Как определить категорию помещения?

Помещения производственного и складского назначения подразделяются на категории по взрывопожарной и пожарной опасности в зависимости от находящихся в них веществ и материалов, а также особенностях технологических процессов.

Отношение объекта к категориям подтверждается расчетом, начать стоит с определения вида обращающихся веществ:

Горючие газы
Легковоспламеняющиеся жидкости (с температурой вспышки до 61 ^oС)
Горючие пыли или волокна
Горючие жидкости (с температурой вспышки превышающей 61 ^oС)
Твердые горючие материалы

Вещества могут находиться в любых комбинациях.

На следующем этапе моделируется пожароопасная ситуация, в зависимости от вида пожарной нагрузки – это может быть аварией или нормальным режимом работы

Если обращаются ГГ или ЛВЖ то производится расчет избыточного давления взрыва. Полное теоретическое описание процесса приведено в статье. Примеры расчетов приведены далее на странице.
Если используются горючие пыли или волокна, то производится расчет избыточного давления взрыва пылевоздушной среды. Вся теоретическая часть описана в этой статье.
Если находятся вещества, не способные взрываться или образовывать взрывоопасные смеси, то проводится расчет на принадлежность к категориям В1-В4.
Если на объекте находятся как взрывоопасные, так и пожароопасные вещества, то в первую очередь проверяется принадлежность к одной из взрывоопасных категорий, а после – пожароопасных.

При расчете необходимо выбирать самую опасную ситуацию, при которой в окружающую среду поступает максимальное количество взрывопожароопасных веществ.

Исходя из вида вещества в расчетах используются разные характеристики объектов:

Для взрывоопасных категорий
- Свободный объем помещения
- Максимально возможная температура
- Скорость воздушного потока
- Наличие аварийной вентиляции
Для пожароопасных категорий
- Площадь размещения горючих материалов
- Высота от материалов до несущих конструкций перекрытия

Высота от материалов до несущих конструкций перекрытия

Примеры расчета категорий

Для примера рассмотрим расчеты реальных объектов:

Деревообрабатывающее производство
Малярная мастерская
Склад одежды в торговом центре
Газовая котельная в частном доме

В описаниях к расчетам приведены описания аварийных ситуаций или нормальной работы, характеристики оборудования и методики определения характеристик веществ.

Пример расчета категории производственного помещения

Шлифовальный участок мебельного цеха

Краткое описание технологического процесса:
Зона, в которой производится шлифовка деревянных панелей мелким абразивом. В качестве материала заготовок используется сосна. Размеры образующихся частиц не известны. При работе станка автоматически включается местная вытяжная вентиляция, пыль удаляется по трубопроводу и скапливается в мешок, расположенный у рабочего места. Максимальная загрузка мешка - 15 кг отходов производства. Всего установлено 4 шлифовальных станков и единовременно находится сменный запас древесины в количестве 500 кг.

В первую очередь проверяем помещение на принадлежность к взрывоопасной категории "Б".

Описание расчетной ситуации:
В процессе происходит разрушение одного из мешков с пылью, которая может перейти во взвешенное состояние от напора воздуха местной вытяжной вентиляции.

Исходные данные:

Длина = 23 м.
Ширина = 6 м.
Высота = 4 м.
Теплота сгорания пыли или волокон вещества "Древесина сосновая" = 20850000 Дж.
Начальное давление воздуха = 101.325 кПа.
Масса пыли, вышедшей в объем помещения из аппарата = 15 кг.
Теплоемкость воздуха = 1010 Дж/кг×К.
Так как размер частиц не известен, принимаем что вся пыль взрывоопасна, дисперсность менее 350 мкм.
Массовая доля частиц размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя = 0.1 (Остальная фракция в мешке - достаточно крупные опилки, неспособные к удержанию в воздухе).
Производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения = 0.00001 кг/с.
Остановка станка осуществляется вручную. Расчетное время отключения трубопроводов = 300 c.
Начальная температура воздуха = 38 ^oC или 311 К. (Начальная температура принята по СП 131.13330.2020 "Строительная климатология" Таблица 4.1 Столбец 6 г. Екатеринбург).

