Большая База Данных Рефератов - Пожарная автоматика при обеспечении пожарной безопасности

Пожарная автоматика при обеспечении пожарной безопасности

p align="left">Широкий выбор пожарных извещателей, разрешенных к применению на территории РБ позволяет проектировать системы пожарной сигнализации, учитывая характеристики защищаемых помещений объекта, а также материальные возможности и пожелания заказчика. В таблице 2 приведены основные технические характеристики наиболее часто применяемых пожарных извещателей.

Таблица 2 - Основные технические характеристики извещателей пожарных

Модель	Страна-производитель	Принцип действия	Порог срабатывания	Инерционность срабатывания, с	Питание В/мА	Диапазон раб. температур, С
Тепловые ПИ
ИП 101-1А	Россия	Тепловой мгновенный	50…100	60	10…25 / 0.05	-30…+100
ИП 101-2	Россия	Тепловой макс. диф.	54…56	60	24 / 0.3	-40…+70
ИП 103-2	Россия	Тепловой мгновенный	54…78	80…100	22…65 / 1	-40…+50
ИП 103-4/1	Россия	Тепловой мгновенный	60…70	120	12…30 / 150	-30…+50
ИП 103-5/1	Беларусь	Тепловой максимальный	70…75	120	30 / 150	-50…+50
ИП 105	Беларусь	Тепловой максимальный	60…70	120	12…30 / 0.03	-50…+50

3. Характеристика объекта
Объект "офисное помещение" представляет собой отдельное железобетонное здание, состоящее из 3-х помещений (3 на первом этаже).

Доступ в здание осуществляется через главный входа.

Стены периметра объекта - капитальные; решетки на окнах отсутствуют; общая площадь помещений составляет 50 м2; во всех помещениях высота потолков - 255 см; отопление водяное с радиаторами, расположенными под каждым окном; объект телефонизирован.

Объект содержит следующие помещения: "кабинет директора"-1 шт., "офисное помещение"-1 шт., "санузел".

Защищаемые зоны помещений по классификации ПУЭ относятся к классам П-11А.

Несущие конструкции здания - железобетонные с применением бетона на известняковом щебне с плотностью 2250 кг/м3. Высота офиса - 2,8 м. из Перекрытия полов железобетонные, толщины у которых равнялись 0,2 м. Стены выполнены из красного кирпича на цементно-песчаном растворе. Толщина наружных стен 0,22 м и внутренних стен - 0,11 м.

4. Сценарий пожара
Выбор расчетной схемы развития возможного пожара в защищаемом помещении и определение класса пожара по темпу изменения его тепловой мощности.

1. При выборе расчетной схемы развития пожара все многообразие возможных схем целесообразно свести к двум схемам - круговое распространение пожара и горение штабеля из твердых горючих материалов.

К круговой схеме могут быть отнесены случаи распространения пожара по твердым (или волокнистым) горючим материалам, равномерно расположенным на достаточно больших площадях, а также случаи распространения пожара по рассредоточено расположенным горючим материалам, небольшое расстояние между которыми не препятствует переходу пламени с горящего материала на не горящий. Ко второй схеме могут быть отнесены случаи горения материалов, сложенных в виде штабелей различных размеров.

2. Тепловую мощность очага пожара для выбранных расчетных схем рассчитывают по формуле:

Q = Kт. ф2, кВт (1)

где Кт - коэффициент, характеризующий темп изменения тепловой мощности очага пожара, кВт/с2;

ф - время с момента возникновения пламенного горения, с.

Коэффициент Кт рассчитывают в зависимости от выбранной схемы развития пожара по формулам:

а) для кругового распространения пожара

Кт = рз V2л шуд Qн, (2)

где з - коэффициент полноты горения (допускается принимать равным 0,87);

Vл - линейная скорость распространения пламени по поверхности материала, м/с;

шуд - удельная массовая скорость выгорания материала, кг/(м2 с);

Qн - низшая рабочая теплота сгорания материала, кДж/кг.

Значения Vл, шуд и Qн принимаются по справочной литературе.

