Пассивная противопожарная защита производственного здания

Исходные данные

1. Проектирование планировочной противопожарной защиты здания

2. Проектирование конструктивной противопожарной защиты здания

3. Обеспечение безопасности людей при пожаре

4. Проектирование противодымной защиты здания

5. Проектирование противопожарной защиты здания инженерного оборудования

6. Разработка противопожарных решений при проектировании территории предприятия

7. Итоговые характеристики здания

Введение

С возникновением Республики Беларусь как суверенного государства вопрос о безопасности людей при пожаре и пожарной безопасности, при проектировании, ремонте, строительстве, реконструкции имеет первостепенное значение. В связи с этим на рерритории нашей республики постоянно действуют, разробатываются и дополняются нормы пожарной безопасности.

Основной задачей государственного пожарного надзора является реализация организационных и технических решений, направленных на приведение объектов народного хозяйства в пожаробезопасное состояние.

Основной задачей данного курсового проекта является систематизиация и применение на практике полученных знаний в области проектирования и проверки проектной документации.

Исходные данные для проектирования

1. Проектирование планировочной противопожарной защиты

2.1 Предварительная планировка здания

Исходные данные:

Количество осей:

По горизонтали – 14

По вертикали – 9

Расстояние между осями по горизонтали -9000

Расстояние между осями по вертикали - 6000

Количество этажей – 3.

2.1.1. Определяем требуемую степень огнестойкости и площадь пожарного отсека. Площадь этажа 5616 м². Количество этажей – 3. Категорию здания предварительно принимаем – А, степень огнестойкости – II согласно приложению «Г» ТКП 45-2.02-34-2005 «Здания и сооружения. Отсеки пожарные. Нормы и правила проектирования» площадь пожарного отсека для данной степени огнестойкости 5600 м². Высоту производственного помещения принимаем 3,5м по условию.

2.1.2. Размещение помещений категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности следует предусматривать у наружных стен или на верхнем этаже в многоэтажных зданиях, за исключением случаев, оговоренных в технических нормативно-правовых актах. Не допускается размещать данные помещения в подвальных и цокольных этажах зданий. П 5.1.7 ТКП-45.2.02-92-2007 Ограничение распостранения пожара в зданиях и сооружениях. Объемно планировочные решения и конструктивные решения.

. По условиям технологического процесса помещение отделения подготовки жидкого сырья размещается на 3-м этаже. Отделение фасовки, диспергирования, участок подготовки сыпучего сырья должны распологаться на первом этаже. Отделение проиготовления замесов и составление эмалей должны распологаться на промежуточном этаже. Отделение приготовления щамесов необходимо размещать на этажерке в отделении диспергирования на уровне второго этажа. В производственном здании необходимо разместить административно-бытовые помещения.

2.1.3. Административно-бытовое здание выполняется в форме пристройки (по заданию). Пристройки к помещениям и зданиям категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности следует отделять противопожарными стенами 1 типа (п.5.1.3. ТКП-2.02-92-2007).

1.2 Деление здания на пожарные отсеки и секции

Необходимость деления здания на пожарные отсеки по площади отсутствует, так как площадь этажа в пределах противопожарных стен 5616 м², здание категории А, II степени огнестойкости с числом этажей 3. Допускается увеличивать площадь этажа на:

100 % - при оборудовании здания, за исключением помещений, перечисленных в п. 7 (2), автоматическими установками пожаротушения;

100 % - при размещении здания на расстоянии не более 2 км по дорогам общего пользования от пожарных депо, в боевом расчете которых находится не менее 3 единиц основных пожарных автомобилей;

75 % - при размещении здания на расстоянии не более 2 км по дорогам общего пользования от пожарных депо, в боевом расчете которых находится не менее 2 единиц основных пожарных автомобилей;

50 % - при размещении здания на расстоянии не более 2 км по дорогам общего пользования от пожарных депо, в боевом расчете которых находится не менее 2 единиц основных и специальных пожарных автомобилей.