Расчет:

В соответствии с А.3.1 СП 12.13130 избыточное давление ∆Р для горючих пылей определяется по формуле:

Δ P = \frac{m \times H_{T} \times P_{0} \times Z}{V_{св} \times ρ_{в} \times C_{р} \times Т_{0}} \times \frac{1}{K_{н}}

K_Н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения. Допускается принимать К_Н равным 3.

Определим объем:

V_{пом} = L_{1пом} \times L_{2пом} \times H_{пом} = 23 \times 6 \times 4 = 552 м^{3}

где L_1пом - длина,
L_2пом - ширина,
H_пом - высота.

Определим свободный объем. Так как занятый объем помещения не известен, на основании А.1.4 СП 12.13130.2009 свободный объем допускается принимать равным 80% его геометрического объема

V_{св.пом} = V_{пом} \times 80% = 441.6 м^{3}

Определяем коэффициент Z участия взвешенной пыли в горении по формуле

Z = 0.5 \times F = 0.5 \times 0.1 = 0.05

где F - доля частиц размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя.

Расчетную массу взвешенной в объеме помещения пыли образовавшейся в результате аварийной ситуации, определяют по формуле:

m = min {\begin{matrix} m_{вз} + m_{ав} \\ ρ_{ст} \times V_{ав} / Z \end{matrix}

где m - суммарная расчетная масса, кг;
m_вз — расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
m_ав — расчетная масса пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации, кг;
ρ_ст — стехиометрическая концентрация горючей пыли в аэровзвеси, кг/м³ ;
V_ав — расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации, м³.

В отсутствие возможности получения сведений для расчета V_ав допускается принимать:

m = m_{вз} + m_{ав}

Технологическим регламентом предусмотрена ежедневная влажная уборка, поэтому пылеотложениями в расчете можно пренебречь.

m = m_{ав}

Расчетную массу пыли, поступившей в помещение в результате аварийной ситуации определяют по формуле:

m_{ав} = (m_{ап} + q \times T) \times K_{п}

Где m_ап — масса горючего, выбрасываемого из аппарата, кг;
q — производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг/с;
Т — время отключения, по А.1.2 (в) СП 12.13130, с;
К_п — коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата.
При отсутствии экспериментальных данных о величине К_п допускается принимать:
- К_п = 0,5 — для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм;
- К_п = 1,0 — для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
По условиям К_п = 1.

m_{ав} = (15 + 0.00001 \times 300) \times 1 = 15.003 кг

Определим количество пыли, которое способна сгореть в объеме воздуха помещения. За расчетный объем пылевоздушного облака, образованного при аварийной ситуации принимаем свободный объем помещения.

Определяем стехиометрическую концентрацию горючей пыли в аэровзвеси. По номограмме 9а Пейсахова И.Л. «Атлас диаграмм и номограмм по газопылевой технике» на каждые 1000 ккал (4184 кДж) выделившегося при горении тепла требуется 1,1 м³ воздуха. Тогда стехиометрическая концентрация будет вычислена по формуле:

ρ_{ст} = \frac{4184000}{H_{T} \times 1.1} = \frac{4184000}{20850000 \times 1.1} = 0.22 кг / м^{3}

Определим её массу:

m = ρ_{ст} \times V_{ав} / Z = 0.22 \times 441.6 / 0.05 = 1943.04 кг

Поскольку

m_{вз} + m_{ав} = 15.003 кг < ρ_{ст} \times V_{ав} / Z = 1943.04 кг

следует принять m = 15.003 кг

Рассчитаем плотность воздуха при расчетной температуре:

ρ_{в} = \frac{P_{0} \times M}{R \times T_{0}} = \frac{101.325 \times 28.98}{8.31446261815324 \times 311} = 1.1356 кг/м^{3}

Где:
P₀ - абсолютное давление (по умолчанию используется 101.325 кПа - атмосферное давление);
M - молярная масса воздуха = 28,98 г/моль;
R - универсальная газовая постоянная 8.31446261815324 Дж/(моль*К);
Т₀ - начальная температура, К.