б) для случая горения твердых горючих материалов, сложенных в виде штабеля

Кт = 1055/ф2*, (3)

где ф* - время достижения характерной тепловой мощности очага пожара, принимаемой равной 1055 кВт, с

3. Определяют класс пожара по темпу его развития в зависимости от значения коэффициента Кт:

медленный темп развития пожара - темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием Кт < 0,01 кВт/с2;

средний темп развития пожара - темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием 0,01 < Кт < 0,03 кВт/с2;

быстрый темп развития пожара - темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием 0,03 < Кт < 0,11 кВт/с2;

сверхбыстрый темп развития пожара - темп изменения тепловой мощности очага пожара характеризуется условием Кт > 0,11 кВт/с2

Определение предельно допустимой тепловой мощности очага пожара к моменту его обнаружения.

1. Величину предельно допустимой тепловой мощности очага пожара Qпд определяют с учетом особенностей защищаемого помещения и возлагаемой на АУПС задачи по обеспечению безопасности людей и/или материальных ценностей.

2. При локально размещенной в помещении горючей нагрузке величина Qпд может быть непосредственно задана по справочной литературе, содержащей данные по максимальной тепловой мощности, выделяемой при горении различных материалов (предметов), а также по формуле:

Qпд = з шуд Fпд Qн, кВт (4)

где Fпд - площадь, занимаемая горючей нагрузкой, м2.

Выбор типа и размеров расчетного очага пожара производится с учетом заданной величины возможного материального ущерба.

3. Для кругового распространения пожара и с учетом задачи АУПС по обеспечению пожарной безопасности материальных ценностей величина Qпд может определяться по формуле:

Qпд = Кт. Кб. [Fпд / (рV2л)] 0,5 (5)

где Кб - коэффициент безопасности (допускается принимать равным 0,8);

Fпд - предельно допустимая площадь пожара на момент обнаружения АУПС определяется на основании технико-экономического обоснования мер противопожарной защиты для конкретного объекта (допускается принимать равной 6 м2).

4. Величина Qпд может быть рассчитана по значению необходимого времени обнаружения пожара, которое рассматривается в данном случае как критерий выполнения возложенной на АУПС задачи. Расчет проводится по следующей формуле:

Qпд = Кт. фноб2, кВт (6)

где фноб - необходимое время обнаружения пожара, с.

Необходимое время обнаружения пожара определяют с учетом возложенных на АУПС задач по обеспечению безопасности людей и/или материальных ценностей и рассчитываются по методикам, разработанным головными организациями, в области обеспечения пожарной безопасности.

При моделировании пожара в здании теплофизические свойства железобетонных и кирпичных конструкций принимались по табл.3, 4.

Таблица 3 Теплофизические характеристики некоторых материалов использованных на строительные конструкции здания

материал	Средняя плотность (В сухом состоянии) кг/м2	Коэффициент теплопроводности,	Удельная теплоемкость Дж/кг	Степень черноты
Кирпич глиняный обыкновенный	1580	0,34+0,00017t	710+0.42t	094
Тяжелый бетон на известняковым заполнителе	2250	1.14+0.00055t	710+0.83t	0.625
Цементно-песчаная штукатурка	1930	0.62+0.00033t	770+0.63t	0.867

Таблица 4 Теплофизические характеристики материалов

материалы	Tig	Д H, кДж/кг	L, кДж/кг	P, Кг/м3	С, кДж/(кг К)	Сбр (кДж/с) 2	W%	M max
Обивочный	290	30,5	1,2	22		2,05		0,067
Деревянный	360	11,9	3,9	440	1,36		11,9	0,047
Пластмасса	370	39,7	1,7	105		4,05		0,034
Ковер	290	29,7	2	750		6,07		0,014

Где Tig - температура воспламенения,

Д H - низшая теплота сгорания,

L, - теплота газификации,

P - плотность,

С - теплоемкость,

Сбр - тепловая инерция,

W - влажность,

M max - максимальная скорость выгорания.

Данные о размерах дверных и оконных проемов приведены в табл.5.

При расчетах температурного режима пожара предполагалось, что разрушение остекления окон происходит в момент, когда температура у верха оконных рам достигает 300 °C.

