Nei locali del reparto dispersioni, del reparto confezionamento, della zona preparazione materie prime sfuse, del magazzino intermedio prodotti finiti, del reparto composizione smalti e del reparto preparazione materie prime liquide sono state progettate pavimentazioni in cemento-cemento. Le piastrelle di ceramica sono utilizzate nel locale caldaia e nel corridoio. Negli uffici amministrativi, nel guardaroba e nella sala conferenze, come pavimentazione vengono utilizzati pannelli di parquet in legno di quercia.

La copertura è realizzata con strutture prefabbricate in cemento armato. In conformità con la clausola 5.1 e la clausola 5.3, accettiamo un tetto avvolgibile a due strati con una pendenza del 2% (Tabella 2) da materiali bitume-polimero con una base di vetro con uno spessore del primo strato di 2,5 mm e uno spessore totale del strato superiore con rasatura di 4 mm.

Progettazione di barriere tagliafuoco

Un muro tagliafuoco di tipo 1 è un muro esterno in mattoni portante, spesso 510 mm, poggiante su una fondazione, che viene eretta per tutta l'altezza dell'edificio, attraversando tutte le strutture e i piani (clausola 5.1.15). L'altezza del muro tagliafuoco sopra il tetto è di 0,6 m (clausola 5.1.16).

Come solaio resistente al fuoco di 3° tipo è stato adottato un solaio (vedi Tabella 2.2) con limite di resistenza al fuoco REI 60.

Come pareti divisorie resistenti al fuoco del 1o tipo vengono utilizzate pareti divisorie in mattoni con uno spessore di 250 mm, dotate di porte resistenti al fuoco del 2o tipo. Le pareti divisorie tagliafuoco che separano i locali delle categorie A e B in termini di pericolo di esplosione e incendio gli uni dagli altri e dai locali di altre categorie, nonché le scale, sono dotate di camere di equilibrio di tipo 2 con una pressione dell'aria costante di almeno 20 Pa (punto 5.6 .3) .

Le porte delle serrature del vestibolo sono dotate di dispositivi di chiusura automatica e sigilli nei vestiboli e non dispongono di serrature che ne impediscano l'apertura senza chiave.

Come porta tagliafuoco del 2° tipo è stata adottata la porta DMP 21?10/0.75-B (materiale della porta - acciaio; materiale di riempimento - lamiera supersottile di basalto (serie 1.436.2-22 v.1)), con un limite di resistenza al fuoco di EI45.

Progettazione della protezione contro le esplosioni degli edifici

Calcolo dell'area di strutture facilmente ripristinabili

Calcoliamo i parametri dell'LSC per il reparto composizione smalti.

Nei reparti di preparazione dello smalto viene utilizzato l'etanolo. Le proprietà pericolose per l'incendio dell'etanolo sono determinate dalla letteratura di riferimento.

L'etanolo (C 2 H 6 O) è un liquido infiammabile e incolore. Peso molecolare - 46,07 g/mol, densità del liquido - 785 kg/m3; logaritmo p=7,81158-1918,508/(252,125+t); pressione massima di esplosione - 682 kPa; limiti di concentrazione di propagazione della fiamma 3,6-17,7%; la massima velocità normale di propagazione della fiamma è 0,556 m/s.

In caso di emergenza ai sensi dei paragrafi. 4.1, 4.2, viene scelta l'opzione peggiore, in cui l'apparato viene completamente distrutto e l'intero contenuto (12 tonnellate) entra nella stanza attraverso la tubazione. Il volume del liquido versato nella stanza sarà:

dov'è la massa del liquido versato; - densità dell'etanolo.

L'area di evaporazione del liquido secondo la clausola 4.2.4 è determinata in base alla condizione che un litro di liquido infiammabile venga versato sull'area di 1 piano della stanza, pertanto il benzene si riverserà in tutta la stanza.

Per determinare l'intensità dell'evaporazione, determino la pressione del vapore saturo utilizzando la formula di Antoine, tenendo conto della temperatura massima dell'aria nella stanza:

dove sono le costanti Antoine dell'etanolo e le temperature del flusso d'aria sopra la superficie di evaporazione.

Determinare l'intensità dell'evaporazione dalla superficie del liquido:

dove è un coefficiente che dipende dalla velocità e dalla temperatura del flusso d'aria sopra la superficie di evaporazione (tabella 3); M è la massa molare del carburante, kg kmol -1.

Determinare il tempo di completa evaporazione:

dov'è l'area di evaporazione, m2.

Poiché il tempo per la completa evaporazione del liquido è superiore a 3600 s, per ulteriori calcoli si prenderà il tempo di evaporazione pari a 3600 s.

Pertanto, la massa di vapori infiammabili che entrano nella stanza è:

Determinare la densità di vapore di un liquido alla temperatura di 35°C:

dove M è la massa molare, kg kmol -1 (46,07 kg kmol -1 per l'etanolo);

V 0 - volume molare pari a 22.413 m 3 kmol -1; t r - temperatura di progetto, C; (Tabella 3) per Minsk t р =35С.

Il volume dell’area esplosiva è pari a:

dove Spom è l'area dei locali del reparto preparazione smalti; cv? altezza del locale per il reparto preparazione smalti.

Il volume libero della stanza è pari a:

La concentrazione stechiometrica del vapore liquido e il coefficiente stechiometrico dell'ossigeno nella reazione di combustione sono determinati dalla formula 3:

dove n c, n, n n o n x è il numero di atomi C, H, O e alogeni in una molecola di una sostanza combustibile.

Reazione di combustione dell'etanolo: C 2 H 6 O+3O 2 +3 3.76N 2 2CO 2 +3H 2 O+3 3.76N 2

La massa di vapore di etanolo rilasciata nella stanza a seguito dell'incidente di progettazione sarà determinata ed espressa dalla formula 1:

dove P max è la pressione massima di esplosione di una miscela stechiometrica gas-aria o vapore-aria in un volume chiuso, determinata dai dati di riferimento, kPa; P 0 - pressione iniziale, kPa; Z è il coefficiente di partecipazione del carburante all'esplosione, che può essere calcolato in base alla natura della distribuzione di gas e vapori nel volume della stanza, determinata dalla Tabella 2; ?P-eccesso di pressione di esplosione, kPa; V St - volume libero della stanza, m 3; ?P-sovrapressione di esplosione;

Trova l'area richiesta dell'LSC.

Troviamo il limite di concentrazione inferiore della propagazione della fiamma utilizzando la formula 3.6:

Poiché per i liquidi infiammabili la concentrazione è determinata in percentuale del volume e per ulteriori calcoli dobbiamo conoscere il suo valore in g/m 3, per questo convertiamo le concentrazioni da % (vol.) a g/m 3 utilizzando formule 3.8;3.9:

Per effettuare ulteriori calcoli è necessario determinare la velocità normale di propagazione della fiamma stimata utilizzando la formula 3.11:

dove Un.max è la massima velocità normale di propagazione della fiamma m/s (per etanolo Un.max=0,556 m/s).

Determiniamo il coefficiente che determina il grado di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva e la sua partecipazione all'esplosione, che viene calcolata utilizzando la formula 3.14:

Poiché il valore calcolato supera 1, per ulteriori calcoli utilizziamo un valore pari a 1 (clausola 6.6).

Il grado di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva viene calcolato utilizzando la formula 3.15:

Poiché il valore calcolato supera 1, per ulteriori calcoli utilizziamo un valore pari a 1 (clausola 6.9).

Calcoliamo il volume della fiamma utilizzando la formula 3.16:

dove mn è un coefficiente che determina il grado di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva e la sua partecipazione all'esplosione; r.nkp. , ð.max ?limiti di concentrazione di una sostanza infiammabile (accettati conformemente all'Appendice B)

Poiché V pl è minore di V pom, allora, secondo la condizione 3.19, accettiamo che V g pom = V pl.

La velocità di intensificazione della combustione esplosiva è determinata in base al volume occupato dalle apparecchiature e dalle strutture edili nel volume della stanza e dal volume V della stanza. Per attrezzature e strutture edili di piccole e grandi dimensioni, è e rispettivamente.

Poiché la condizione non specifica il rapporto percentuale tra strutture e attrezzature edili di grandi e piccole dimensioni, accettiamo, sulla base delle ipotesi, che il 60% sia occupato da strutture e attrezzature edili di grandi dimensioni e il 40% da strutture ed attrezzature edilizie di piccole dimensioni.

Il valore intermedio dell'indice di intensificazione della combustione esplosiva è determinato dalla formula 3.20):

La velocità stimata di propagazione della fiamma U p è determinata dalla formula 3.22:

Poiché è inferiore a 40 m/s e superiore a 0,15 m/s, la sovrappressione ammissibile nella stanza durante la combustione esplosiva della miscela viene presa secondo la Tabella 3.4 pari a 5 kPa.