Так как известны все необходимые значения, определяем величину избыточного давления взрыва

Δ P = \frac{m \times H_{T} \times P_{0} \times Z}{V_{св} \times ρ_{в} \times C_{р} \times Т_{0}} \times \frac{1}{K_{н}} = \frac{15.003 \times 20850000 \times 101.325 \times 0.05}{441.6 \times 1.1356 \times 1010 \times 311} \times \frac{1}{3} = 3.3536 кПа

Так как нагрузка представлена горючими пылями (волокнами), а расчетное избыточное давление взрыва не превышает 5 кПа помещение не относится к категории "Б" по взрывопожарной и пожарной опасности.
Требуется проведение расчета на принадлежность к категориям В1-В4.

Расчет выполнен и сформирован с помощью калькулятора https://pozhbez.online/calcB

В помещении расположено 5 участков размещения горючих материалов:

Участок размещения сменного запаса заготовок
Каждое из четырех рабочих мест

В качестве расчетного используем самый нагруженный участок - место хранения заготовок.

Площадь участка = 12 м²
Высота от поверхности заготовок до плиты перекрытия = 3 м
Древесина сосновая, масса (m) = 500 кг, (Q^p_нi) = 20.85 МДж/кг

Расчет:

Производим расчёт категории по пожарной опасности в соответствии с приложением Б к СП 12.13130.2009

1. Определяем нагрузку участка Q.

Q = Σ G_{i} \times {Q^{p}}_{hi}

где: G_i - количество материала пожарной нагрузки, кг

Q^p_нi - низшая теплота сгорания материала пожарной нагрузки, МДж/кг

Q = 500 \times 20.85 = 10425 МДж/кг

2. Определяем удельную пожарную нагрузку g, МДж/м².

S — площадь размещения пожарной нагрузки, м² (но не менее 10 м²)

g = \frac{Q}{S} = \frac{10425}{12} = 868.75 МДж/м^{2}

Удельная пожарная нагрузка превышает 180 МДж/м² но не превышает 1400 МДж/м². Это значение соответствует категории В3. Помещение может быть отнесено к категории В3 при условии того, что не выполняется неравенство

Q \geq 0,64 \times g_{т} \times H^{2}

Определяем величину g_т в соответствии с Б.5 приложения Б СП12.13130.2009.
Так как:

180 < 868.75 \leq 1400 МДж, то g_{т} = 1400

Сравниваем значения

Q = 10425 и (0.64 \times 1400 \times 3^{2}) = 8064

Так как:

10425 \geq 8064

условие Q ≥ 0,64 g_тH² выполняется, помещению присваивается категория В2 по пожарной опасности.

Расчет выполнен и сформирован с помощью калькулятора https://pozhbez.online/calcV

Пример расчета избыточного давления взрыва многокомпонентной смеси жидкостей

Малярный участок мебельного цеха

Исходные данные:

Длина = 6м.
Ширина = 6м.
Высота = 4м.
Так как свободный объем помещения неизвестен, принимаем его равным 80 % объема. Vсв = 115.2 м³.
Коэффициент η принят в соответствии с Таблицей А.2 СП 12.13130 = 1.
Коэффициент Z принят в соответствии с Таблицей А.1 СП 12.13130 = 0.3.