Таблица 5 Данные о размерах дверных и оконных проемов

помещения	комната	Площадь пола	Размеры проемов	Суммарная площадь проемов м2
			окна	двери
офис	Кабинет директора	15,3	1,4*1,2	0,8*2,1	3,36
	офис	28,05	1,4*1,2	0,8*2,1	3,36

Горючая нагрузка была обследована по детерминистической оценке во всех помещениях рассматриваемого здания. Средняя горючая нагрузка показана в таблице 6

Таблица 6 Средняя горючая нагрузка в помещениях

Помещение	Средняя горючая нагрузка, МДж/м2
	Кабинет директора	офис	всего
офис	423	398	407

Методом математического моделирования исследована динамика развития пожара в помещениях.

При закрытой входной двери, время развития пожара в этом офисе достигает 2500 с и в большинстве пожаров максимальная температура изменяется в диапазоне от 1000°С до 1100°С. Время образования опасных концентраций токсичных газов изменяется от 250 с до 310 с.

5. Расчет размещения извещателей
1. Предлагаемая методика позволяет рассчитывать максимально допустимые расстояния между точечными тепловыми и дымовыми пожарными извещателями в защищаемых помещениях и выбрать тип извещателей отвечающих требованиям обнаружения с учетом возложенной на автоматическую установку пожарной сигнализации (АУПС) задачи по обеспечению пожарной безопасности людей и/или материальных ценностей в зависимости от следующих параметров:

темпа развития возможного пожара;

предельно допустимой тепловой мощности очага пожара к моменту его обнаружения;

характеристик пожарных извещателей;

высоты помещения;

температуры воздуха в помещении до пожара.

2. Методика позволяет модифицировать требования, изложенные в разделе 8 НПБ 88 для условий, отличающихся от используемых при составлении таблиц с обязательными значениями максимальных расстояний между пожарными извещателями.

3. Результаты расчета максимально допустимых расстояний между пожарными извещателями, не снижающие обязательные требования норм, реализующие без согласования с органами Государственного пожарного надзора. Результаты расчетов, ослабляющие обязательные требования норм или не имеющие отражения в Нормах, согласовываются с территориальными органами Государственного пожарного надзора на основании экспериментальной проверки или экспертной оценки, проведенных головными организациями в области пожарной безопасности.

4. В качестве критерия своевременности обнаружения пожара в защищаемом помещении принимается условие срабатывания пожарных извещателей в момент достижения тепловой мощностью очага горения своего предельно допустимого значения, определяемого с учетом возложенной на автоматические установки пожарной сигнализации задачи (цели функционирования сигнализации) по обеспечению безопасности людей и/или материальных ценностей.

Последовательность определения максимально допустимых расстояний между точечными пожарными извещателями (предельно допустимого расстояния от вертикальной оси очага горения) при которых целевая функция выполняется

Максимально допустимые расстояния между точечными пожарными извещателями, при которых обеспечивается выполнение возложенной на АУПС задачи, определяют в следующей последовательности:

на основе анализа горючей нагрузки защищаемого помещения в с выбирают расчетную схему развития возможного пожара и определяют класс пожара по темпу изменения его тепловой мощности;

определяют предельно допустимую тепловую мощность очага пожара, в момент достижения которой должно быть обеспечено срабатывание пожарных извещателей и выполнение возложенной на АУПС задачи;

используя данные по темпу развития пожара и предельно допустимой к моменту обнаружения пожара тепловой мощности очага горения, полученные при проведении расчетов для заданной высоты помещения и технических характеристик, пожарных извещателей определяют максимально допустимые расстояния между ними, при которых будет обеспечено своевременное обнаружение пожара, когда его тепловая мощность достигнет предельно допустимого значения.

Определение максимально допустимых расстояний между пожарными извещателями.

1. Максимально допустимые расстояния между точечными тепловыми пожарными извещателями максимального действия определяются в зависимости от следующих параметров

предельно допустимой тепловой мощности очага пожара Qпд;

темпа развития пожара;

высоты помещения;

температуры срабатывания извещателя Тср;

температуры воздуха в помещении То;

индекса инерционности извещателя RTI.

2. Максимально допустимые расстояния между точечными тепловыми пожарными извещателями дифференциального действия определяют в зависимости от следующих параметров:

предельно допустимой тепловой мощности очага пожара Qпд;

темпа развития пожара;

высоты помещения;

индекса инерционности извещателя RTI.

3. Индекс инерционности RTI (м. с) 0,5, является мерой чувствительности теплового пожарного извещателя к динамическому нагреву. Индекс инерционности определяют путем проведения испытаний тепловых извещателей на тепловое воздействие потока воздуха с заданными значениями температуры и скорости. Для тепловых извещателей ИП 105-3/1 и ИП 104-1 значения RTI могут быть приняты равными 16,9 и 18,7 (м. с) 0,5 соответственно.

