Лабораторная работа №4 «Взрывозащита зданий и сооружений»

Цель работы: Проверить необходимость устройств легкосбрасываемых конструкций в здании.

Определяем категорию здания

1. Склад готовой продукции – категория В₂ с удельной горючей нагрузкой q=1500 МДж/м² (по табл.4 НПБ 105-03);

2. Пошивочный цех – категория Б, т.к. в помещении в производстве используются волокна (по табл.1 НПБ 105-03);

3. Участок окраски изделий с приминением нитрокрасок – категория А, т.к хранятся масла, спирты, органические красители, ЛВЖ с tвсп ≥28 º (по справочнику “Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения”) (по табл.1 НПБ 105-03).

4. Бытовые помещения – категория Д (по табл.1 НПБ 105-03);

Рассчитаем возможность взрыва и избыточного давления в помещениях категории А по НПБ 105-03 по гл.3:

- участок окраски изделий (категория А), Ацетилен, этин, С2Н2, горючий и взрывоопасный газ. Мол. масса 26,04; плотн. в сжиженном состоянии 620,8 кг/м³ при т-ре

— 83 °С; т. кип. — 83,6 °С; плотн. по воздуху 0,9107; коэф. диф. в воздухе 0,14 см²/с; тепл. crop. —1301 кДж/моль; в воде раство­ ряется. Т. самовоспл. 335 °С; нижн. конц. предел распр. пл. 2,5% (об.); верхн. предел распр. пл. в воздухе зависит от энергии источника зажигания: при обычной мощности источника зажигания (30 Дж) 81% (об.); йри увеличении мощности источника зажи­ гания до 210 Дж 100% (об.). При мощности источника зажига­ ния 30 Дж и повышении давления до 170 кПа верхн. предел распр. пл. увеличивается до 100% (об.); макс, нормальная скорость распр. пл. 1,57 м/с; т. гор. 2322 °С; макс. давл. взрыва 1009 кПа; МВСК при разбавлении ацетилено-воздушных смесей диоксидом углерода 9% (об.), азотом 6,5% (об.). Ацетилен разлагается с выделением боль­ шого количества тепла 'и при определенных условиях- со взрывом. При повышенном давлении (выше 196 кПа), а также в твердом и жидком состоянии ацетилен взрывается от удара и при резком нагревании. Легко реагирует с солями серебра, меди и ртути и обра­ зует при этом нестойкие взрывчатые ацетилениды. Для предупрежде­ ния взрыва при аварийном истечении ацетилена и тушения факела в закрытых объемах миним. конц. диоксида углерода 57% (об.), азота 70% (об.) [252, 253]. Взрывной распад ацетилена с переходом в детонацию возможен при давлении 65 кПа. При мощности источ­ ника 200 Дж в трубе скор, пламени 36 м/с. Преддетонационное расстояние эквивалентно 100 диаметрам трубы. Особую опасность

представляют вторичные наружные взрывы, возникающие при сраба­тывании мембран и подобных устройств. В качестве огнепрегради-теля рекомендуются орошаемые водой насадки из колец Рашига раз­мером 35X35 и 50X50 мм при высоте слоя 1,5 и 2,0 м соответственно при давлении до 0,25 МПа. Скорость движения ацетилена через огнепреградитель допускается до 10 м/с.

Избыточное давление взрыва Р определяется по формуле:

(1)

где Р_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной смеси в замкнутом объеме, определяемое экспериментально или по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3. При отсутствии данных допускается принимать Р_max равным 900 кПа;

Р₀ - начальное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);

т - масса горючего газа, вышедшего в результате расчетной аварии, m=100кг;

Z - коэффициент участия горючего во взрыве, который может быть рассчитан на основе характера распределения газов и паров в объеме помещения. Допускается принимать значение Z по НПБ 105-03 гл.2 табл. 2, Z=0,5;

V_св - свободный объем помещения, м³;

_г.п - плотность газа при расчетной температуре t_p, кгм^-3, вычисляемая

(2)

где М - молярная масса, кгкмоль^-1;

V₀ - мольный объем, равный 22,413 м³кмоль^-1;

кгм^-3

t_p - расчетная температура, С. В качестве расчетной температуры следует принимать max возможную температуру воздуха в данном помещении в соответствующей климатической зоне или максимально возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры t_p по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61С;

С_СТ - стехиометрическая концентрация ГГ, % (об.), вычисляемая по формуле

(3)

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_C, n_H, n_O, n_X - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

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

Р= (900-101)· 799·0,000407·19,04·0,33= 16,8кПа

2. Определение площади ЛС конструкций

По СНиП 31-03-2001 «Производственные здания» по п.5.9 в помещениях категорий А и Б следует предусматривать наружные легкосбрасываемые ограждающие конструкции.

В качестве легкосбрасываемых конструкций следует, как правило, использовать остекление окон. При недостаточной площади остекления допускается в качестве легкосбрасываемых конструкций использовать конструкции покрытий из стальных, алюминиевых и асбестоцементных листов и эффективного утеплителя. Площадь легкосбрасываемых конструкций следует определять расчетом. Итак, определим площадь ЛС конструкций:

• для окрасочного цеха площадью S₃=144м²:

V_пом.= S₃ ·h_зд= 144·3,5=504м³

S_л/с=0,05·V_пом.= 0,05·504=25,2м²

Вывод: На участке окраски изделий с приминением нитрокрасок (категории А) в качестве ЛС конструкций устроены распашные окна и двери открывающиеся наружу из помещения с легко раскрывающимся замком.

S_окон+S_дверей= 2*(3*2) +2= 14 м²

S_{стен.панелей} = 25,2-14 = 11,2 м²

Между осями 12 и13 сделать легко сбрасываемую панель S_{не менее} =11,2м²