При определении избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта аварии принимается выход в объем помещения жидкости "Растворитель 646", теплота сгорания = 37430000 Дж/кг.
В соответствии с пунктом 4.3 СП 12.13130.2009 допускается использование показателей пожарной опасности для смесей веществ и материалов по наиболее опасному компоненту.
Растворитель 646 состоит из веществ: Бутилацетат, Ацетон, Этанол, Изобутанол, Толуол.
Из них горючие и легковоспламеняющиеся жидкости:

Бутилацетат. Объемная доля - 0.058. Пожароопасные свойства: химическая формула: C6H12O2, молярная масса: 116.16, температура вспышки: 29 ^oC, температура кипения: 126.5 ^oC, теплота сгорания: 37430000 Дж/кг, константы уравнения Антуана А: 7.173907, B: 1457.9092, C_a: 1457.9092.
Ацетон. Объемная доля - 0.117. Пожароопасные свойства: химическая формула: C3 H6 O, молярная масса: 58.08, температура вспышки: -18 ^oC, температура кипения: 56.24 ^oC, теплота сгорания: 37430000 Дж/кг, константы уравнения Антуана А: 6.37551, B: 1281.721, C_a: 1281.721.
Этанол. Объемная доля - 0.175. Пожароопасные свойства: химическая формула: C2H6O, молярная масса: 46.07, температура вспышки: 13 ^oC, температура кипения: 78.39 ^oC, теплота сгорания: 37430000 Дж/кг, константы уравнения Антуана А: 7.81158, B: 1918.508, C_a: 1918.508.
Изобутанол. Объемная доля - 0.15. Пожароопасные свойства: химическая формула: C4 H10 O, молярная масса: 74.12, температура вспышки: 28 ^oC, температура кипения: 107.89 ^oC, теплота сгорания: 37430000 Дж/кг, константы уравнения Антуана А: 7.83005, B: 2058.392, C_a: 2058.392.
Толуол. Объемная доля - 0.5. Пожароопасные свойства: химическая формула: C7 H8, молярная масса: 92.14, температура вспышки: 7 ^oC, температура кипения: 110.6 ^oC, теплота сгорания: 37430000 Дж/кг, константы уравнения Антуана А: 6.0507, B: 1328.171, C_a: 1328.171.

Процентное содержание растворителей в разлитой горючей жидкости = 100 %.
Максимально возможная температура воздуха по технологическому регламенту, с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации = 38 ^oC.

Температура жидкости = 38 ^oC.

Объем жидкости, разлитой в результате аварии = 2 л.

В помещении имеется несколько источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т. п.), суммарная площадь: F_исп2 = 2м².

Так как аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, на основании А.2.6 СП 12.13130 вводим слагаемое, учитывающее общее количество поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работ.

Расход краскораспыляющего устройства, I_расп = 0.0017 л/с.

Максимальное время работы краскораспыляющего устройства, Т_расп = 180 c.

Расчет:

Для определения наиболее опасного компонента используется комплексный показатель (П), по соотношению:

Π = \sqrt{M} \times n \times P_{H} \times H_{T}

где:

М - молекулярная масса компонента, г/моль;
n - доля компонента в жидкой смеси;
P_H - давление насыщенного пара компонента в условиях рассматриваемого помещения, кПа;
H_T -низшая удельная теплота сгорания компонента, Дж/кг.

Компонент, имеющий максимальный показатель П, принимается наиболее пожаровзрывоопасным.

Определяем комплексный показатель для каждого из веществ

P_{s Бутилацетат} = 10^{(A - 0.875097 - \frac{B}{C_{a} + t_{p}})} = 10^{(7.173907 - 0.875097 - \frac{1457.9092}{213.4965 + 38})} = 3.176 кПа

Π_{Бутилацетат} = \sqrt{116.16} \times 0.058 \times 3.176 \times 28.28 = 56.1457

P_{s Ацетон} = 10^{(A - \frac{B}{C_{a} + t_{p}})} = 10^{(6.37551 - \frac{1281.721}{237.088 + 38})} = 52.0232 кПа

Π_{Ацетон} = \sqrt{58.08} \times 0.117 \times 52.0232 \times 31.360 = 1454.6961

P_{s Этанол} = 10^{(A - \frac{B}{C_{a} + t_{p}})} = 10^{(7.81158 - \frac{1918.508}{252.125 + 38})} = 15.8083 кПа

Π_{Этанол} = \sqrt{46.07} \times 0.175 \times 15.8083 \times 30.562 = 573.8708

P_{s Изобутанол} = 10^{(A - \frac{B}{C_{a} + t_{p}})} = 10^{(7.83005 - \frac{2058.392}{245.642 + 38})} = 3.7415 кПа