При проведении расчетов приняты следующие основные допущения:

возникновение пожара совпадает по времени с началом пламенного горения;

тепловая мощность при горении штабелей из твердых горючих материалов изменяется пропорционально квадрату времени с момента возникновения горения;

расчетные эмпирические зависимости, полученные для случаев горения штабелей, справедливы для случаев кругового распространения пламени по горизонтально расположенному горючему материалу;

при проведении расчетов используется полная тепловая мощность очага горения, а не ее конвективная составляющая;

влияние рециркуляции газового потока и припотолочного слоя нагретых продуктов горения на параметры радиальной струи не учитывается;

начальная температурная стратификация воздуха в помещении не учитывается;

локальная скорость газа в радиальной струе связана заданным соотношением с избыточной локальной температурой независимо от темпа и времени развития пожара;

очаг пожара находится на полу помещения;

потолок помещения представляет собой плоскую горизонтальную поверхность без выступов;

чувствительный элемент пожарных извещателей находится на расстоянии 0,12 м от потолка помещения;

чувствительный элемент тепловых пожарных извещателей рассматривается в виде точки с заданной массой и удельной теплоемкостью, температура которой однородна по объему.

5.1 Последовательность выбора извещателей пламени
Извещатели пламени применяются для защиты зон, где извещатели тепла или дыма не в состоянии выполнить задачу защиты за заданное время, определяемое его инерционностью.

Инерционность извещателей пламени, в основном, связана со способом обработки сигнала, создаваемого фотоприемником. Способ обработки сигнала связан, в свою очередь, с выбранным информационным признаком пожара. В качестве информационных признаков пожара, как правило, принимают:

особенности спектральной характеристики входного излучения;

наличие амплитудных пульсаций входного сигнала.

Извещатели реагирующие на постоянную составляющую входного сигнала, где информационным признаком пожара является спектральная характеристика входного излучения, как правило, имеют ограничения по инерционности реакции, связанные:

техническими характеристиками фотоприемника;

характеристиками извещателя, определяющими устойчивость извещателя на воздействие импульсных оптических помех.

Извещатели реагирующие на постоянную составляющую входного сигнала, как правило, имеют малую инерционность (3с…1мкс).

Извещатели реагирующие на пульсации входного излучения имеют значительно большую инерционность, связанную с необходимым временем обработки входного сигнала, как правило, более 3 с.

Выбор извещателя производится в следующем порядке:

1. Извещатели с инерционностью более установленного времени обнаружения исключаются.

2. Устанавливается размер поверхности горения, развившийся за время от начала пожара до установленного времени обнаружения (для большинства ЛВЖ размер поверхности горения зависит от ограниченной или свободной площади разлива).

3. Производится расчет размеров "светящегося пятна" для данного горючего материала по ГОСТ Р 12.3 047-98.

4. Устанавливается максимальное допустимое расстояние установки извещателя от предполагаемого очага.

Определение максимального допустимого расстояния установки извещателя от предполагаемого очага производится в следующем порядке:

1. Рассчитывается диаметр поверхности горения конкретного горючего материала для расчетного варианта развития пожара, образовавшаяся за время необходимое для обнаружения пожара (предкритическое время), d max.

2. Рассчитывается высота "огненного шара" hmax по методике ГОСТ Р12.3 047-98.

3. Рассчитывается площадь сечения "огненного шара" по формуле Smax=0,7 (dmax x hmax).

4. Рассчитывается коэффициент масштабирования Кm (отношение площади сечения "огненного шара" очага Smax к площади сечения тестового очага Stest.

5. Рассчитывается максимальное расстояние на котором извещатель будет регистрировать предкритический очаг конкретного горючего материала:

Lп= L x Km x Kи х ф

где:

L - расстояние на котором извещатель регистрирует очаг тестового пожара (чувствительность), м, приведенное в технической документации на извещатель;

Kи - коэффициент использования фотопреобразователя конкретного извещателя к излучению пламени конкретного горючего материала по отношению к излучению пламени тестового очага, приведенный в технической документации на извещатель;

ф - коэффициент пропускания излучения средой.

