Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРОТИВОДЫМНОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ



 

Рассчитываются давление и расход вентиляторов систем противодымной защиты многоэтажных зданий, а также необходимая площадь сечения дымовых вытяжных шахт бесфонарных зданий.

Расчет начинается с определения максимальной среднеобъемной температуры в помещении, где возник пожар. Для производственных помещений бесфонарных зданий температуру следует принимать не менее 700 °С (973 К). В помещениях общественных зданий максимальная среднеобъемная температура, находится по формуле /2/

, (2)

где tм10 - максимальная температура в помещении высотой Н = 10 м и объемом V, определяется по рис. 1;

-отношение максимальной температуры в помещении с параметрами V, П и Н к максимальной температуре в помещении с параметрами V = 10 м3 и Н = 10 м определяется по рис. 2;

Dt - поправка к температуре на величину V и H/10, определяемая по рис. 3.

 

 

Рис. 1. Номограмма для определения максимальной среднеобъемной температуры при пожаре в помещении высотой 10 м для различной проемности:

1 - П = 0%; 2 - 1%; 3 - 2%; 4 - 3%; 5 - 4%; 6 - 5%; 7 - 8,5%; 8 - 10%; 9 – 12,5%; 10 - 15%;

11 - 17,5%; 12 - 20%; 13 - 26%; 14 - 30%; 15 – 35%; 16 - 40%

 

 

Рис. 2. Зависимость для определения максимальной среднеобъемной температуры при пожаре, в помещении высотой Н и объемом 104 м3

 

Фактор проемности П вычисляется по формуле

П = 100 - Aw/F , (3)

где Aw - общая площадь оконных и дверных проемов в помещении, м2;

F - площадь пола помещения, м2.

Площадь дымовых вытяжных шахт Fл для бесфонарных зданий рассчитывается по формуле

, (4)

где mп, mл - коэффициенты расхода открытых дверных проемов и клапанов вытяжных шахт (принимаются в зависимости от конструктивного исполнения по справочным данным /3/;

Fп - площадь открытых дверных проемов, м2;

Том - максимальная среднеобъемная температура в помещении, К;

Тн - температура наружного воздуха, К;

Kб - коэффициент безопасности;

hп - высота дверных проемов (в качестве hп следует принимать наибольшую высоту верхнего края проемов смежных помещений и проемов на заветренный фасад здания), м;

g - ускорение свободного падения, м×с-2;

Kз - аэродинамический коэффициент заветренного фасада здания, принимается равным минус 0,6;

Kл - аэродинамический коэффициент на оголовке вытяжных шахт, принимается по паспортным данным;

uв - скорость ветра, м×с-1;

Н - высота от уровня пола помещения до оголовка вытяжной шахты, м.

 

 

Рис. 3. Номограмма для определения поправки для различной высоты помещения:

1 - Н/10 = 0,3; 2 - 0,5; 3 - 0,6; 4 - 0,7; 5 - 0,8; 6 - 1,1; 7 - 1,2; 8 - 1,5; 9 - 2; 10 - 2,5

 

Расчет вентиляционных систем противодымной защиты жилых и общественных зданий повышенной этажности выполняется при условии открытого дверного проема из коридора этажа, где возник пожар, в защищаемый объем. Для предотвращения выхода дыма в защищаемый объем по всей площади открытого дверного проема в поэтажный коридор подается воздух. Скорость воздуха uп в этом проеме должна удовлетворять следующему условию /4/:

uп ³ , (5)

где lп - расстояние от двери из поэтажного коридора в защищаемый объем до двери ближайшей квартиры, м;

L - длина коридора (отсека коридора), м;

Нп - высота дверного проема из коридора в защищаемый объем, м.

С целью упрощения расчетов для типового проекта жилых домов можно принять uп = 2,1 м×с-1.