Π_{Изобутанол} = \sqrt{74.12} \times 0.15 \times 3.7415 \times 36.743 = 177.5331

P_{s Толуол} = 10^{(A - \frac{B}{C_{a} + t_{p}})} = 10^{(6.0507 - \frac{1328.171}{217.713 + 38})} = 7.1897 кПа

Π_{Толуол} = \sqrt{92.14} \times 0.5 \times 7.1897 \times 40.936 = 1412.571

Максимальное значение комплексного показателя П = 1454.6961 принадлежит веществу "Ацетон", который будет являться наиболее опасным компонентом смеси. В дальнейшем расчете предположим, что вся жидкость состоит из наиболее опасного компонента смеси.

В соответствии с А.2.1 СП 12.13130 избыточное давление ∆Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Сl, Вr, I, F, определяется по формуле:

Δ P = (P_{max} - P_{0}) \times \frac{m Z}{V_{св} ρ_{г.п.}} \times \frac{100}{C_{стех}} \times \frac{1}{K_{н}}

Определяем плотность паро-/газо- воздушной смеси при расчетной температуре

ρ_{г.п.} = \frac{M}{V_{0} \times (1 + 0.00367 \times t_{p})} = \frac{58.08}{{22.413}_{} \times (1 + 0.00367 \times 38_{})} = 2.2742 {кг×м}^{3}

Рассчитываем стехиометрическую концентрацию паров жидкости, %.

C_{стех} = \frac{100}{1 + 4.84 \times β} = \frac{100}{1 + 4.84 \times 4} = 4.9116 %(об.)

Рассчитаем стехиометрический коэффициент участия кислорода в реакции сгорания

n_c, n_h, n_o, n_x - число атомов С, H, O и галоидов в молекуле горючего

β = n_{c} + \frac{n_{h} - n_{x}}{4} - \frac{n_{o}}{2} = 3 + \frac{6 - 0}{4} - \frac{1}{2} = 4

Определяем площадь испарения в соответствии с А.1.2 СП 12.13130. Площадь испарения при разливе на пол принимается (при отсутствии справочных данных), исходя из расчета, что 1 литр смесей и растворов, содержащих 70 % и менее растворителей, разливается на площади 0,5 м², а остальных жидкостей — на 1 м² пола

% содержания растворителей в жидкости = 100 %

F_исп = 2 м²

Определяем количество жидкости, которое поступит в помещение в результате аварии

m_{ж} = \frac{V_{ж} \times ρ_{ж}}{1000} = \frac{2 \times 784}{1000} = 1.568 кг

Определяем массу паров жидкости, вышедших в результате расчетной аварии.

Определяем давление насыщенного пара.

P_{s} = 10^{(A - \frac{B}{C_{a} + t_{p}})} = 10^{(6.37551 - \frac{1281.721}{237.088 + 38})} = 52.0232 кПа

В соответствии с А.2.7 СП 12.13130 интенсивность испарения:

W_{исп} = 10^{-6} \times η \times \sqrt{M} \times P_{s} = 10^{-6} \times 1 \times \sqrt{58.08} \times 52.0232 = 0.00039647 {кг/с×м}^{2}

Определяем время полного испарения жидкости

T_{расч} = \frac{m_{ж}}{W_{исп} \times F_{исп}} = \frac{1.568}{0.00039647 \times 2} = 1977.451 с

В соответствии с А.1.2 СП 12.13130 длительность испарения жидкости принимаем равной времени ее полного испарения, но не более 3600 секунд

T_исп = >1977.451 c

m_{исп} = W_{исп} \times F_{исп} \times T_{расч} = 0.00039647 \times 2 \times 1977.451 = 1.568 кг

Так как имеется несколько источников испарения, то в соответствии с А.2.5 СП 12.13130 считаем каждое из них:

