Удаление продуктов горения непосредственно из горящего помещения

Массовый расход продуктов горения, удаляемых из горящего помещения, рассчитывается на основе уравнения неразрывности вида:

0126S10-05189

(2)

где А - эквивалентная площадь сечения дымового слоя в горизонтальной плоскости, м²; τ - время, с; ρ _sm - средняя плотность газа в дымовом слое, образующемся в верхней части горящего помещения, кг/м³; h - толщина образующегося дымового слоя, м; G_k, G_sm - массовый расход соответственно в конвективной колонке и удаляемых продуктов горения, кг/с.

Для решения уравнения (2) необходимо дополнительно использовать зависимости для мощности тепловыделения очага пожара и средней температуры дымового слоя:

Q_k = η Q^p _нсрy_ср F_o; (3)

0126S10-05189

(4)

где Q_k - мощность тепловыделения, кВт; η - полнота сгорания; Q^p _нср, y_ср - параметры пожарной нагрузки помещения (прил. 1); F_o - площадь горения пожарной нагрузки, м²; Т_sm, Т_а - средняя температура дымового слоя и температура воздуха в помещении, К; α - коэффициент теплоотдачи дымового слоя в ограждающие конструкции, Вт/м²; r_k - коэффициент, характеризующий теплопотери на излучение; l_sm - максимальный периметр горизонтального сечения дымового слоя, м; С_pk - удельная теплоемкость газа при температуре Т_sm, кДж/кг · К.

Дня помещений прямоугольной формы с размерами пола и потолка а × b указанный периметр составляет l_sm = 2(а + b).

Приведенные зависимости замыкаются уравнением состояния газа и функциональной связью массового расхода в конвективной колонке с мощностью тепловыделения и толщиной дымового слоя:

ρ _sm = ρ _aT_a / T_sm;(5)

G_k = f (Q_k, h),(6)

где ρ _a - плотность воздуха, кг/м³.

Расчетная схема газообмена, соответствующая функциональным зависимостям (2) - (6), приведена на рис. 1. Порядок и содержание расчета с учетом специфики защищаемых помещений определяется выбором функциональной зависимости (6).

0126S10-05189

Рис. 1. Расчетная схема газообмена в горящем помещении, защищаемом вытяжной противодымной вентиляцией
(Т_k - температура конвективной колонки, h_sm - предельно допустимая толщина дымового слоя)

3.1.1. Для зальных помещений различного назначения, в том числе конференц-залов, зрительных залов, торговых залов, спортзалов и др., зависимость (6) используется в виде [6]:

G_k = 0,071 Q_k ^1/3(H - h)^5/3 + 0,0018 Q_k, (7)

где Н - высота помещения, м.

3.1.2. Для атриумов различного архитектурного исполнения, с учетом наличия в их объемах галерей на нескольких уровнях или конструктивного отделения этажей от этих объемов, расчетные схемы газообмена соответствуют приведенным на рис. 2. При этом для варианта газообмена, приведенного на рис. 2, а, зависимость (6) используется в виде зависимости (7), а для варианта газообмена, приведенного на рис. 2, б, - в следующем виде [6]:

G_k = 0,035 Q_k. (8)

а

0126S10-05189

б

0126S10-05189

Рис. 2. Расчетная схема газообмена при пожаре в атриуме с конструктивно неотделенными
галереями (а) и с конструктивно отделенными этажами (б)

Частным случаем первого из указанных вариантов является газообмен в атриуме при возникновении в нем пожара непосредственно под галереей (на уровне основания атриума). В этом случае функциональная зависимость (6) используется в следующем виде [6]:

G_k = 0,36(Q_kW ²)^1/3(Z_b + 0,25 H),(9)

где W - начальная толщина струи газообразных продуктов горения, истекающей от ограждающей конструкции галереи атриума, м; Z_b - высота от уровня галереи, омываемой истекающей струей, до нижней границы дымового слоя, м; Н - высота от основания атриума до уровня расположения галереи, м.

Согласно разд. 2 настоящих рекомендаций расчет основных параметров вытяжной противодымной вентиляции данного типа должен проводиться по условиям защиты только на период эвакуации людей из помещений либо на время, необходимое для обеспечения действий пожарных подразделений. Первые из указанных условий удовлетворяют соотношениям вида:

0 ≤ τ ≤ τ_э 0 ≤ h ≤ h_sm;(10)

τ > τ_э h > h_sm,(11)

где τ_э - расчетное время эвакуации из помещений; h_sm - предельно допустимая толщина дымового слоя, при которой сохраняется свободная от задымления воздушная зона на горизонтальных путях эвакуации.

В этом случае G_sm < G_k.

Для вторых из указанных условий справедливы соотношения вида:

0 ≤τ ≤ τ_с 0 ≤ h ≤ h_sm,(12)

где τ_с - время окончания спасательных работ.

В этом случае G_sm = G_k и расчет параметров вытяжной противодымной вентиляции осуществляется без интегрирования уравнения (2).