П 4.4. ТКП 45-2.02-34 - 2005

По функциональному назначению административно-бытовая пристройка отделяется от производственной части здания категории А противопожарной стеной 1-го типа. п 5.1.1 ТКП-45.2.02-92-2007

Таблица 1.1

Пожарные секции

1.3 Размещение помещений в плане и по этажам

Таблица 2.2

1.4 Размещение помещений другого назначения в здании

Административно-бытовой комплекс выполняем в виде пристройки, согласно п. 5.1.3 ТКП-45.2.02-92-2007, пристройка VII степени огнестойкости. Пристройки к помещениям и зданиям категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности следует отделять противопожарными стенами 1- го типа (п.5.6.7 ТКП-45.2.02-92-2007).

1.5 Размещение помещений для инженерного оборудования

1. Помещения распределительных щитов и электрощитовых размещены напервом этаже административно-бытового комплекса. Раздел 4 ПУЭ-86

2. В помещении с инженерным оборудованием установлен один выход через помещения категории А и Б. п 3.86 СНБ-2.02.02-2001

3. Помещения отделены от помещений категорий А, Б, В1-В3 противопожарными перегородками 1-го типа и противопожарными перекрытиями 2-го типа с классом пожарной опасности К0 п.5.6.1. ТКП 45-2.02-92-2007

4. Помещения для лифтового оборудования размещены на кровле

5. Ограждающие конструкции ЛМ имеют предел огнестойкости REI-15 для несущих, EI-15 для ограждающих с классом пожарной опасности К0 п3.43 СНБ-2.02.02-2001

1.6 Выбор типа, количества и размещения лестниц и лестничных клеток

Ширина всех маршей ЛК принимается типовой по наибольшему значению 1 м п. 3.47

СНБ 2.02.02-01

В ЛК предусмотрено освещение через оконные фрамуги в наружных стенах с минимальной площадью открывающейся фрамуги 1.2м² на уровне каждого этажа п. 4.6 СНБ 2.02.02-01

Таблица 2.3

1.7 Обеспечение условий для успешной работы пожарных

Для обеспечения успешной работы пожарных подразделений в случае возникновения пожара при проектировании необходимо предусмотреть следующие мероприятия:

ü Наличие ограждающий конструкций на кровле п. 4.15 ТКП 45-3.02-90

ü Один выхода на кровлю п. 2.9 СНиП 2.01.02-85

ü Ограждение лестниц с учетом п. 2.12 СНиП 2.01.02-85

ü Обеспечение необходимой ширины подъезда пожарной аварийно-спасательной техники к зданию п. 9.2 СНБ 2.02.04-2004

2. Категорирование здания по взрывопожарной и пожарной опасности

2.2 Определение категории здания по взрывопожарной и пожарной опасности

Таблица 2.2

Таблица 2.3

Категория здания по взрывопожарной и пожарной опасности

Вывод: производственное здание относится к категории А по взрывопожарной и пожарной опасности. Так как здание не оборудовано автоматическими установками пожаротушения, а суммарная площадь всех помещений категории А превышает 200м^2, что составлят более 5% суммарной площади всех помещений. П 10.1 НПБ5-2005 Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

3. Проектирование конструктивной противопожарной защиты здания

3.1 Определение требуемой огнестойкости конструкций.

Таблица 3.1.

3.2 Определение минимальных параметров основных строительных конструкций.

Основные параметры строительных конструкций

Таблица 3.2.

3.3 Проектирование конструктивных решений к полам и кровлям.

Полы проектируются по СНиП 2.03.13—88 «Полы».

Таблица 3.3

Полы в помещениях категории А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности спроектированы искронедающими в соответствии с п7.7 ППБ 1.01-94 Общие правила пожарной безопасности Республики Беларусь для промышленных предприятий.

Уклон крвли 1^о

Тип кровли – Рулонная

Для пропуска шахт через кровли на несущие плиты или настилы следут устонавливать Ж/Б стаканы с высотой не менее 300мм выше поверхности кровли. При сплошной наклейке водоизаляционного ковра кровли дополнительные подстилающие слои примыкания на ширину кровли не менее 350мм. Причем при 2-х дополнительных нижних слоях первый следует укладывать на ширину не менее 500мм, а второй не менее 350мм.