площадь испарения с поверхности открытых емкостей и свежеокрашенных деталей F_откр = 2 м²

m_{исп2} = W_{исп} \times F_{откр} T_{расч} = 0.00039647 \times 2 \times 1977.451 = 1.568 кг

Использование жидкостей в распыленном состоянии:

Производительность распыляющего устройства: I_расп=0.0017 л/с

Время работы распыляющего устройства: T_расп=180 с

m_{расп} = \frac{ρ_{ж}}{1000} \times I_{расп} \times T_{расп} = \frac{784}{1000} \times 0.0017 \times 180 = 0.2399 кг

Общая масса испарившегося вещества: m_{исп.общ}(далее в расчете m):

m_{исп.общ} = m_{исп} + m_{исп2} + m_{расп} = 1.568 + 1.568 + 0.2399 = 3.3759 кг

Так как известны все необходимые значения, определяем величину избыточного давления взрыва

Δ P = (P_{\max} - P_{0}) \times \frac{m Z}{V_{св} ρ_{г.п.}} \times \frac{100}{C_{стех}} \times \frac{1}{K_{н}} =

= (900 - 101) \times \frac{3.3759 \times 0.3}{115.2 \times 2.2742} \times \frac{100}{4.9116} \times \frac{1}{3} = 20.962 кПа

Вывод: так как температура вспышки жидкости не более 28 ⁰C, а расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа помещение относится к категории "А" по взрывопожарной и пожарной опасности.

Расчет выполнен и сформирован с помощью калькулятора https://pozhbez.online/calcAB

Пример расчета категории склада текстильных материалов, одежды

Склад одежды в одном из торговых центров. Материалы хранятся в пластиковых контейнерах на стеллажах. Всего 10 металлических стеллажей, на каждом стеллаже размещены по 36 коробок с одеждой. Площадь проекции каждого стеллажа на пол составляет 3 м². Расстояние от ящиков до плит перекрытия 2 м. Количество коробок с горючими материалами на каждом из стеллажей одинаковое.

В ящиках хранятся футболки, спортивные костюмы, шорты, ветровки. Их пожароопасные свойства принимаются по составу изделия.

Футболки состоят на 100% из хлопка, масса товаров в 1 ящике - 7 кг, всего 10 ящиков на стеллаж
Спортивные костюмы состоят из 75% хлопка, 25% полиэстера, масса товаров в 1 ящике - 8 кг, всего 12 ящиков на стеллаж
Шорты состоят из 80% хлопка, 20% полиэстера, масса товаров в 1 ящике - 7 кг, всего 8 ящиков на стеллаж
Ветровки состоят на 100% из нейлона, масса товаров в 1 ящике - 5 кг, всего 6 ящиков на стеллаж
Ящик состоит из полипропилена, масса 1 ящика - 0.8 кг

Определим количество горючих материалов в пожарной нагрузке:

Хлопок - 70 кг (100% футболок) + 72 кг (75% спортивных костюмов) + 46.4 кг (80% шорт) = 188.4 кг
Полиэстер - 24 кг (25% спортивных костюмов) + 11.2 кг (20% шорт) = 35.2 кг
Нейлон - 30 кг (100% ветровок)
Полипропилен - 28.8 кг (ящики)

В расчете категории принимаем за участок размещения горючих веществ 1 стеллаж, со всем его содержимым.

Исходные данные:

В помещении размещена пожарная нагрузка на площади S = 3 м².

Минимальное расстояние от поверхности пожарной нагрузки до нижнего пояса ферм перекрытия (покрытия) H = 2м.

Обращаются следующие горючие вещества:

Хлопок, m = 188.4 кг, (Q^p_нi) = 16.7 МДж/кг
Полиэстер, m = 35.2 кг, (Q^p_нi) = 23.8 МДж/кг
Волокно нейлоновое,m = 30 кг, (Q^p_нi) = 31 МДж/кг
Полипропилен (ПП, PP), m = 28.8 кг, (Q^p_нi) = 44 МДж/кг

Расчет:

Производим расчёт категории по пожарной опасности в соответствии с приложением Б к СП 12.13130.2009

1. Определяем нагрузку участка Q.