Расход воздуха Gп, подаваемого из защищаемого объема в поэтажный коридор этажа, где возник пожар, вычисляется по формуле

Gп = rпuпBпНп, (6)

где rп - плотность приточного воздуха, кг×м-3;

Bп - ширина дверного проема, м.

Расход дыма Gд, удаляемого с этажа пожара, вычисляется по формуле

Gд = 1,1Gп + Gов. (7)

Расход воздуха Gов посредством общеобменной вентиляции для жилых зданий принимается равным нулю, а для общественных зданий рассчитывается по формуле

Gов = , (8)

где V - объем - наибольшего помещения на этаже пожара, м3;

n - кратность воздухообмена (принимается по проектным данным).

Величина G2 расхода продуктов горения из помещения очага пожара в поэтажный коридор вычисляется по формуле /4/

G2 = 0,6BoHo3/2, (9)

где Bo, Ho - ширина и высота дверного проема квартиры (помещения), м.

В жилых зданиях температуру продуктов горения в поэтажном коридоре у клапана дымоудаления следует принимать равной 300 °С.

Температура дыма, удаляемого из поэтажного коридора общественных зданий, у клапана дымоудаления рассчитывается по формуле

. (10)

Температура продуктов горения Ток, выходящих из очага пожара в коридор, вычисляется по формуле /5/

Ток = 0,65 – Tом. (11)

Плотность дыма и воздуха определяется по температуре по формуле /6/

r = 353/Т. (12)

Потеря давления в клапане дымоудаления вычисляется по формуле

, (13)

где xкд- коэффициент сопротивления клапана дымоудаления.

Площадь клапана дымоудаления fкд выбирается такой, чтобы скорость воздуха в нем не превышала 20 м×с-1 (при условии ограничения гидравлических сопротивлений). Скорость дыма в клапане дымоудаления рассчитывается по формуле

. (14)

Средняя по высоте шахты дымоудаления температура дыма определяется по формуле /7/

, (15)

где tз- температура в здании, °С;

N - число этажей;

hэт - - высота этажа, м, или по формуле упрощенного вида с максимальной погрешностью ±10 °С:

. (15а)

Для жилых 10-16-этажных зданий с высотой этажа 2,7-3,0 м средняя температура дыма вычисляется по формуле /7/

tc = 13 + 0,34tд. (16)

Расход дыма Gошд на оголовке шахты дымоудаления рассчитывается по формуле /7/

Расход воздуха Gф в шахту дымоудаления за счет инфильтрации зависит от воздухопроницаемости стен шахты и закрытых клапанов дымоудаления. При отсутствии экспериментальных данных о величине Gф ее следует принимать не менее 0,11 кг×с-1 на один погонный метр длины шахты.

Потеря давления в шахте дымоудаления определяется по формуле

, (18)

где xшд - коэффициент сопротивления трению на поверхности стен шахты дымоудаления;

rс - плотность дыма при tc, кг×м-3;

fшд - площадь внутреннего поперечного сечения шахты дымоудаления; м2;

dэ - эквивалентный диаметр шахты дымоудаления, м;

N - количество этажей, здания.

Если hэт ³ 3,3 м, в формулу (18) следует подставить приведенное число этажей, составляющее Nпр = hэтN/3 .

Давление, которое должен развивать вентилятор дымоудаления, вычисляется по формуле

Рвд = DРкд + DРшд + DРсети + DРп. (19)

Потеря давления в обвязке вентилятора дымоудаления DРсети определяется в зависимости от ее конструктивного исполнения. Потеря давления DРп от коридора до входа в здание при наличии подпора в защищаемых объемах и коридора, не разделенного на отсеки, принимаются равными нулю. В противном случае DРп рассчитывается по формуле

, (20)

где (mf)э - эквивалентная площадь проемов от коридора до входа в здание (этаж здания), м2;

rн - плотность наружного воздуха, кг×м-3;

uв - скорость ветра, м×с-1.