П 5.39; 5.49; СНБ 5.08.01-2000.

3.4 Проектирование противопожарных преград

Размеры тамбур-шлюза: ширину следует принимать больше ширины проема не менее чем на 0.5м (по 0.25м с каждой стороны), а глубину - более ширины дверного или воротного полотна на 0.2м, но не менее чем 1.2м п 3.19. СНБ-2.02.02-01

3.5 Проектирование противовзрывной защиты здания

3.5.1 Расчет требуемой площади легкосбрасываемых конструкций

Определение параметров ЛСК осуществлялось по методике ТКП 45-2.02-38-2006 «Расчет легкосбрасываемых конструкций». Производим расчет параметров ЛСК для помещения отделения составления эмалей, объемом 5967,36 м³, где обращается 12 кг гексана. Заполнение оконных проемов – переплеты с двойными стеклами h=5мм. При аварии происходит выброс 12кг гексана, максимальная температура воздуха 35⁰С. Скорость потока воздуха в помещении – 1 м/с, давление 0,1МПа.В качестве расчетного региона – г. Минск. Согласно примечаниям 4 и 6 к табл.1 ТКП 45-2.02-38-2006 принимается, что оборудование и строительные конструкции занимают 20 % геометрического объема здания, причем 60% занимают крупногабаритные строительные конструкции и оборудование, а 40% - малогабаритные строительные конструкции и оборудование.

Максимальная нормальная скорость распространения пламени принимается равной 0,385 м/с, молярная масса 86.177, плотность 654.8 кг/м³. (ТКП 45-2.02-38-2006 «Расчет легкосбрасываемых конструкций»)

Определяем объем пролившейся жидкости:

V_ж=m_ж/ρ_ж=12/654.8=0,0183м³ (3.1)

m_ж – Масса жидкости обращающаяся в производстве кг

ρ_ж – плотность жидкости кг/м³

Площадь испарения жидкости согласно п.4.2.4. НПБ 5-2005 определяется исходя из условия, что 1л гексана разливается на 1м² пола помещения:

S_исп=v_ж ∙ S_р=0,02∙ 10³ ∙ 1=18.3м² (3.2)

S_р -площадь испарения м²

Давление насыщенных паров определяется по формуле Антуана:

Pн=10^{А-В/(Са+tр)}=10^{5,99517-1166,274/(223.661+35)}=30.64кПа

Интенсивность испарения с поверхности жидкости определяется по формуле:

W=10^-6 ∙ η ∙ ∙ P_н (3.3)

где: h – коэффициент, принимаемый по таблице 3 НПБ 5-2005 в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения;

М – молярная масса горючего, кг·кмоль^-1;

Р_н – давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости t_р, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 2.3, кПа.

W=10^-6 ∙ 4.6 ∙ ∙ 30.64=1.3 ∙ 10^-3 (3.4)

Масса паров жидкости, поступивших в помещение (п.5.5 НПБ 5-2005) равна массе жидкости, испарившейся с поверхности розлива (m=m_р). Время полного испарения жидкости определяется по формуле:

Тисп= (3.5)

Масса горючих паров поступивших в помещение

m_p=W ∙ F_исп ∙ Т_исп=1.3 ∙ 10^-3 ∙18.3 ∙ 503.7=11.98 кг (3.6)

Плотность паров жидкости определяется по формуле 2 НПБ 5-2005:

(3.7)

Vo – молярный объем

Объем взрывоопасного помещения определяется по формуле:

м³ (3.8)

Свободный объем помещения определяется согласно п.4.4. НПБ 5-2005:

V_св=V_пом-V_обор=5967.36-5967.36 0.8=4773.8 м³ (3.9)

V_обор – объем занимаемый оборудованием, при отсутствии данных допускается брать 0.8 V_пом

В помещении отделения составления эмалей (А2) может образовываться горючая среда с массой горючих паров 11.98 кг.