Q = Σ G_{i} \times {Q^{p}}_{hi}

где: G_i - количество материала пожарной нагрузки, кг

Q^p_нi - низшая теплота сгорания материала пожарной нагрузки, МДж/кг

Q = (188.4 × 16.7) + (35.2 × 23.8) + (30 × 31) + (28.8 × 44) = 6181.24 МДж/кг

2. Определяем удельную пожарную нагрузку g, МДж/м².

S — площадь размещения пожарной нагрузки, м² (но не менее 10 м²)
Так как фактическая площадь размещения пожарной нагрузки меньше 10 м², то в расчете применяем S = 10 м²

g = \frac{Q}{S} = \frac{6181.24}{10} = 618.12 МДж/м^{2}

Q \geq 0,64 \times g_{т} \times H^{2}

Определяем величину g_т в соответствии с Б.5 приложения Б СП12.13130.2009.
Так как:

180 < 618.12 \leq 1400 МДж, то g_{т} = 1400

Сравниваем значения

Q = 6181.24 и (0.64 \times 1400 \times 2^{2}) = 3584

Так как:

6181.24 \geq 3584

условие Q ≥ 0,64 g_тH² выполняется, помещению присваивается категория В2 по пожарной опасности.

Расчет выполнен и сформирован с помощью калькулятора https://pozhbez.online/calcV

Пример расчета категории котельной на газе

Газовая котельная частного дома. В качестве топлива используется природный газ, подающаяся по центральному трубопроводу. Диаметр ввода - 20мм. Давление в трубопроводе на вводе в котельную менее 3 кПа. Помещение оборудовано системой от утечки газа с отсечным клапаном, паспортное время срабатывания 20 сек.

В качестве расчетной аварии рассматриваем повреждение трубопровода и истечение из него газа до срабатывания автоматики.

Расход газа принимаем по производительности трубопровода, в зависимости от давления скорость газа в газопроводах:

низкого - не превышает 7 м/с
среднего - не превышает 15 м/с
высокого - не превышает 25 м/с

Точный расход газа можно получить из технической документации оборудования, сведений газораспределительных станций или других авторитетных источников. В общем случае расход газопровода можно вычислить по формуле:

Q = V \times S

где Q - расход
V - скорость газа
S - площадь сечения трубы

Исходные данные:

Длина = 3м.
Ширина = 3м.
Высота = 2.5м.
Так как свободный объем помещения неизвестен, принимаем его равным 80 % объема. Vсв = 18 м³.
Коэффициент η принят в соответствии с Таблицей А.2 СП 12.13130 = 1.
Коэффициент Z принят в соответствии с Таблицей А.1 СП 12.13130 = 0.5.

В качестве расчетного варианта аварии принимается выход в объем помещения вещества: "Метан".
Свойства:
химическая формула: C H4,
молярная масса: 16.04,
источник информации: Пособие по применению СП 12.13130.2009

Максимально возможная температура воздуха по технологическому регламенту, с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации = 38 ^oC.

Расход газа: 0.002 м³/c.
Радиус подводящего трубопровода: 0.02 м.
Длина подводящего трубопровода: 2 м.
Максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту 3 кПа.
Вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов. Расчетное время отключения трубопроводов = 120 c.

Расчет:

В соответствии с А.2.1 СП 12.13130 избыточное давление ∆Р для индивидуальных горючих веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Сl, Вr, I, F, определяется по формуле

Δ P = (P_{max} - P_{0}) \times \frac{m Z}{V_{св} ρ_{г.п.}} \times \frac{100}{C_{стех}} \times \frac{1}{K_{н}}

Определяем плотность паро-/газо- воздушной смеси при расчетной температуре

ρ_{г.п.} = \frac{M}{V_{0} \times (1 + 0.00367 \times t_{p})} = \frac{16.04}{{22.413}_{} \times (1 + 0.00367 \times 38_{})} = 0.6281 {кг×м}^{3}

Рассчитываем стехиометрическую концентрацию горючего газа, %.