Если воздух проходит через несколько последовательно соединенных проемов, то их эквивалентная площадь определяется по формуле

. (21)

Если воздух проходит через несколько параллельных проемов, то их эквивалентная площадь вычисляется по формуле

(mf)э = (mf)1 + (mf)2 + ... + (mf)n. (22)

Вентилятор дымоудаления выбирается по каталогам в соответствии с вычисленными величинами подачи и давления. Подача вентилятора дымоудаления определяется по формуле

Qвд = Gошд/rc. (23)

В системе дымоудаления следует устанавливать вентиляторы только центробежного (радиального) типа. Выброс дыма должен быть факельным (через конфузор, выходное сечение которого должно обеспечить скорость истечения не менее 20 м×с-1).

Расчет вентиляторов подпора в лестничные клетки и шахты лифтов начинается с определения расчетных наружных давлений по формуле

Piн(з) = - ghi(rн - rв) + Kн(з) , (24)

где hi - высота от уровня земли до середины i-го проема, м;

Kн(з) - аэродинамический коэффициент наветренного (заветренного) фасадов здания (Kн = 0,8; Kз = -0,6).

Давление на первом этаже лестничной клетки (зоны лестничной клетки при наличии рассечек с переходом через наружную зону) определяется по формуле /4/

Рлк,1 = Р1,н + xп , (25)

где xп - коэффициент гидравлического сопротивления дверного проема из поэтажного коридора в защищаемый объем.

Расход воздуха через открытую входную дверь здания рассчитывается по формуле

Gвх = (mf)э , (26)

где (mf)э - эквивалентная площадь всех проемов на пути от защищаемого объема до входа в здание, м2;

Рвх - давление на заветренном фасаде здания на уровне середины входной двери, Па.

Давление на втором и последующих i-х этажах лестничной клетки вычисляется через сумму расходов с первого, (i - 1)-го этажа. Давление на первом, (i - 1)-м этаже и перепад давления между первым, (i - 1)-м и вторым, i-м этажом определяются по формулам

Рлк,2 = Рлк,1 + xлк , (27)

Рлк,i = Рлк,i - 1 + xлк , (28)

где xлк - коэффициент гидравлического сопротивления одного этажа лестничной клетки (для двухмаршевой лестничной клетки следует принимать xлк = 60 /8/);

uлк,i - скорость воздуха между i-м и (i - 1)-м этажом лестничной клетки, м×с-1.

Скорость воздуха в лестничной клетке определяется по формуле /9/

uлк,i = Gлк,i/(rпfлк), (29)

где Gлк,i - расход воздуха, поступающего с i-го на (i - 1)-й этаж, кг×с-1;

fлк - площадь внутреннего поперечного сечения шахты лестничной клетки, м2.

Расход воздуха со второго этажа на первый равен сумме расходов Gп и Gвх. Расход воздуха с i-го на (i - 1)-й этаж равен сумме расходов воздуха, уходящего с (i - 1)-го этажа на (i - 2)-й этаж и фильтрующегося через ограждающие конструкции (i - 1)-го этажа. Для упрощения расчетов достаточно учитывать фильтрацию воздуха только через щели притворов окон и дверей лестничной клетки:

Gлк,1 = Gп + Gвх + G0,1; (30)

Gлк,i = Gлк,i - 1 + Gщ,i - 1 + G0,i - 1. (31)

Расход воздуха, фильтрующегося через щели дверей, вычисляется по формуле

Gщ,i = (mf)э , (32)

расход воздуха через щели окон - по формуле

Go,i = Jo . (33)

Расчет воздушного режима в шахте лифтов аналогичен расчету режима в лестничных клетках, за исключением того, что давление на первом этаже шахты лифтов определяется по формуле

Ршл,1 = Ршл,i = Ршл,N = Р1,н + 20, (34)

если двери шахты закрыты. Если при пожаре лифты опускаются на 1-й этаж и двери шахты лифтов на нем остаются открытыми, то давление в шахте лифтов рассчитывается по формуле

Ршл,1 = Ршл,i = Ршл,N = Р1,н + xп , (35)

где uщ - скорость воздуха в щели между шахтой и кабиной лифта, м×с-1 (принимать равной 2,1 м×с-1).