Il grado calcolato di compressione dei prodotti della combustione durante la combustione esplosiva della miscela in un volume chiuso è determinato dalla formula 3.24:

Il valore numerico dei coefficienti calcolati è determinato dalle formule 3.25 e 3.26:

Il coefficiente in m, che tiene conto del grado di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva, è determinato in base al valore del coefficiente mn secondo la tabella 3.5:

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

Coefficiente che tiene conto dell'influenza della forma del locale e dell'effetto del deflusso dei prodotti della combustione di una miscela esplosiva (poiché µ v<µ 2) равен:

dove b p è la larghezza della stanza, m; h p - altezza della stanza, m.

La densità del gas calcolata in un'area esplosiva prima dell'accensione è determinata dalla formula 3.27:

Come strutture facilmente rimovibili, utilizziamo finestre OPD1S 2.4-2.4 SSP di 2,4 x 2,4 metri (Figura 2) con vetro singolo di spessore 5 mm (Appendice A (Figura A2)).

Le dimensioni calcolate della vetrata sono determinate in base alle dimensioni effettive della vetrata utilizzando le formule 3.29;3.30:

dove apr è la dimensione della finestra che si apre nella direzione del lato più piccolo del vetro, m; b pr - dimensione dell'apertura della finestra nella direzione del lato più grande del vetro, m; h st - spessore vetro, m.

L'area del vetro S st è determinata dalla formula 3.31:

dove a m è la dimensione stimata del lato più piccolo del vetro, m; b st - la dimensione stimata del lato più grande del vetro, m.

Il coefficiente l st è determinato dalla formula 3.32:

Utilizzando il metodo dell'interpolazione lineare, determiniamo che i coefficienti K SH e K l sono pari rispettivamente a 0,25 e 1,15.

dove K SH è un coefficiente che stabilisce il rapporto tra l'area e lo spessore del vetro utilizzato per il dispositivo LSC; K l - coefficiente determinato in base alle proporzioni della lastra di vetro.

Il valore della pressione di apertura ridotta di una vetrata singola è determinato dalla formula 3.33:

L'area minima dell'LSC è determinata dalla formula 3.34:

dove U n.r. - velocità normale di propagazione della fiamma calcolata, m/s;

b - indicatore di intensificazione della combustione esplosiva;

e c è il grado calcolato di compressione dei prodotti della combustione durante la combustione esplosiva della miscela in un volume chiuso;

in m - coefficiente che tiene conto del grado di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva;

K f - coefficiente che tiene conto dell'influenza della forma della stanza e dell'effetto del deflusso dei prodotti della combustione di una miscela esplosiva;

V St - volume libero della stanza, m 3;

с 0 - densità del gas calcolata nell'ambiente prima dell'accensione, kg/m 3 ;

DR aggiuntivo: sovrappressione consentita nella stanza durante la combustione esplosiva della miscela, kPa.

Utilizzando il metodo dell'interpolazione lineare, troviamo che il coefficiente di apertura dei vetri durante un'esplosione è 0,627 (Tabella 3.9).

L'area LSC nell'involucro esterno di una camera esplosiva quando si utilizza vetrata singola è determinata da (formula 3.35):

Determiniamo il numero richiesto di finestre utilizzando la formula:

Facciamo un calcolo simile per i locali del reparto di confezionamento e del magazzino intermedio dei prodotti finiti. Inseriamo tutti i dati calcolati nella tabella 2.4.

Tabella 2.4 - Parametri di progettazione di LSC

Inoltre, utilizzando un metodo semplificato in conformità con la clausola 5.6.6, effettuiamo calcoli per le camere di ventilazione dei sistemi di ventilazione di scarico che servono locali delle categorie A, B e, secondo la clausola 7.99, appartengono alla categoria dei locali serviti. I risultati sono mostrati nella Tabella 2.5.

Tabella 2.5 - Risultati dei calcoli LSC per camere di ventilazione

È giustificato che il requisito dell'esperto, quando sottoposto a esame della documentazione di progettazione, sia confermato da un rapporto di prova antincendio o da un certificato antincendio, calcoli di esplosione, l'uso nel progetto di strutture facilmente ripristinabili eseguite in conformità con GOST R 56288- 2014

🔥Esempio di calcolo dell'LSC https://morozofkk.ru/?newsid=3299

Al momento, durante la progettazione, costruzione, revisione, ricostruzione, riequipaggiamento tecnico, modifica dello scopo funzionale degli oggetti di protezione (territori, edifici, strutture, installazioni esterne, sistemi di ingegneria, sistemi di protezione antincendio), vengono utilizzati quanto segue:

Legge federale del 22 luglio 2008 N 123-FZ “Regolamenti tecnici sui requisiti di sicurezza antincendio” (modificata il 3 luglio 2016);

Documenti normativi inclusi nell'elenco dei documenti nel campo della standardizzazione, a seguito dei quali, su base volontaria, è obbligatorio il rispetto dei requisiti della legge federale del 22 luglio 2008 N 123-FZ "Regolamenti tecnici sui requisiti di sicurezza antincendio" assicurato, approvato con ordinanza Rosstandart del 16 aprile 2014 N 474 (come modificata il 25 febbraio 2016);

Documenti normativi inclusi nell'elenco delle norme nazionali contenenti regole e metodi di ricerca (test) e misurazioni, comprese le regole per il campionamento, necessarie per l'applicazione e l'attuazione della legge federale "Regolamenti tecnici sui requisiti di sicurezza antincendio" e l'attuazione della valutazione della conformità , approvato con ordinanza del governo RF del 10 marzo 2009 N 304-r (come modificato l'11 giugno 2015).

Attualmente le norme sulla sicurezza antincendio includono:

SP 4.13130.2013 "Sistemi di protezione antincendio. Limitazione della propagazione del fuoco nelle strutture di protezione. Requisiti per la pianificazione dello spazio e soluzioni progettuali" (come modificato il 18 luglio 2013);

Resistenza all'esplosione di un oggetto: uno stato di un oggetto in cui non vi è alcuna possibilità di danni alle strutture e alle attrezzature portanti dell'edificio o di lesioni alle persone a causa di fattori di esplosione pericolosi, che può essere ottenuto rilasciando pressione (energia di esplosione) nell'edificio. atmosfera a un livello di sicurezza a seguito dell'apertura di aperture nell'involucro edilizio coperte da dispositivi di sicurezza antiesplosione (vetri, finestre speciali o strutture facilmente rimovibili) (clausola 3.11 SP 4.13130.2013).

Depressurizzazione come metodo di protezione contro le esplosioni: il metodo più comune di protezione antincendio ed esplosiva di apparecchiature e locali chiusi, che consiste nel dotarli di membrane di sicurezza e (o) altri dispositivi di depressurizzazione con un'area della sezione trasversale di scarico sufficiente a prevenire distruzione di apparecchiature o locali a causa di un aumento della pressione eccessiva durante la combustione di miscele infiammabili (clausola 3.23 GOST R 12.3.047-2012).

Dispositivo antideflagrante di sicurezza: un dispositivo sotto forma di finestre speciali, vetri o strutture facilmente rimovibili che aprono aperture di scarico nell'involucro dell'edificio in una fase iniziale dell'esplosione di miscele di gas, vapore e polvere-aria e forniscono una pressione sicura all'interno dell'edificio edificio (stanza) e nello spazio circostante (comma 3.30 SP 4.13130.2013).

In conformità con la clausola 4.16 di SP 4.13130.2013, per gli oggetti della classe funzionale di pericolo di incendio F5 che non sono a prova di esplosione, garantendo la resistenza all'esplosione degli edifici e degli edifici circostanti in caso di esplosione di gas, vapore, polvere-aria miscela deve essere accompagnata dal calcolo dei carichi in funzione dei parametri della miscela, della soluzione urbanistica dell'edificio, della presenza di attrezzature al suo interno, delle strutture edilizie (colonne, capriate, solai forati, tramezzi, ecc.), caratteristiche della porte, caratteristiche dei vetri e strutture facilmente smontabili.

Nelle strutture che non sono a prova di esplosione, dovrebbero essere utilizzate finestre o altre strutture che svolgano la funzione di un dispositivo antideflagrante di sicurezza che fornisca carichi sicuri (5 kPa) in caso di esplosione di gas, vapore, polvere-aria miscela.

In conformità con la clausola 6.2.5 di SP 4.13130.2013, nei locali delle categorie A e B sono previste strutture di recinzione esterne facilmente rimovibili.

Le vetrate delle finestre e dei lucernari vengono utilizzate come strutture facilmente rimovibili. Se la superficie vetrata è insufficiente, è consentito l'uso di strutture di rivestimento in lastre di acciaio, alluminio e cemento-amianto e di un isolamento efficace come strutture facilmente rimovibili. L'area delle strutture facilmente ripristinabili è determinata mediante calcolo. In assenza di dati calcolati, l'area delle strutture facilmente rimovibili deve essere di almeno 0,05 m2 per 1 m3 di volume di una stanza di categoria A e almeno 0,03 m2 per 1 m3 di una stanza di categoria B.

Il vetro delle finestre si riferisce a strutture facilmente rimovibili con uno spessore di 3, 4 e 5 mm e una superficie di almeno (rispettivamente) 0,8, 1 e 1,5 m2.

Il vetro rinforzato non è una struttura facilmente rimovibile.

Il tappeto arrotolato nelle zone delle strutture di copertura facilmente rimovibili viene tagliato in cartoncini di superficie non superiore a 180 m2 ciascuno.

Il carico di progetto derivante dalla massa delle strutture di rivestimento facilmente rimovibili non deve essere superiore a 0,7 kPa (70 kgf/m2).

In conformità con la clausola 6.9.16 SP 4.13130.2013, quando si utilizza carburante in grado di formare miscele esplosive di gas, vapore, polvere-aria, nei locali di rifornimento di carburante dovrebbero essere previste strutture di recinzione facilmente rimovibili, la cui area è determinata mediante calcolo secondo GOST R 12.3.047, in assenza di dati calcolati, l'area delle strutture facilmente rimovibili dovrebbe essere di almeno 0,05 m2 per 1 m3 di locali di categoria A e almeno 0,03 m2 per 1 m3 di locali di categoria B.

I vetri delle finestre negli edifici e nei locali di rifornimento del carburante devono essere singoli e posizionati sullo stesso piano con la superficie interna delle pareti.

Il calcolo delle aree delle strutture facilmente ripristinabili può essere effettuato sulla base di:

GOST R 12.3.047-2012 "Norma nazionale della Federazione Russa. Sistema di norme di sicurezza sul lavoro. Sicurezza antincendio dei processi tecnologici. Requisiti generali. Metodi di controllo" ;

GOST 12.1.004-91 "Standard interstatale. Sistema di standard di sicurezza sul lavoro. Sicurezza antincendio. Requisiti generali" (modificato il 10/01/1993).

In conformità con la clausola 4.13 di GOST R 12.3.047-2012, le misure per ridurre le conseguenze di un incendio e di un'esplosione dovrebbero includere l'uso di dispositivi che riducano la pressione nell'apparecchio a un valore sicuro durante la combustione di gas, vapore e polvere. miscele d'aria (Appendice H).

L'appendice "N" GOST R 12.3.047-2012 stabilisce un metodo per determinare l'area di depressurizzazione sicura richiesta di apparecchiature e locali.

Il metodo per determinare l'area di depressurizzazione sicura delle apparecchiature è riportato anche nell'appendice n. 8 GOST 12.1.004-91.

Al momento, GOST R 56288-2014 "Strutture di finestre con finestre con doppi vetri per edifici. Condizioni tecniche" non si applica ai documenti normativi sulla sicurezza antincendio, poiché non include:

Nell'Elenco dei documenti nel campo della standardizzazione, a seguito dei quali, su base volontaria, è garantita la conformità ai requisiti della legge federale del 22 luglio 2008 N 123-FZ "Regolamento tecnico sui requisiti di sicurezza antincendio", approvato dall'Ordine di Rosstandart del 16 aprile 2014 N 474 (come modificato dal 25/02/2016);

Nell'Elenco delle norme nazionali contenenti regole e metodi di ricerca (prove) e misurazioni, comprese le regole per il campionamento, necessarie per l'applicazione e l'attuazione della legge federale "Regolamenti tecnici sui requisiti di sicurezza antincendio" e l'attuazione della valutazione della conformità, approvato da ordinanza del Governo della Federazione Russa del 10 marzo 2009 N 304-r (modificata l'11 giugno 2015).

Al momento, in conformità con la parte 1 dell'articolo 6 della legge federale del 22 luglio 2008 N 123-FZ "Regolamenti tecnici sui requisiti di sicurezza antincendio" (modificata il 3 luglio 2016), la sicurezza antincendio dell'oggetto protetto si considera assicurato quando è soddisfatta una delle seguenti condizioni:

1) i requisiti di sicurezza antincendio stabiliti dalle norme tecniche adottate in conformità con la legge federale "sul regolamento tecnico" sono pienamente soddisfatti e il rischio di incendio non supera i valori consentiti stabiliti da questa legge federale;

2) i requisiti di sicurezza antincendio stabiliti dalle norme tecniche adottate in conformità con la legge federale "Sulla regolamentazione tecnica" e i documenti normativi sulla sicurezza antincendio sono pienamente soddisfatti.

Di conseguenza, al momento, i requisiti per strutture facilmente ripristinabili sono stabiliti proprio nella clausola 4.16, clausola 6.2.5, clausola 6.9.16 SP 4.13130.2013.

I calcoli delle aree delle strutture facilmente ripristinabili vengono effettuati proprio sulla base di GOST R 12.3.047-2012 e GOST 12.1.004-91.

In assenza di dati calcolati, l'area delle strutture facilmente rimovibili deve essere di almeno 0,05 m2 per 1 m3 di volume di una stanza di categoria A e almeno 0,03 m2 per 1 m3 di una stanza di categoria B.

Calcolo dell'area richiesta di strutture facilmente ripristinabili

Attualmente esistono diversi modi per determinare l'area LSC richiesta:

b) Calcolo dell'area LSC in base a parametri di esplosione (scientifici o teorici).

a) Normativa (secondo SP 4.13130.2009 clausola 6.2.6).

In assenza di dati calcolati, l'area delle strutture facilmente ripristinabili deve essere di almeno 0,05 m2 per 1 m3 di volume di una stanza di categoria A e di almeno 0,03 m2 per una stanza di categoria B.

B) Calcolo dell'area LSC in base ai parametri di esplosione (secondo l'equazione di combustione).

Condizione di sicurezza:

Di norma, F tr.LSK viene calcolato per unità di volume dell'area:

Nella metodologia di calcolo vengono adottati i seguenti prerequisiti e ipotesi:

· la miscela è distribuita uniformemente su tutto il volume del locale o parte di esso con una concentrazione prossima allo stechiometrico;

· la combustione della miscela si diffonde in tutto il mezzo;

· fino all'apertura del LSC l'aumento di pressione avviene come in un volume chiuso;

· si presuppone che le LSC vengano distrutte istantaneamente al raggiungimento della pressione DP in più;

· il processo del flusso di gas attraverso le aperture della stanza è adiabatico.

Dati iniziali per il calcolo:

T n = 2393 K, P 0 = 10 5 Pa, W cm, W pom, ΔP add, m, n (n,m è il numero di moli nella reazione di combustione), T g, υ n (velocità di combustione normale di la miscela).

1. Determinare la temperatura di combustione durante un'esplosione:

2. Determinare il grado di espansione dei prodotti della combustione

3. Controlla le condizioni:

Quando assume il valore:

4. Se τ in >0 LSK richiesto

5. Determinare la temperatura di evaporazione dei prodotti della combustione:

6. Portata del gas durante l'esplosione:

7. Volume in eccesso dei prodotti dell'esplosione per unità di volume della stanza

DIFESA ANTINCENDIO"

CALCOLO DEI PARAMETRI

STRUTTURE FACILI DA RIMUOVERE

PER LOCALI A PERICOLO DI ESPLOSIONE

Mosca UDC 624.01 BBK 38.96 R2 Team di autori: Ph.D. tecnologia. Scienze D.M. Gordienko, A.Yu. Lagozin, A.V. Mordvinova, Ph.D. tecnologia. Scienze V.P. Nekrasov, A.N. Sychev (FGBU VNIIPO EMERCOM della Russia).

Calcolo dei parametri di strutture P24 facilmente ripristinabili per locali a rischio di esplosione e incendio di impianti industriali: raccomandazioni. M.: VNIIPO, 2015. 48 p.

La necessità di sviluppare queste raccomandazioni è dovuta alla mancanza di documenti nel campo della normativa sulla sicurezza antincendio sul calcolo dei parametri delle strutture facilmente ripristinabili (ELS). Le strutture facilmente ripristinabili che, secondo l'insieme di regole SP 4.13130.2013, devono essere attrezzate nei locali delle categorie A e B per pericolo di esplosione e incendio, sono progettate per ridurre la pressione durante un'esplosione e garantire la sicurezza delle persone, dei sicurezza delle strutture e delle attrezzature.

Le raccomandazioni presentano la procedura per calcolare i parametri di LSK e ​​mostrano, utilizzando un esempio specifico, la loro determinazione per LSK di diversi tipi, oltre a fornire indicatori del pericolo di incendio ed esplosione di determinate sostanze e materiali e un metodo per calcolare la massa concentrazione di carburante in un ambiente infiammabile.