C_{стех} = \frac{100}{1 + 4.84 \times β} = \frac{100}{1 + 4.84 \times 2} = 9.3633 %(об.)

Рассчитаем стехиометрический коэффициент участия кислорода в реакции сгорания n_c, n_h, n_o, n_x - число атомов С, H, O и галоидов в молекуле горючего

β = n_{c} + \frac{n_{h} - n_{x}}{4} - \frac{n_{o}}{2} = 1 + \frac{4 - 0}{4} - \frac{0}{2} = 2

В соответствии с А.2.4 СП 12.13130 масса m, кг, газа определяется по формуле

m = (V_{a} + V_{т}) \times ρ_{г.п.}

где: V_a - объем газа, вышедшего из аппарата, м³
V_т - объем газа, вышедшего из трубопровода, м³
ρ_г.п. - плотность газа при расчетной температуре
P₁ — давление в аппарате, кПа;

m = 0.01 \times P_{1} \times V_{аппарат} = 0.01 \times 0 \times 0 = 0 м^{3}

V_{т} = 0.01 \times V_{1т} + V_{2т}

где: V_1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м³
P₂ — максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа
V_2т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м³

V_{1т} = q \times T = 0.002 \times 120 = 0.24 м^{3}

V_{2т} = 0.01 \times π \times P_{2} \times ({r_{1}}^{2} L_{1} + {r_{2}}^{2} L_{2} + ...) = 0.01 \times 3.14 \times 3 \times ({0.02}^{2} \times 2 + 0^{2} \times 0) = 0.00008 м^{2}

V_{т} = 0.24 + 0.00008 = 0.24008 м^{3}

m = (0 + 0.24008) \times 0.6281 = 0.15079 кг

Так как известны все необходимые значения, определяем величину избыточного давления взрыва

Δ P = (P_{\max} - P_{0}) \times \frac{m Z}{V_{св} ρ_{г.п.}} \times \frac{100}{C_{стех}} \times \frac{1}{K_{н}} =

= (900 - 101) \times \frac{0.15079 \times 0.5}{18 \times 0.6281} \times \frac{100}{9.3633} \times \frac{1}{3} = 18.9687 кПа

Вывод: так как в помещении может находится горючий газ, а расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа помещение относится к категории "А" по взрывопожарной и пожарной опасности.

Расчет выполнен и сформирован с помощью калькулятора https://pozhbez.online/calcAB

Введите длину помещения, (м)
Введите ширину помещения, (м)
Введите высоту помещения, (м)
Введите занятый оборудованием, мебелью и д.р. объем помещения, (м³)
Введите значение начальной температуры, (^oC)
Введите массу загрузки технологического оборудования или емкости, (кг)
Массовая доля частиц пыли размером менее критического, с превышением которого аэровзвесь становится неспособной распространять пламя
Высота повреждения аппарата
Масса отложившейся в помещении пыли к моменту аварии
Доля отложившейся в помещении пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации
Производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг/с
Вероятность отказа системы автоматики	не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов ручное отключение не учитывать вероятность отказа
Время до отключения, (с)

Идёт создание документа

Как определить категорию помещения?

Примеры расчета категорий

Пример расчета категории производственного помещения

Шлифовальный участок мебельного цеха

Пример расчета избыточного давления взрыва многокомпонентной смеси жидкостей

Малярный участок мебельного цеха

Пример расчета категории склада текстильных материалов, одежды

Пример расчета категории котельной на газе

Содержание

Идёт создание документа

Как определить категорию помещения?

Примеры расчета категорий

Пример расчета категории производственного помещения

Шлифовальный участок мебельного цеха

Пример расчета избыточного давления взрыва многокомпонентной смеси жидкостей

Малярный участок мебельного цеха

Пример расчета категории склада текстильных материалов, одежды

Пример расчета категории котельной на газе

Содержание

Пользовательское соглашение

Оплата прошла успешно!

Ошибка оплаты

Исходные данные:

Расчет: