Диплом 2015 (Противодымная защита современного высотного здания), страница 5

-окна помещения, где возник пожар, и выбросные отверстия систем дымоудаления выходят на наветренный фасад здания, входная дверь здания и воздухозаборные отверстия систем подпора воздуха выходят на заветренный (подветренный) фасад здания;

-кабины лифтов располагаются на первом этаже с открытыми дверями кабин и лифтовых шахт.

На рисунке 4.1 показана схема газообмена на этаже пожара. Из объёма лестничной клетки 3 в коридор этажа пожара 2 через открытую дверь входит чистый воздух с расходом G_п. Часть этого воздуха G₁ транзитом проходит коридор и через открытую дверь поступает в горящее помещение (квартиру) 1. Из горящего помещения выходят продукты горения, их расход обозначен G₂. Из коридора через открытый клапан дымоудаления удаляется дым с расходом G_д. Температура в горящем помещении T_п.г, температура дыма в коридоре T_д, температура воздуха, поступающего в коридор из лестничной клетки, и температура воздуха в здании при работе системы противодымной защиты T_п. Давление на улице со стороны наветренного фасада на уровне этажа пожара Р_н,н. Давление в коридоре на уровне пола Р_к принимается равным Р_н,н.. Давление в лестничной клетке на уровне этажа пожара Р_лк.

Рисунок4.1 Схема газообмена этажа пожара при работе системы противодымной защиты

1 – помещение очага пожара; 2- поэтажный коридор этажа пожара; 3- лестничная клетка

Схема газообмена помещений на других этажах здания при работе вентиляционной системы противодымной защиты представлена на рисунке 4.2

Рисунок 4.2 Газообмен этажей здания при работе вентиляционной системы противодымной защиты.

1 – незадымляемая лестничная клетка 2 типа (Н2); 2 – шахты лифтов; 3 – шахта дымоудаления; 4 – поэтажный коридор

При работе вентилятора дымоудаления в шахте создается разрежение по отношению к помещениям 4, через которые проходит шахта дымоудаления. Через щели и неплотности в клапанах и ограждениях шахты в нее фильтруется холодный воздух. Воздух, попадающий в шахту, смешивается с дымом, расход дымовоздушной смеси возрастает, а температура уменьшается. Методика расчета вентилятора дымоудаления должна учитывать эти моменты.

До вступления в силу Федерального закона №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и СП 7.13130.2009 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования» расчеты параметров вентиляторов подпора воздуха в лестничную клетку проводились при открытых дверях на пути эвакуации от горящего помещения (квартиры) до улицы (открыты двери из коридора на этаже пожара или непосредственно помещения, где возник пожар, в лестничную клетку и из здания на улицу). Все остальные двери и окна в здании считаются закрытыми. С вступлением в силу указанных выше документов расчеты должны проводиться при открытых дверях из коридора в лестничную клетку или из здания наружу.

4.1 Расчет требуемых параметров вентиляторов дымоудаления из коридора

Методика расчета системы дымоудаления из коридоров зданий повышенной этажности, коридоров без естественного освещения в зданиях обычной этажности и помещений многоэтажных зданий состоит в следующем

Определяется температура приточного воздуха считается равной среднеарифметическому значению между температурой наружного воздуха (определяется по данным СНиП «Строительная климатология»)[10] и температурой воздуха в здании до начала пожара

(4.1)

Плотность приточного воздуха вычисляется по формуле

_п = 353/Т_п; (4.2)

Рассчитываются распределения давлений снаружи здания со стороны наветренного и заветренного фасадов

(4.3)

(4.4)

где Р_нн,i - наружное давление на наветренном фасаде на уровне i-го этажа, Па; Р_нз,i - наружное давление на заветренном (подветренном) фасаде на уровне i-го этажа, Па; _н - плотность наружного воздуха, кг/м³; U_в - скорость ветра, м/с; h_i - высота пола i-го этажа над уровнем планировочной отметки земли, м; g - ускорение свободного падения, м/с²,_н -Плотность воздуха в здании,_п-плотность приточного воздуха.

Давление внутри здания на уровне i-го этажа Р_в,i можно принять равным среднему арифметическому между наружными давлениями на наветренном и заветренном фасадах на уровне соответствующего этажа

(4.5)

Расход дыма, удаляемого коридора, вычисляется из по формуле

(4.6)

А = 0,96 кг/(с м^5/2) - для жилых зданий;

А = 1,2 кг/(с м^5/2) - для общественных зданий.