Le raccomandazioni possono essere utilizzate per standardizzare i requisiti di sicurezza antincendio per gli impianti industriali a rischio di esplosione e incendio, in particolare gli impianti di sviluppo di giacimenti di petrolio e gas. L'applicazione delle raccomandazioni da parte degli istituti di progettazione e delle autorità statali di vigilanza antincendio migliorerà l'efficienza delle attività di queste organizzazioni.

UDC 624.0 BBK 38.96 © EMERCOM della Russia, 2015 © FGBU VNIIPO EMERCOM della Russia, 2015

INTRODUZIONE

I locali delle categorie A e B per pericolo di esplosione e incendio in conformità con l'insieme di regole SP 4.13130.2013 dovrebbero essere dotati di strutture esterne facilmente ripristinabili (ELS). Allo stesso tempo, questo documento indica che l'area richiesta dell'LSC dovrebbe essere determinata mediante calcolo. Tuttavia, nel campo degli standard di sicurezza antincendio, attualmente non esistono raccomandazioni per il calcolo dei parametri LSC.

Esiste un metodo per determinare l'area di depressurizzazione sicura richiesta di dispositivi tecnologici e locali per ridurre la pressione di esplosione delle miscele gas-vapore-polvere-aria al loro interno (GOST R 12.3.047–2012, appendice N). Esiste anche un metodo per calcolare la resistenza all'esplosione degli edifici durante un'esplosione per deflagrazione interna* di miscele di gas-vapore-aria. Nel 2006 è stato sviluppato il Codice tecnico delle pratiche standard della Repubblica di Bielorussia TKP 45-2.02-38-2006 (02250), ci sono standard stranieri in questo settore, ad esempio lo standard statunitense NFPA 68, lo standard britannico BSEN 14491 :2012, sono inoltre presenti numerose monografie e pubblicazioni, tesi di laurea, ecc., che affrontano i temi della protezione contro le esplosioni dei locali di produzione di esplosivi mediante strutture di sicurezza.

I requisiti delle leggi federali del 27 dicembre 2002 n. 184-FZ e del 22 luglio 2008 n. 123-FZ sono stati presi come base per lo sviluppo di queste raccomandazioni * Una forma di combustione instabile in cui l'accensione sequenziale di a la miscela combustibile viene effettuata attraverso la conduttività termica e la diffusione.

nonché le disposizioni dei documenti di cui sopra, altri risultati scientifici e pratici in questo settore.

1. DISPOSIZIONI GENERALI

1.1. Queste raccomandazioni stabiliscono la procedura per il calcolo dei parametri delle strutture facilmente gettabili a mare che forniscono pressioni esplosive ammissibili durante un'esplosione deflagrante all'interno di locali appartenenti alle categorie A e B in termini di pericolo di esplosione e incendio.

Per esplosioni di miscele gas-vapore-polveri-aria in cui la velocità apparente stimata di propagazione della fiamma Up supera 65 m/s;

Processi di detonazione;

Esplosioni di polveri di sostanze inorganiche e metalli;

Locali le cui dimensioni lineari (lunghezza, larghezza, altezza) differiscono tra loro più di 10 volte;

Soluzioni progettuali specifiche degli LSC e parametri dei loro elementi di fissaggio.

1.3. Una struttura facilmente ripristinabile è una speciale struttura di recinzione esterna di un edificio, struttura (o parte di essa), progettata per ridurre la pressione durante un'esplosione al fine di garantire la sicurezza delle persone, la sicurezza delle strutture e delle attrezzature.

1.4. Le strutture facilmente rimovibili sono suddivise in tipologie:

Distruttibile - strutture in cui, se esposte alla pressione eccessiva di un'esplosione, si verifica un'interruzione macroscopica della continuità del loro materiale costituente;

Spostabili – strutture in cui, se esposte a un'eccessiva pressione di esplosione, gli elementi che trattengono le strutture nella recinzione della stanza vengono distrutti;

Rotante: strutture in cui, quando esposto a un'eccessiva pressione di esplosione, il piano della struttura ruota attorno a un asse orizzontale o verticale fisso.

Il tipo di LSC è determinato dalle loro caratteristiche di progettazione. Quando si progettano e calcolano gli LSC, questi devono anche essere suddivisi in tipologie. Diversi tipi includono LSC che appartengono a tipi diversi o allo stesso tipo, ma differiscono per dimensioni, peso o altri parametri che influenzano l'efficienza dell'apertura di queste strutture.

1.5. La decisione sull'opportunità di utilizzare LSC di un tipo o di un altro dovrebbe essere presa sulla base di un confronto delle loro caratteristiche principali in relazione alle condizioni specifiche di costruzione e funzionamento di edifici con locali a rischio di esplosione e incendio.

1.6. Come LSK possono essere utilizzate vetrate fisse (LSK frangibile), ante apribili di finestre, porte e cancelli esterni o strutture rotanti speciali (LSK rotante), nonché pannelli a parete facilmente rimovibili ed elementi leggeri di copertura degli ambienti (LSK spostabile).

1.7. L'uso di vetri fissi come vetro LSK distruttibile ci consente di ottenere le soluzioni progettuali più semplici e convenienti che soddisfano i requisiti sia di illuminazione della stanza che del suo isolamento termico, e di riduzione della pressione in eccesso che si forma in essa durante un'esplosione di emergenza interna. Allo stesso tempo, per aumentare l'efficacia dell'apertura della vetrata piena, in tutti i casi in cui ciò è possibile, è opportuno realizzarla come vetrata unica.

Le dimensioni massime ammissibili del vetro utilizzato come LSC, o il loro spessore minimo, devono essere stabiliti mediante calcolo tenendo conto dell'effetto del carico del vento.

Quando si utilizzano vetrate fisse come LSC, è necessario tenere presente che i frammenti formatisi durante la rottura del vetro possono causare lesioni alle persone che si trovano vicino alle pareti esterne di una stanza esplosiva con aperture vetrate.

Se sono disponibili i dati necessari sui modelli di apertura dei vetri, è possibile utilizzare materiali in fogli o pellicole, ad esempio plastica, al posto del vetro per costruire LSC distruttibili.

1.8. Quando si installano LSK rotanti, si dovrebbe dare la preferenza alle ante delle finestre apribili con cerniere verticali o orizzontali (superiore o inferiore). Le ante delle finestre apribili con cerniere verticali o orizzontali superiori sono più comode da utilizzare come LSC.

L'uso di porte e cancelli esterni come LSC rotanti dovrebbe essere previsto solo nei casi in cui la necessità della loro installazione è determinata da requisiti tecnologici.

Gli LSC rotanti non dovrebbero aprirsi sotto l'influenza del carico del vento.

Grazie alla rotazione può essere assicurata l'apertura dell'LSC sotto forma di pannelli di parete nell'involucro esterno 6 di una camera esplosiva, nonché degli elementi della sua copertura. Tuttavia, tali soluzioni non hanno trovato applicazione pratica, sebbene in determinate condizioni possano essere preferibili a soluzioni che garantiscono l'apertura degli LSC specificati a causa del loro spostamento.

Gli LSK rotanti possono essere installati nelle pareti (pannelli a parete) utilizzando plastica e altri materiali, che consentono di aumentare non solo l'efficienza dell'apertura degli LSK, ma anche le loro proprietà di isolamento termico rispetto a questi parametri delle ante delle finestre apribili.

1.9. Con adeguata giustificazione, i pannelli murali facilmente rimovibili e gli elementi leggeri di copertura dei locali esplosivi possono essere utilizzati come LSC spostabili.

È possibile aumentare l'efficienza dell'apertura degli LSC spostabili riducendone le dimensioni e il peso, nonché riducendo la pressione in eccesso richiesta per distruggere (attivare) i dispositivi di fissaggio (bloccaggio).

1.10. Le proprietà delle sostanze e dei materiali combustibili sono determinate utilizzando dati di riferimento basati sui risultati dei test o mediante calcolo tenendo conto dello stato dei parametri tecnologici e delle modalità utilizzando metodi approvati nel modo prescritto.

1.11. Quando si introduce nella pratica la costruzione di nuovi tipi di LSC che non sono considerati in queste raccomandazioni, i test vengono eseguiti secondo metodi approvati nel modo prescritto.

2. METODO DI CALCOLO DEI PARAMETRI

STRUTTURE FACILI DA RIMUOVERE

2.1. I parametri principali delle strutture facilmente ripristinabili includono l'area della struttura facilmente ripristinabile che copre le aperture nell'involucro esterno di una stanza esplosiva e il coefficiente di apertura dell'LSC durante un'esplosione. In appendice è riportato un esempio di calcolo di questi ed altri parametri di strutture facilmente ripristinabili di vario tipo. 1.

2.2. È accettato come disposizione principale dello schema di progettazione che l'efficacia della riduzione della sovrappressione che si verifica nei locali esplosivi durante le esplosioni di emergenza interne di miscele infiammabili gas-vapore-polvere-aria (GS) mediante strutture facilmente rimovibili dipende da una serie di fattori fattori. I più importanti sono:

Volume e forma dell'area esplosiva;

Il tipo di miscela infiammabile formata in una stanza esplosiva in situazioni di emergenza, il grado di contaminazione del gas nella stanza (concentrazione) del gas al momento della sua accensione, il luogo di accensione del gas;

ingombramento del locale esplosivo con strutture edili (colonne, capriate, scaffali, ecc.) e attrezzature;

L'area totale e l'ubicazione delle aperture coperte dall'LSC nella recinzione esterna dei locali esplosivi;

L'efficacia dell'apertura degli LSK, a seconda del tipo, dei parametri geometrici e fisici, nonché della sovrappressione consentita e delle condizioni di combustione esplosiva dell'HS in una stanza esplosiva.

2.3. L'area delle aperture formate all'apertura dell'LSC, attraverso le quali fluisce il gas (prodotti della combustione e parte non reagita del gas) nell'atmosfera esterna dalla camera esplosiva, non deve essere inferiore all'area delle aperture aperte, garantendo, nelle stesse condizioni di combustione esplosiva del gas, una riduzione della sovrappressione nell'ambiente al valore valido:

n S LSKi K open Sopen.tr, LSK (1) i 1 dove SLSKi è l'area delle aperture nella recinzione esterna di una camera esplosiva coperta dall'LSK di tipo i-esimo, m2;

LSK K vkr i – coefficiente di apertura dell'i-esimo tipo LSK durante un'esplosione;

Sopen.tr – l'area richiesta delle aperture aperte nell'involucro esterno di una stanza esplosiva, alla quale la sovrappressione al suo interno durante la combustione esplosiva del gas non supererà il valore consentito, m2.

Il coefficiente LSK K apertura i mostra quale proporzione dell'area di apertura coperta dal LSK viene utilizzata quando si apre la struttura per il flusso di gas (prodotti della combustione e parte non reagita della miscela combustibile) nell'atmosfera esterna da una stanza esplosiva.

L'area Sopen.tr è determinata dalla formula

–  –  –

miscela pericolosa; Kf – coefficiente che tiene conto dell'influenza della forma della stanza e dell'effetto del deflusso dei prodotti della combustione di una miscela esplosiva; Vsv – volume libero della stanza, m3; 0 – densità stimata del gas nella stanza prima dell'accensione, kg/m3; Pdop – sovrappressione consentita nella stanza durante la combustione di una miscela esplosiva, kPa.

Va notato: la formula (2) è stata ottenuta presupponendo che l'accensione della miscela infiammabile avvenga al centro della stanza esplosiva e che le aperture aperte nel suo recinto esterno si trovino allo stesso modo delle aperture bloccate dall'LSC , in conformità con le raccomandazioni. Se l'accensione di una miscela infiammabile non avviene al centro di una stanza esplosiva e le aperture si trovano in modo abbastanza uniforme nella sua recinzione esterna, la determinazione di Sopen.tr secondo la formula (2) viene effettuata con un margine.

Il calcolo di Sopen.tr utilizzando la formula (2) può essere effettuato nei casi in cui sono soddisfatte le seguenti condizioni:

Le dimensioni lineari di una camera esplosiva in lunghezza, larghezza e altezza differiscono tra loro non più di 10 volte;

Le aperture negli elementi (muri, copertura) della recinzione esterna di una stanza esplosiva sono posizionate in modo abbastanza uniforme o vicino al possibile punto di accensione della miscela infiammabile;

Il valore accettato di Pdop è 75 kPa.

Se almeno una delle condizioni specificate non è soddisfatta, è necessario apportare le opportune modifiche alla formula (2). Tali aggiustamenti possono riguardare il coefficiente numerico nella formula (2) o espressioni per la determinazione dei coefficienti e K.

2.4. In generale, la sovrappressione ammissibile in una stanza durante la combustione di una miscela esplosiva Pdop è considerata pari a 5 kPa. Per mezzi a combustione lenta (velocità massima di propagazione della fiamma normale Unmax 0,15 m/s) si assume Pdop pari a 3 kPa.

Se la velocità apparente stimata di propagazione della fiamma Up supera i 65 m/s, è necessario calcolare la resistenza della struttura dell'edificio agli effetti delle onde d'urto che si verificano durante la propagazione della fiamma utilizzando metodi approvati nel modo prescritto.

In questo caso, le strutture dell'edificio non dovrebbero crollare (crollare) quando la sovrappressione di esplosione nella stanza aumenta fino al valore Pdop, determinato dall'espressione Pdp 0,003 U p. (3) Il valore di Rdop dovrebbe essere ridotto o aumentato in base ai risultati dei calcoli di resistenza delle strutture edilizie tenendo conto dei carichi dinamici derivanti da un'esplosione secondo metodi approvati nel modo prescritto.

2.5. La velocità apparente di propagazione della fiamma Up calcolata è determinata dalla formula Up = 0,5 Un.r (pNLPR + pmax), (4) dove pNLPR è il grado di dilatazione termica dei prodotti della combustione del gas con una concentrazione di combustibile corrispondente all'LPL ( limite inferiore di concentrazione di propagazione della fiamma); pmax è il grado di dilatazione termica dei prodotti della combustione di HS con una concentrazione di combustibile corrispondente a Unmax.

–  –  –

dove dP è il tasso massimo di aumento della pressione dt max durante un'esplosione, kPa/s; rе – raggio equivalente della stanza, m; Pmax – pressione massima di esplosione della miscela polvere-aria, kPa.

La velocità massima di aumento della pressione durante un'esplosione e la pressione massima di esplosione della miscela polvere-aria sono determinate secondo GOST 12.1.041, secondo i risultati dei test secondo GOST 12.1.044 o secondo i dati di riferimento.

Il raggio equivalente della stanza rе è determinato dalla formula rе 0,62 3 Vroom, (8) dove Vroom è il volume geometrico della stanza, m3.

–  –  –

Note: 1. Strutture e attrezzature edili di piccole dimensioni - strutture e attrezzature (o un elemento separato considerato come una barriera indipendente alla propagazione della fiamma) con dimensioni lineari non superiori a 0,75 m in lunghezza, larghezza e altezza, o con un'area relativamente grande lunghezza (tubazione, colonna, elementi di sistemi di aste, ecc.) e sezione trasversale non superiore a 0,75 x 0,75 m; strutture e attrezzature edili di grandi dimensioni – strutture e attrezzature le cui dimensioni lineari in lunghezza, larghezza e altezza superano 1,5 m.

2. Se è impossibile determinarlo, si può presumere che le strutture e le attrezzature dell'edificio occupino il 20% del volume geometrico della stanza Vroom.

3. Per valori intermedi di V e s, nonché in presenza di strutture ed attrezzature edili sia di piccole che di grandi dimensioni nel locale, il valore è determinato mediante interpolazione lineare. Se V è inferiore a 100 m3 il valore viene determinato per interpolazione lineare, mentre convenzionalmente si assume che quando V = 0 = 2. Per strutture edilizie e attrezzature comprese tra piccole e grandi anche il valore viene determinato per interpolazione lineare.

4. In assenza di dati sul rapporto percentuale tra strutture e attrezzature edili di grandi e piccole dimensioni, è consentito supporre che la quota del volume occupato da strutture e attrezzature di grandi dimensioni sia 0,6 z, e piccola- dimensioni – 0,4 z.

5. Queste tabelle vengono utilizzate per calcolare le miscele idrogeno-aria, nonché altri tipi di miscele esplosive (ad eccezione delle miscele polvere-aria elencate di seguito) con Un.р 0,5 m/s. Per le miscele esplosive con Un.р 0,5 m/s (ad eccezione delle miscele idrogeno-aria e delle miscele combustibili polvere-aria indicate di seguito), vengono accettati come valori calcolati i valori tabulati aumentati di 1,3 volte. Per le miscele polvere-aria, che comprendono amido, farina, polvere di grano e sostanze infiammabili simili, come valori di calcolo dovrebbero essere presi i valori tabulati ridotti di 2 volte.

–  –  –

2.9. Il coefficiente Kf, che tiene conto dell'influenza della forma della stanza e dell'effetto del deflusso dei prodotti della combustione di una miscela esplosiva, a v 2, è determinato dalle formule:

–  –  –

Vpom dove ap, bp e hp sono rispettivamente la lunghezza, la larghezza e l'altezza della stanza, m.

Se v 0,01, si dovrebbe prendere Kf = 1 Per 0,01 v 2, il valore di Kf è determinato mediante interpolazione lineare.

Se il valore calcolato di Kf è maggiore di 1 o minore di 0,35, allora Kf dovrebbe essere considerato pari rispettivamente a 1 o 0,35.

2.10. Il volume libero dei locali esplosivi Vsv è determinato dalla formula Vsv = Vpom(1 – 0.01 h), (19)

–  –  –

K p.v U n.r 0 M LSK dove Sopen.tr è l'area richiesta delle aperture aperte nell'involucro esterno di una stanza esplosiva, alla quale la pressione in eccesso al suo interno durante la combustione esplosiva del gas non supererà Pdop, m2; aLSK, bLSK – dimensioni dei lati orizzontale e verticale dell'LSC, rispettivamente, m; pvskr – eccesso di pressione nella stanza in cui inizia l'apertura dell'LSC, kPa; Ks.m è un coefficiente che tiene conto dell'influenza della massa propria dell'LSC in base alle sue caratteristiche di progettazione e alle condizioni di posizione nell'involucro esterno; Кз.п – coefficiente che tiene conto del restringimento dell'apertura quando si apre l'LSC rotante; Kp.v – coefficiente di formazione del carico esplosivo sulla struttura;

MLSK – massa della parte mobile (rotante o spostata) dell'elemento LSC, kg.

Il coefficiente LSK K aperto per rotazione e spostamento LSK non è superiore a 1.

2.14. I valori di rvsr vengono determinati utilizzando le seguenti formule (dei due valori per ciascuna formula, viene preso come valore calcolato quello maggiore):

a) per le strutture rotanti poste nelle pareti del locale:

–  –  –

La lunghezza a e la larghezza bp della stanza sono rispettivamente 42,8 e 18,0 m. Secondo la sezione della stanza (1–1 in Fig. 1), l'altezza stimata della stanza hp = 12,075 m.

Il volume geometrico della stanza Vroom è determinato dalla formula Vroom = an bп hп = 42,8 18 12,075 = 9302,58 m3.

Secondo la nota. 2 e 4 a tavola. 1, si presuppone che le strutture e le attrezzature edilizie occupino il 20% del volume geometrico del locale, di cui il 60% occupato da strutture e attrezzature edilizie di grandi dimensioni e il 40% da quelle di piccole dimensioni.

Il volume libero del locale Vsv si calcola utilizzando la formula (19):

Vst = 9302,58 (1 – 0,01 20) = 7442,064 m3.

In una situazione di emergenza nell’ambiente potrebbe formarsi una miscela infiammabile metano-aria. Si presuppone che la pressione e la temperatura nella stanza prima che la miscela infiammabile si accenda siano p0 = 101,3 kPa, t0 = 20 °C.

Il coefficiente del grado di riempimento del volume della stanza con una miscela infiammabile e la sua partecipazione all'esplosione v = 1.

Le caratteristiche della miscela combustibile sono prese secondo i dati nella tabella dell'appendice. 2:

massimo = 1,13 kg/m3; ðmax = 7,6; ñmax = 9,1; Nonmax = 0,28 m/s;

LKPR = 1,15 kg/m3; pHLR = 5,0; sNLPR = 6,0.

Le caratteristiche di progettazione della struttura orizzontale sono calcolate utilizzando le formule appropriate.

La normale velocità di propagazione della fiamma calcolata è determinata dalla formula (6):

Un.р = 0,55 0,28 = 0,154 m/s.

La densità stimata del gas nella stanza prima dell'accensione della miscela è determinata dalla formula (20):

0,5367 1 (1,15 1,13) 3 0 1,14 kg/m.

1 0,00367 20 Il grado calcolato di compressione dei prodotti della combustione durante un'esplosione in un volume chiuso è determinato dalla formula (9):

c = 0,5 (6,0 + 9,1) = 7,55.

Il volume del locale V in cui avviene la combustione della miscela esplosiva è determinato dalle condizioni (10)–(12):

Vpl = 0,5 1.9302,58 (5,0 + 7,6) = 58.606,25 m3, V = Vpom = 9302,58 m3.

L'indicatore di intensificazione della combustione esplosiva è determinato mediante interpolazione lineare secondo la tabella. 1, a seconda del grado di ingombramento del locale con strutture ed attrezzature edilizie 3 e del volume V in cui avviene la combustione della miscela esplosiva:

Per strutture e attrezzature edili di piccole dimensioni a s = 20%:

(18 10) (9302,58 1000) 17,38 ;

–  –  –

La sovrappressione consentita nella stanza Pdop è considerata pari a 5 kPa.

Secondo le formule (14)–(16), coefficiente = 1.

Il coefficiente che tiene conto dell'influenza della forma della stanza e dell'effetto del deflusso dei prodotti della combustione del gas esplosivo è determinato dalla formula (17), da allora

hp = 12.075 m ap = 42,8 m:

0,5 (182 12,0752) Kf 0,531.

–  –  –

La velocità apparente di propagazione della fiamma stimata è determinata dalla formula (4):

Ur = 0,5 12,77 0,154 (5,0 + 7,6) = 12,39 m/s.

Poiché Ur è di 65 m/s, è possibile utilizzare efficacemente l'LSC per ridurre la pressione di esplosione in eccesso nella stanza al valore consentito accettato di 5 kPa.

Consideriamo quattro opzioni per l'utilizzo di diversi tipi di LSC.

Opzione 1. Il telaio della finestra mostrato in Fig. 1 è considerato come un LSC per ridurre la pressione di esplosione in eccesso nella stanza.

–  –  –

Il telaio della finestra presenta quattro aperture vetrate identiche.

Si presuppone che per la vetratura delle aperture delle finestre venga utilizzato vetro spesso 5 mm. Vetri singoli e doppi.

Le dimensioni calcolate del vetro sono determinate dalle formule (25) e (26):

ast = 1,405 + 3 · 0,005 = 1,42 m;

bst = 1,62 + 3 0,005 = 1,635 m.

L'area del vetro Sst è determinata dalla formula (24):

Sst = 1,42 · 1,635 = 2,32 m2.

Il coefficiente st viene calcolato utilizzando la formula (27):

1,42 0,8685.

L'interpolazione lineare determina i coefficienti KSh e K (vedi tabelle 4 e 5):

–  –  –

2.75 Il valore del coefficiente di formazione del carico esplosivo sulla struttura Kp.v è determinato con il metodo dell'interpolazione lineare secondo la tabella. 6:

–  –  –

Opzione 3. Una struttura rotante con cerniera verticale, simile per dimensioni e peso alla struttura di spostamento considerata nella seconda opzione, è considerata una LCS.

Supponiamo che una volta aperta la struttura ruoti di un angolo di 90° e restringa l'apertura di scarico di 0,1 m.

Il fissaggio della struttura garantisce la separazione dell'LSC dal resto della struttura di recinzione esterna della stanza ad una pressione di 0,5 kPa.

Utilizzando l'espressione (29), viene determinato il valore di presult:

rvskr 1 kPa;

rvskr 2,5 0,5 0,5 1,75 kPa.

Il valore finale è pvsr = 1,75 kPa.

Il valore del coefficiente K è determinato dalla formula (35):

–  –  –

Opzione 4. Gli elementi di copertura leggeri per locali esplosivi sono stati considerati LSC.

Nell'effettuare i calcoli abbiamo utilizzato anche le istruzioni riportate in.

Dimensioni di un singolo LSC: lunghezza apr = 6 m, larghezza bpr = 6 m.

Nei calcoli successivi si presuppone quanto segue:

gli elementi leggeri sono posizionati sul rivestimento in modo tale che una volta aperti non si influenzino a vicenda e il coefficiente che tiene conto dell'influenza della posizione relativa di questi elementi durante l'apertura è pari a 1.

Questa ipotesi è fatta in conformità con. È inoltre accettato che non esista alcun meccanismo per fissare l'LSC.

In conformità con SP 4.13130.2013, il carico di progetto derivante dalla massa di strutture di rivestimento facilmente rimovibili (per 1 m2 di area) non deve essere superiore a 0,7 kPa.

Pertanto, è accettato rs.m = 0,7 kPa.

L'altezza massima dell'edificio in esame è di 12,45 m. Tenendo conto dello spessore del rivestimento, quando si determina l'effetto del carico del vento sul rivestimento, si assume con un margine un'altezza di 15 m carichi, si presuppone che l'angolo di inclinazione del tetto non superi i 10°.

Secondo SP 20.13330 (SNiP 2.01.07-85*) puoi ottenere:

s0 = 1 kPa; µ = 1; w0 = 0,38 kPa; k = 0,75; ce = –0,7;

0,99; f = 1,4, dove s0 è il valore standard del carico di neve sulla proiezione orizzontale del rivestimento; µ – coefficiente di transizione dal peso del manto nevoso del terreno al carico di neve sul manto; w0 – valore standard della pressione del vento;

k – coefficiente che tiene conto della variazione della pressione del vento lungo l'altezza; ce – coefficiente aerodinamico;

– coefficiente di pulsazione della pressione del vento; f – fattore di affidabilità per il carico del vento.

Il carico di neve si calcola con la formula pр.сн = s0 f = 1 · 1 · 1,4 = 1,4 kPa.

L'entità del carico del vento è determinata dalla formula pp.v = w0 k ce f (1 + KD), dove KD è il coefficiente dinamico, KD = 1,1;

pp.v = 0,38 0,75 0,7 1,4 (1 + 1,1 0,99) = 0,583 kPa.

L'efficacia dell'apertura dell'LSC è determinata nel caso in cui la neve non viene rimossa dal rivestimento di un'area esplosiva.

Secondo la formula (32):

a 2,5 рр.в – рс.м = 2,5 0,583 – 0,7 = 0,76 kPa 0;

rd.n 0,76 kPa.

Utilizzando la formula (34) si ottiene:

Rd.n 0,5 (0,7 + 1,4) = 1,05 kPa, che è maggiore di rd.n determinato dalla formula (32), quindi bisogna prendere rd.n = 1,05 kPa.

Per gli LSC spostabili installati nella copertura di un locale, utilizzando la seconda formula (31), si trova Rvsr = 0,7 + 1,05 + 1,4 = 3,15 kPa, che è maggiore di Rvsr determinato dalla prima delle formule (31), quindi , accettiamo рвср = 3,15 kPa.

Per determinare il coefficiente Kp.v, calcoliamo il coefficiente K utilizzando la formula (35):

–  –  –

non viene prodotto. L'area LSC richiesta in questo caso dovrebbe essere S LSC 130,72 2971 m2, e questo requisito di 0,044 non può essere soddisfatto, poiché l'area dell'intero tetto della stanza esplosiva considerata è di circa 780 m2.

–  –  –

Nota: le caratteristiche indicate per le miscele polvere-aria, se sono disponibili dati adeguati (sulla dimensione delle particelle, umidità, ecc.), dovrebbero essere chiarite in relazione alle condizioni specifiche di combustione della miscela di gas.

–  –  –

42 Il valore di Cmax per le polveri combustibili, secondo , è determinato dalla formula Cmax = 3CNPR. (A3.5)

Quando miscele ibride o multicomponenti partecipano ad un'esplosione, viene definita la seguente procedura:

Per ciascuna sostanza vengono calcolati i parametri necessari per determinare la stima della velocità apparente di propagazione della fiamma Up;

Viene selezionato il massimo dei valori Up calcolati.

Ulteriori calcoli vengono eseguiti per la sostanza per la quale il valore Up è massimo. La massa della sostanza in questo caso è considerata uguale alla massa totale delle sostanze coinvolte nell'esplosione.

Riferimenti

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21.GOST 12.1.04489* (ISO 4589-84). SSBT. Pericolo di incendio ed esplosione di sostanze e materiali. Nomenclatura degli indicatori e metodi per la loro determinazione.

22. SP 12.13130.2009. Determinazione delle categorie di locali, edifici e installazioni esterne in base al pericolo di esplosione e incendio [risorsa elettronica]: approvato. con ordinanza del Ministero delle situazioni di emergenza della Russia del 25 marzo 2009 n. 182 (come modificata dall'ordinanza del Ministero delle situazioni di emergenza della Russia del 9 dicembre 2010 n. 643). Accesso dall'ordinamento giuridico di riferimento “ConsultantPlus”.

23. SP 20.13330.2011. Carichi e impatti. Versione aggiornata di SNiP 2.01.07-85*.

24. Processi di combustione: raccolta. tr. / ed. LORO. Abduragimova. M.: VNIIPO Ministero degli affari interni dell'URSS, 1984. 269 p.

25. Tutela della popolazione e dei territori in situazioni di emergenza. Kaluga, impresa unitaria statale Oblidat. 2001.

Introduzione

1. Disposizioni generali

2. Metodologia per il calcolo dei parametri di strutture facilmente ripristinabili

APPENDICE 1. Esempio di calcolo dei parametri di strutture facilmente smaltibili.... 25 APPENDICE 2. Indicatori di pericolo di incendio ed esplosione di alcune sostanze e materiali.... 39 APPENDICE 3. Calcolo della concentrazione in massa di carburante in un ambiente infiammabile

Riferimenti

Ministero dell'Istruzione della Federazione Russa

Università statale di ingegneria civile di Rostov

Approvato in una riunione di dipartimento

Fuoco e produzione

sicurezza

ISTRUZIONI METODOLOGICHE

al lavoro pratico n. 1

« CALCOLO DELL'AREA DELLE STRUTTURE IN VETRO FACILMENTE RIMOVIBILI"

Rostov sul Don

2002

UDC 69,05:658 382 (076,5)

Linee guida per il lavoro pratico n. 2 "Calcolo dell'area delle strutture in vetro facilmente rimovibili" - Rostov n/a: Rost. stato costruisce. università, 2002. - 8 Con .

Vengono fornite informazioni di base sulla teoria del problema, sulla metodologia e sulla procedura per determinare l'area delle strutture facilmente rimovibili realizzate sotto forma di doppi vetri in lamiera

Progettato per studenti di tutte le specialità e forme di studio.

COMPLETATO. Prof., Ph.D. tecnologia. Scienze S.L. Pushenko

Prof., Dott. Tech. Scienze E.I

Editore N.E. Gladkikh

Templan 2002, pos. 39

LR n. 020818 del 13 gennaio 1999 Firmato per la pubblicazione il 24 settembre 2002. Formato 60×84/16.

Carta da lettere. Risografo. Uh. - ed. l. 0,5.

Tiratura 50 copie. Ordine 225

Centro editoriale ed editoriale

Università statale di ingegneria civile di Rostov

344022, Rostov sul Don, st. Socialista, 162

© Stato di Rostov

Università delle costruzioni, 2002

1. SCOPO DEL LAVORO

Acquisizione di competenze nell'utilizzo della metodologia per la determinazione dell'area delle strutture facilmente ripristinabili (ELS).

2. REGISTRAZIONE DEL LAVORO

Il rapporto deve essere completato in un taccuino separato su un doppio foglio di taccuino separato.

La relazione dovrà contenere le seguenti parti: codice registro, numero gruppo, cognome e iniziali dello studente, data di ultimazione del lavoro.

Fin dall’inizio della pagina, il report è redatto secondo il seguente modello:

26.10.99., TV-510, Ivanov V.V., z.k.63071

Lavoro di laboratorio n. 6, opzione n. 10

" Calcolo dell'area delle strutture in vetro facilmente rimovibili ".

Quindi 6 sezioni sono numerate e sottolineate.

1. Scopo del lavoro.

2. Informazioni generali (la teoria dell'emissione e gli strumenti utilizzati).

3. Requisiti normativi (documento normativo per il calcolo dell'LSC).

4. Parte sperimentale (descrizione di strumenti e circuiti, ordine delle misurazioni e del lavoro, elaborazione dei risultati delle misurazioni, tabella riassuntiva del lavoro svolto).

5. Conclusioni sul lavoro (confrontare il valore ottenuto).

Si consiglia di difendere il lavoro nella lezione successiva. L'insegnante mette un segno sul rapporto di lavoro. La relazione con il voto viene consegnata al docente durante l'esame (test).

3. INFORMAZIONI GENERALI

Gli LSC vengono utilizzati in ambienti con categorie di esplosione e incendio A e B. I moderni metodi di protezione contro le esplosioni in tali ambienti comportano, innanzitutto, la prevenzione della formazione di miscele infiammabili e l'eliminazione della fonte di ignizione. Per queste attività aggiuntive vengono spesi fondi significativi. Tuttavia, a causa della violazione delle regole di funzionamento sicuro, della riparazione e installazione inadeguate delle apparecchiature di processo e del malfunzionamento della strumentazione, nella stanza potrebbe verificarsi un'esplosione. I carichi che si verificano durante l'esplosione di una miscela di gas, vapore o aria in una stanza sono molte volte maggiori della resistenza delle strutture portanti di contenimento. Di conseguenza, gli edifici vengono distrutti. È possibile proteggere l'edificio dalla distruzione installandolo nei locali dell'LSC. In base alla natura del loro lavoro, gli LSC sono divisi in 2 gruppi:

LSC con una massa relativamente piccola. Distrutto all'istante. Nel loro calcolo si trascura la forza d'inerzia che si genera durante il movimento della LSC (vetratura piena);

LSC per i quali la forza d'inerzia non può essere trascurata. In questo caso si ha un'apertura relativamente lenta (non istantanea) delle aperture nelle strutture di recinzione (ante vetrate girevoli, pannelli murali, lastre di copertura, cancelli a battente).

4. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DI LSK

Come già notato, la pressione di esplosione (P adulto ) in un volume chiuso (vedi figura, curva 1) può superare significativamente la resistenza delle strutture che lo circondano (P OK ).

Le LSC vengono distrutte ad una certa pressione (P R ) e nella stanza si formano dei fori attraverso i quali scorrono i prodotti della combustione e la pressione nella stanza non aumenta in modo significativo. Il valore dell'aumento massimo consentito della pressione nella stanza (P ma ah ) dopo la distruzione della LSC (R R ) dipende dall'area degli LSC, dalla loro inerzia, dal tipo e dalla quantità di sostanza infiammabile, ecc. Negli edifici con luce naturale, il vetro in lastre deve essere utilizzato come vetro leggero. Se l'area delle aperture delle finestre non è sufficiente, vengono installati speciali pannelli murali o strutture di rivestimento in lastre di acciaio, alluminio e cemento-amianto e un isolamento efficace con un carico di progetto non superiore a 0,7 kPa. Il vetro della finestra è classificato come LSK con uno spessore di 3; 4; 5 mm e area minima (rispettivamente) 0,8; 1; 1,5 m Il vetro rinforzato non si applica a LSK.

Variazione della pressione in volume

in caso di esplosione di una miscela infiammabile:

1 - in un volume chiuso;

2 - in un volume semichiuso;

3 - quando si utilizza LSC del secondo gruppo (inerziale);

4- quando si utilizza LSC del primo gruppo (senza inerzia);

5- quando si utilizza LSC del primo e del secondo gruppo

5. REQUISITI NORMATIVI

Secondo SNiP 231-03-2001 1, l'area dell'LSC è determinata mediante calcolo. Per determinare il calcolo dell'area LSC vengono utilizzate le norme SN 502-77 2, attualmente obbligatorie. Attualmente, a seguito di ricerche, è stato accertato 3 che quando in una stanza viene raggiunto un certo valore di pressione, non tutti i vetri si aprono contemporaneamente e quindi le aperture delle finestre non vengono completamente liberate dal vetro, il che non richiede in considerazione il CH. Il processo di apertura dei vetri e di pulizia delle aperture delle finestre dipende dall'area delle lastre di vetro, dallo spessore del vetro, dalle proporzioni e dalle condizioni per il fissaggio del vetro nelle ante delle finestre. Tenendo conto della ricerca in corso, gli standard sono attualmente in fase di revisione e aggiornamento periodico. In assenza di dati calcolati, l'area dell'LSC deve essere di almeno 0,05 m 2 x 1 m3 categoria volumetrica della stanza A e non inferiore a 0,03 m 2 - locali di categoria B.

6. PARTE CALCOLO

6.1. Condizioni del compito. Determinare l'area richiesta di LSC, realizzata sotto forma di doppi vetri in lamiera, e confrontarla con l'area di vetratura disponibile, ricavata dalle condizioni di luce naturale richiesta. Nella tabella 1 mostra i parametri della stanza e dei vetri.

Tabella 1. Dati iniziali

Opzione	Volume della stanza P, m 3	Gas circolante	Quantità di gas nel locale E, kg	Spessore vetro mm	Superficie vetrata in lamiera, m 2	Proporzioni della vetratura	Superficie vetrata per luce naturale, m 2
	95000	Propilene				1: 1,5	3930
	95000	Metano				1: 1,33	2500
	95000	Propano				1: 1	2800
	95000	Idrogeno				1: 1,5	3200
	95000	Acetone				1: 1,5

Nota. L'opzione 5 corrisponde ai locali di categoria A dell'opzione 1, occupazione 1.

6.2. Risolvere il problema.

6.2.1. Secondo agg. 1 troviamo la velocità normale di combustione Г, il grado massimo di espansione dei prodotti della combustione E e la concentrazione sgechiometrica C per il gas circolante in produzione (vedi Tabella 1).

6.2.2. Determinare il volume della miscela esplosiva:

M3,

dove E è il numero di sostanze che entrano nei locali secondo i dati per il calcolo (specificati nella condizione della Tabella 1);

C - concentrazione stechiometrica di una miscela esplosiva, g/m 3 (vedi punto 4.2.1).

6.2.3. Determiniamo la percentuale del volume della stanza riempita con una miscela esplosiva:

dove V è il volume della miscela esplosiva, m 3 (vedi punto 4.2.2);

P - volume della stanza (specificato nelle condizioni nella Tabella 1), m 3 .

6.2.4. Secondo agg. 2, viene preso il coefficiente di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva.

6.2.5. Determiniamo il grado calcolato di espansione dei prodotti della combustione:

dove E è il grado massimo di espansione dei prodotti della combustione (definito al paragrafo 4.2.1 secondo l'Appendice 1);

α è il coefficiente di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva (definita al punto 4.2.4).

6.2.6. Determinare l'impatto di un'esplosione sul vetro della finestra:

dove R st - impatto dell'esplosione, kgf/m 2 , distruggendo il vetro del parabrezza con doppi vetri con proporzioni 1:1, viene preso secondo la tabella. 2.

U è il coefficiente delle condizioni di lavoro, preso secondo la tabella. 3.

Tabella 2.

Spessore del vetro	Impatto esplosione P per lastra di vetro, m 2	Rottura del vetro a F uno

Tabella 3

Proporzioni del vetro	1: 1	1: 1,33	1: 1,5	1: 1,75	1: 2	1: 3
Coefficiente Y		1,04	1,08	1,16	1,25

6.2.7. Determinare la superficie vetrata richiesta per 1 m 3 volume della stanza:

dove R o - pressione atmosferica pari a 10 4 kgf/m2.

6.2.8. Determinare l'area di vetratura richiesta:

7. CONCLUSIONI DEL LAVORO

Nelle tue conclusioni, dovresti confrontare il valore ottenuto dell'area LSC con quello richiesto per l'illuminazione naturale e confrontare anche il valore ottenuto di K st con i requisiti di SNiP.

Se l'area LSC richiesta supera quella disponibile per fornire luce naturale, è possibile:

Aumentare, se possibile, l'area delle aperture delle finestre;

Ridurre la quantità di sostanze esplosive circolanti nel locale;

Sostituire la sostanza infiammabile con un'altra con proprietà diverse;

Ridurre lo spessore del vetro a 3 mm;

Aumentare l'area di una lastra di vetro e ridurre le proporzioni del vetro;

Aumentare il volume della stanza, magari abbinandola a quella vicina;

Utilizzare non solo i vetri come LSK;

Prevedere un dispositivo di ventilazione di emergenza nel locale, se dotato di ventilatori di riserva, avvio automatico quando viene superata la concentrazione esplosiva massima consentita e alimentazione elettrica secondo la prima categoria di affidabilità. In questo caso, la quantità di sostanza esplosiva nella stanza:

Il calcolo viene ripetuto, questa volta prendendo il parametro E invece del parametro E R . Il parametro E è preso secondo la tabella. 1. Qui A è il tasso di ricambio d'aria, 1/s, creato dalla ventilazione di emergenza; T - durata dell'ingresso di sostanze infiammabili nei locali, s, pari a;

300 s - con spegnimento manuale;

120 s - con spegnimento automatico con una probabilità di guasto superiore a 0,000006 all'anno;

Il tempo di risposta dei sistemi di automazione (ma non superiore a 3 s), se la probabilità di guasto è inferiore a 0,000006 all'anno o è garantita la ridondanza dei suoi elementi.

Appendice 1

Nome della sostanza	Concentrazione stechiometrica della miscela esplosiva, C, g/m 3	Grado massimo di espansione dei prodotti della combustione, E	Velocità normale di combustione della miscela, G, m/s
Propilene	94,2		0,683
Metano	91,5		0,338
Propano	89,2		0,455
Idrogeno	40,4		2,670
Acetone	88,5		0,430

Appendice 2

Miscela di soda nel volume della stanza β, %	Coefficienti di riempimento del volume della stanza con una miscela esplosiva /α/ al massimo grado di espansione dei prodotti della combustione /E/
										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

Letteratura

1. SNiP 2.09.02-85*. Norme e regole di costruzione (modificate il 1 giugno 1991) Edifici industriali/Gosstroy dell'URSS. - M.: CITP Gosstroy URSS. - 16 secondi.

2.SN 502-77. Istruzioni per determinare l'area delle strutture facilmente rimovibili - M .: Stroyizdat, 1978. - 17 p.

3. Litvin N.A. Regolarità dell'apertura dei vetri e valutazione della loro influenza sulla resistenza all'esplosione: Abstract... dis... cand. tecnologia. Scienze - M.: LISI im. V.V. Kuibysheva, 1988. - 18 p.