala element - Till c, plåt fönsterglas - Till st; G- den normala förbränningshastigheten för en explosiv blandning, m/s, tagen enligt tabell. arton; E R - beräknad grad av expansion av förbränningsprodukter; R R- explosionens inverkan på lätt urladdade element: horisontell - , vertikal - , fönsterplåtsglas
;R handla om- atmosfärstryck lika med 104 kgf / m 2; P- rummets volym, m 3, bestämd inom de inre ytorna av de omslutande strukturerna (utan att dra av volymen av utrustning och bärande strukturer - pelare, balkar, balkar, pilastrar, etc.).

Lätt tappade element av externa omslutande strukturer, vars yta avviker från vertikalen med högst 15º, klassificeras som vertikala, med en större avvikelse från vertikalen - som horisontell.

I byggnader med naturligt ljus (med fönster, ljus eller ljusluftningslyktor) bör glasskivor först och främst användas som lätt tappade element i yttre omslutande strukturer.

Beräknad expansionsgrad av förbränningsprodukter E R bör bestämmas av formeln:

, (8.2)

var E- den maximala expansionsgraden för förbränningsprodukter, tagen enligt tabell. 8,1; a- koefficient för att fylla rummets volym med en explosiv blandning, taget enligt tabell. 8.2, beroende på volymen av den explosiva blandningen PÅ, m 3, bestäms av formeln:

B = E/ C, (8.3)

var E - mängden ämnen som kommer in i rummet, g; FRÅN- stökiometrisk koncentration av en explosiv blandning, g/m 3, tagen enligt tabell. 8.1.

Explosionens påverkan på horisontella element som är lätta att återställa (förutom glasplåt) i yttre omslutande strukturer (

var R g - inverkan av en explosion på en horisontell yta, kgf / m 2, bestämt av adj. 1, och vid normala brinnhastigheter ( G), som inte ingår i App. 1 bestäms av formeln:

var G, D och P- samma som i formel 8.1 och adj. ett; F- arean av ett lätt tappat element i den omslutande strukturen, m 2, taget enligt ritningarna, och för element med en area på mindre än 1 m 2 - villkorligt lika med 1 m 2 .

Tabell 8.1

Egenskaper hos explosiva ämnen

Ämnets namn		Den stökiometriska koncentrationen av en explosiv blandning ( FRÅN), g/m 3	Den maximala graden av expansion av förbränningsprodukter ( E)	Den normala förbränningshastigheten för en explosiv blandning ( G), Fröken
	Acetylen
	Diisopropyl
	Dietyleneter
	Isobutan
	Isobutylen
	Isooktan
	Isopropylalkohol
	Metylalkohol
	Etylenoxid
	Propylen
	Cyklohexan
	Etanol
* Expansionsgraden tas ungefär lika med 8.
Notera. Egenskaper för ämnen som inte anges i tabell. 8.1 bör hämtas från officiella referensböcker eller data från ministerier och departement.

Inverkan av en explosion på en horisontell yta ( R d) vid ett givet värde av den normala förbränningshastigheten för en explosiv blandning ( G) i intervallet från 0,3 till 1 m / s, men skiljer sig från de angivna avrundade värdena för denna hastighet i ritningarna adj. 1 bestäms genom interpolation av explosionspåverkansvärdena erhållna från ritningarna för de två närmast (till de givna) avrundade värdena för den normala förbränningshastigheten för en explosiv blandning.

Tabell 8.2

Koefficienterna för att fylla rummets volym med en explosiv blandning

	Koefficienterna för att fylla rummets volym med en explosiv blandning ( a) vid maximal expansionsgrad av förbränningsprodukter ( E)

Explosionens påverkan på vertikala element som är lätta att återställa (förutom för glasplåt) av yttre omslutande strukturer ( , kgf / m 2) bestäms av formeln:

var R d och F- samma som i formel (8.4).

Explosionens påverkan på fönsterglas (
, kgf / m 2) bestäms oavsett placeringen av glaset i rymden (vertikalt, horisontellt, lutande) av formeln:

, (8.7)

var R st - explosionspåverkan, kgf / m 2, förstörande plåtfönsterglas (med dubbelglas) med ett glasplåtsförhållande på 1: 1 och taget enligt tabell. 8.3, På- koefficient för arbetsförhållanden, taget enligt tabell. 8.4.

Tabell 8.3

Explosionsslag krossar glas

Glastjocklek, mm	Effekten av explosionen, förstörande glas, kgf / m 2, med området för benplåt F, m 2

Tabell 8.4

Värdet av koefficienten för arbetsförhållanden

Anmärkningar: 1. Arean av en glasskiva, taget som ett lätt tappat element, med en tjocklek på 3,4 och 5 mm måste vara minst 0,8, 1 respektive 1,5 m 2.

2. Effekten av explosionen, som förstör fönsterglas med enkelglas, bör tas lika med 0,85 R Konst.

Den totala glasytan (fönsterskivor i fönster och takfönster)
, m 2, bör bestämmas av formeln:

, (8.8)

var Till st - enligt formeln (8.1); P- samma som i formel (8.1).

Om projektet inte kan tillhandahålla den fullt erforderliga glasytan, bestämt av formeln (8.8), är det nödvändigt att tillhandahålla ytterligare horisontella (i beläggningen) eller vertikala (i väggarna) lätt tappade element av externa omslutande strukturer, området för \u200b\u200bsom resp. eller , m 2, bör bestämmas av formlerna:

, (8.9)

, (8.10)

var
- enligt formeln (8.8);
- glasyta i de omslutande konstruktioner som projektet tillhandahåller, m 2. Till G, Till in och Till st enligt formel (8.1).

I byggnader utan naturligt ljus (utan fönster och lyktor), området med lätt tappade delar av externa omslutande strukturer - horisontellt
eller vertikalt
- bestäms beroende på byggnadens strukturella lösning enligt formlerna (8.8, 8.9 och 8.10) med motsvarande ersättning av värdena i dem
,
och Till Konst.