Температура дыма, удаляемого из коридора жилого или общественного здания принимается равной 300С (Т_д = 573 К).

Давление в шахте дымоудаления на уровне первого обслуживаемого этой шахтой этажа Р_ш,1 определяется по формуле

(4.7)

где Р_нн,1 - наружное давление со стороны наветренного фасада на уровне первого этажа, Па; F_кл - площадь проходного сечения клапана дымоудаления, м².

Площадь проходного сечения клапана дымоудаления принимается по данным фирмы изготовителя или вычисляется по формуле

(4.8)

где: a –больший из установочных размеров клапана, м; b – меньший из установочных размеров клапана, м.

Давление в шахте дымоудаления на уровне i-го этажа Р_ш,i определяется по формуле

(4.9)

где P_ш,i-1 - давление на уровне i-1этажа, Па;  - коэффициент сопротивления трения ( = 0,1 - для кирпича;  = 0,05- для бетона;  =0,02 - для металла); V_ш,i- расход продуктов горения с i-1 на i этаж, кг/с; _,i - плотность продуктов горения между i-1 и i этажами, кг/м³; f_ш - площадь проходного сечения шахты дымоудаления, м²; h_э - расстояние по вертикали между двумя клапанами, м; d_экв - эквивалентный диаметр проходного сечения шахты дымоудаления (d_экв = 2f_ш /(a + b)), м.

Расход продуктов горения с i-1 на i этаж равен сумме расхода дыма, удаляемого с этажа пожара G_ш,i-1, и расходов воздуха, фильтрующегося через неплотности и щели клапана и стен шахты дымоудаления

(4.10)

Расход воздуха, фильтрующегося в шахту через неплотности и щели клапана и стен шахты дымоудаления G_ф,i, определяется по формуле

(4.11)

Характеристика сопротивления газопроницанию шахты с установленными в ней закрытыми клапанами S_ш определяется по формуле

(4.12)

Удельную характеристику сопротивления газопроницаниюS_уд можно принять равной:

1000 м³/кг для шахты из кирпича;

3000 м³/кг - для шахты из бетона;

8000 м³/кг - для шахты из металла.

Температура продуктов горения в шахте дымоудаления на уровне i-го этажа Т_i определяется по формуле

(4.13)

где i - номер этажа; Т_в - температура воздуха в здании, К; G_a,i - суммарный расход воздуха, проникший в шахту дымоудаления за счет фильтрации через щели и неплотности в клапанах дымоудаления стенах шахты со второго по i-ый этаж, кг/с:

G_a,i = G_ф,i; (4.14)

Производительность вентилятора дымоудаления в м³/ч рассчитывается так

(4.15)

где _N - плотность продуктов горения на уровне верхнего этажа, кг/м³.

4.2Расчет системы дымоудаления из коридора.

Исходные данные:

Здание жилое, 24-х этажное 2-я секция дома.

Место расположения Хабаровск, температура наружного воздуха для летнего периода 26С, температура в здании 24С. Скорость ветра 4,9 м/с;

Температура дыма 300С = 573 К;

Высота этажа 2,8 м; уровень расположения выбросного отверстия системы дымоудаления 69 м;

Размеры дверей из коридора в лестничную клетку 1,2х2,1 м;

Размеры шахты и установочные размеры клапана дымоудаления 0,8х0,6 м;

Шахта дымоудаления –металлическая.

При расчете системы следует принимать: температуру поступающего дыма – 300 °С,удельный вес дыма - 6 Н/м³, плотность дыма - 0,61 .

Радиус действия дымового клапана - 15 м; в одну из сторон допускается принимать 20 м. Длина коридора, обслуживаемого одним клапаном дымоудаления устройством, принимается не более 30 м (1).

Решение.

Плотность наружного воздуха

Плотность воздуха в здании

Плотность продуктов горения

Наружное давление на наветренном фасаде

Наружное давление на заветренном фасаде

Давление внутри здания

Результаты расчетов заносим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Результаты расчетов давлений на наветренном фасаде, на заветренном фасаде и внутри здания.

Продолжение таблицы 4.1

Расход удаляемого дыма.

где b_д - ширина большей створки двери при выходе из коридора или холла на лестничную клетку или наружу, м;h_д - высота двери, м;

Площадь проходного сечения клапана дымоудаления