Р₀=101,3 кПа, Т₀=308 К⁰, v_н.max=0,387 м/с

Стехеометрическа концентрация паров жидкости и стехеометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания определяется по формуле 3 НПБ-5.2005:

(3.10)

где: b = n_c + - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

(3.11)

Коэффициент участия горючего во взрыве для ЛВЖ, нагретых выше температуры вспышки, в соответствии с табл. 2 (НПБ 5.2005) принимается равным 0,3. Избыточное давление взрыва DР для гексана определяется по формуле:

(3.12)

Теоретически принимаем избыточное давление взрыва равное 5кПа, следовательно помещение относится к категории по взрывопожарной и пожарной опасности к А, табл 1 НПБ-5.2005

3.5.2 Определение площади легкосбрасываемых конструкций

Расчетная нормальная скорость распространения пламени определяется по формуле технического кодекса:

, (3.13)

где U_н.max – максимальная нормальная скорость распространения пламени, м/с.

.Значение нижнего конценрационного предела распространения пламени Снкп и стехеометрической концентрации Смах в г/м³ определяем по флрмулам:

(3.14)

(3.15)

Коэффициент, определяющий степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью и ее участие во взрыве определяется по формуле технического кодекса:

, (3.16)

где m – масса горючего газа или паров жидкости, поступающих в помещение в аварийных ситуациях, или количество пыли, которое может образовать взрывоопасную смесь, кг. Определяется по (НПБ 5-2005);

Z – коэффициент участия горючего во взрыве. Определяется по (НПБ 5-2005);

С_НКП – массовая концентрация горючего в горючей среде, соответствующая нижнему концентрационному пределу распространения пламени, г/м³;

С_max – массовая концентрация горючего в горючей среде, соответствующая максимальной нормальной скорости распространения пламени U_н.max, г/м³.

Степень заполнения объема помещения взрывоопасной смесью определяется по формуле:

(3.17)

Расчетная плотность газа во взрывоопасном помещении перед воспламенением

(3.18)

В качестве ЛСК будет применяться оконный переплет размерами 2110х2710 согласно П.А СТБ 939-93 Окна и балконные двери для зданий и сооружений.

Объем пламени

(3.19)

Объем V_г.пом определяется исходя из условий:

V_плпомследовательно V_г.пом= V_пл=713.09м³

Показатель интенсивности взрывного горения определяется по табл 3.2 в зависимости от величины объема, занимающим оборудованием и строительными конструкциями в объеме помещения

Малогоаритное оборудование

(3.20)

Крупногабаритное оборудование

(3.21)

Принимаем 60% занимают КГ оборудование и 40% занимают МГ оборудование

(3.22)

Расчетная степень сжатия продуктов горения при взрыве ε_c определяется по формуле (9):

(3.23)

где ε_c.НКП – степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме с концентрацией горючего, соответствующей нижнему концентрационному пределу распространения пламени;

ε_c.max – степень сжатия продуктов горения при взрыве в замкнутом объеме концентрациигорючего, которой соответствует величина U_н.max

Коэффициент β_μ, учитывающий степень заполнения объема помещения взрывоопасной газовоздушной смесью определяется по формулам (3.25-3.26) и таблице 3.5.

(3.26)

(3.27)

μ_ν=0.018

Так как μ₁< μ_ν <,μ₂ то β_μ

. (3.28)

Коэффициент, учитывающий влияние формы взрывоопасного помещения и эффект истечения продуктов горения взрывоопасной паровоздушной смеси К_ф определяется по формуле

(3.29)

если h_п ≥ a_п,

где а_п – длина помещения, 76 м;

b_п – ширина помещения, 24 м;

h_п – высота помещения, 3.5 м.

Если μ_ν ≤ 0,01 следует принимать К_ф = 1. Для 0,01< μ_ν < μ₂ величина К_ф определяется линейной интерполяцией.

Если величина К