6. Производится размещение извещателей в соответствии с требованиями НПБ88.

6. Обоснование выбора обнаружения пожара
Исходя из данных, приведенных в таблице 1, а также учитывая характеристики и площадь объекта, разрабатываемую систему наиболее выгодно построить на базе ПКП “Аларм 5”. Количество используемых шлейфов сигнализации обеспечивает необходимый по СНБ 2.02.05-04 резерв.

Прибор предназначен для контроля состояния пожарных извещателей и в случае их срабатывания вырабатывает сигнал тревоги. ПКП имеет выходы для подключения световых и звуковых оповещателей. Кроме того, ПКП обеспечивает автоматическое переключение на резервное питание (аккумуляторы) при пропадании основного питания (220В) и индикацию неисправностей при их наличии (пониженное напряжение на аккумуляторных батареях, обрыв сигнального устройства и т.д.).

Исходя из данных, приведенных в таблице 2, а также учитывая характеристики защищаемых помещений, разрабатываемую систему наиболее выгодно построить, используя в качестве тепловых пожарных извещателей - ИП 103-5/1.

При сигнале "Пожар" с ПКП происходит автоматический запуск системы оповещения, включение наружного светозвукового оповещателя SOA-4PS.

Литература

1. ГОСТ 12.1 004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

2. ГОСТ 12.1 019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

3. ГОСТ 12.1 030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

4. ГОСТ 12.2 003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

5. ГОСТ 12.2 007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.

6. ГОСТ 12.3 046-91 ССБТ. Установки пожаротушения автоматические. Общие технические требования.

7. ГОСТ 12.4 009-83 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды, размещение и обслуживание.

8. ГОСТ 12.4 026-76 ССБТ. Цвета сигнальные и знаки безопасности.

9. ГОСТ 14254-96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками.

10. ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

11. ГОСТ Р 50680-94 Установки водяного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.

12. ГОСТ Р 50800-95. Установки пенного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.

13. ГОСТ Р 50898-96 Извещатели пожарные. Огневые испытания.

14. ГОСТ Р 50969-96 Установки газового пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.

15. ГОСТ Р 51089-97. Приборы приемно-контрольные и управления пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний.

16. НПБ 56-96 Установки порошкового пожаротушения импульсные. Временные нормы и правила проектирования и эксплуатации.

17. НПБ 57-97 Приборы и аппаратура автоматических установок пожаротушения и пожарной сигнализации. Помехоустойчивость и помехоэмиссия. Общие технические требования. Методы испытаний.

18. НПБ 58-97 Системы пожарной сигнализации адресные. Общие технические требования. Методы испытаний.

19. НПБ 65-97 Извещатели пожарные оптико-электронные. Общие технические требования. Методы испытаний.

20. НПБ 66-97 Извещатели пожарные автономные. Общие технические требования. Методы испытаний.

21. НПБ 70-98 Извещатели пожарные ручные. Общие технические требования. Методы испытаний.

22. НПБ 71-98 Извещатели пожарные газовые. Общие технические требования. Методы испытаний.

23. НПБ 72-98 Извещатели пожарные пламени. Общие технические требования. Методы испытаний.

24. НПБ 75-98 Приборы приемно-контрольные пожарные. Приборы управления пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний.

25. НПБ 76-98 Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний.

26. НПБ 77-98 Технические средства оповещения и управления эвакуацией пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний.

27. НПБ 85-2000 Извещатели пожарные тепловые. Общие технические требования. Методы испытаний.

28. НПБ 88-2000 Приборы приемно-контрольные и управления пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний.

29. НПБ Установки пожаротушения и сигнализации. нормы проектирования и применения.

30. НПБ Извещатели радиоизотопные. Общие технические требования. Методы испытаний.

31. НПБ Извещатели пожарные линейные. Общие технические требования. Методы испытаний.

32. НПБ 104-95 Проектирование систем оповещения людей о пожаре в зданиях и сооружениях.

33. НПБ 105-95 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

34. НПБ 110-99 Перечень зданий и сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками тушения и обнаружения пожара.

35. Методические рекомендации. Автоматические системы пожаротушения и пожарной сигнализации. Правила приемки и контроля.

Страницы: 1, 2

Меню

Пожарная автоматика при обеспечении пожарной безопасности