Последние формулы учитывают тот факт, что падение давления по высоте шахты лифтов невелико, поэтому с достаточной для расчета точностью потерями давления в шахте можно пренебречь.

Давление, которое должен развивать вентилятор подпора в зоне лестничной клетки (шахте лифтов), вычисляется по формуле

Рвлк = Pлк,NPвз + DPклп + DРкан + DРсети, (36)

где Pлк,N - давление на верхнем этаже зоны лестничной клетки, Па;

Pвз - давление снаружи здания на уровне воздухозабора вентилятора, создающего подпор в лестничной клетке, Па;

DPклп - па-донне давления на клапане подачи воздуха в верхнюю часть зоны лестничной клетки, Па;

DРкан - падение давления в канале подачи воздуха в зону лестничной клетки, Па;

DРсети - потери давления в обвязке вентилятора подпора, Па.

Подача вентилятора подпора в лестничную клетку или шахту лифтов рассчитывается по формулам

; (37)

, (38)

где Gут,i - утечки воздуха через неплотности лифтовых шахт, кг×с-1. Последняя величина в эквивалентном выражении может быть приравнена к утечкам воздуха Gмл через машинное отделение шахты лифтов /9/:

= Gмл.

Величина Gмл вычисляется по формуле /9/

Gмл = mfмл , (30)

где fмл - площадь отверстий для тросов лифтов, м (для шахты на два лифта при отсутствии сведений принимать fмл = 0,25 м2).

При расчете вентиляционных систем подпора воздуха зонированных лестничных клеток следует учитывать особенности исполнения рассечек. При наличии переходов из одной зоны лестничной клетки в другую через объем этажа в расчете необходимо принимать открытой нижнюю дверь из зоны в объем этажа. Если переход из одной зоны в другую осуществляется по лоджиям или балконам, в дополнение к указанному условию дверь следует принимать открытой на наружный переход внизу зоны. В обоих случаях давление в лестничной клетке на нижнем этаже зоны рассчитывается по формуле (25). Переход из одной зоны в другую следует предусматривать через тамбур-шлюз.

Для создания подпора в зонах лестничной клетки воздух необходимо подавать сверху в каждую из зон. Расход воздуха на оголовке канала для подачи воздуха в зону вычисляется по формуле

Gлк = Gлкз + hэтNк - Gф, (40)

где Gлкз - расход воздуха, подаваемого в зону лестничной клетки для создания в ней заданного давления, кг×с-1;

Nк - число этажей, через которые проходит канал;

Gф - расход воздуха, уходящего через стены канала, кг×с-1×м-1; (при отсутствии данных принимать Gф = 0,05 кг×с-1×м-1).

Потери давления в канале, подающем воздух в зону, следует рассчитывать по формуле

, (41)

где xкан - коэффициент сопротивления трения на поверхности стен канала для подачи воздуха;

uкан - средняя скорость воздуха в канале, м×с-1;

lкан - длина канала, м;

Пкан - периметр внутреннего поперечного сечения канала, м.

Внутреннее поперечное сечение шахты дымоудаления и каналов для подачи воздуха следует выбирать таким, чтобы средняя скорость движения газов не превышала 15 м×с-1 (исходя из условия незначительного возрастания гидравлического сопротивления шахты):

, (42)

где Gщ,н, Gщ,к - массовый расход воздуха соответственно в начале и в конце шахты (канала), кг×с-1;

rс - средняя плотность газов в шахте (канале), кг×м-3;

fш - площадь внутреннего поперечного сечения шахты (канала), м2.

Вентиляторы систем противодымной защиты зданий выбираются по каталогам с учетом вычисленных значений давления и подачи воздуха.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.