Методика расчета систем дымоудаления

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 11Следующая ⇒

1. Расчет системы дымоудаления начинается с определения сопротивления дымового клапана и воздуховодов, по которым дым подводится к клапану по формуле, Па:

,

где: - поправочный коэффициент для коэффициентов местных сопротивлений , являющийся отношением плотности газа (дыма) к плотности стандартного воздуха, в данном случае равный 0,51/1,2=0,425, для дыма при пожаре принимается дополнительная поправка на загрязненность дыма - 1,3, тогда:

;

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке сети от первого резервуара дыма до соединения с ответвлением к второму резервуару дыма с закрытым дымовым клапаном (допускается непосредственно до вентилятора); местное сопротивление открытого дымового клапана на прямом участке допускается принять 0,4;

- массовая скорость дыма в открытом сечении клапана кг/(с·м²) принимается не более 10 кг/(с·м²);

- плотность дыма, 0,51 кг/м³;

- для дыма с температурой 450°С, с учетом перевода давлений в Па, принимать 8,0;

- потери давления на трение принимаются по справочнику [8] кг/м² по соответствующей величине скоростного давления в воздуховоде кг/м²;

- коэффициент для воздуховодов из строительных материалов: 1,7 - для бетона; 2,1 - для кирпича; 2,7 - для шахт оштукатуренных по стальной сетке; для других материалов - по справочнику [8];

- длина участков воздуховода, м, до соединения с ответвлением ко второму резервуару дыма (или до вентилятора).

2. Определяется расход воздуха, подсасываемый через неплотности закрытого дымового клапана, кг/с: ,

где: - периметр притвора дымовых клапанов, м, по приложениям А;

- потери давления на участке от первого резервуара дыма до ответвления ко второму резервуару или до вентилятора, Па.

3. Определяется плотность смеси газов, кг/м³, по формуле:

,

где: , - расход дыма и расход воздуха, кг/с.

4. По общему расходу дыма и воздуха , кг/ч; определяется потеря давления на общем участке от обоих резервуаров и находится разрежение перед вентилятором , Па.

5. Определяется подсос воздуха через неплотности всей сети воздуховодов от дымовых клапанов до вентилятора на основании разрежения перед вентилятором , по формуле:

,

где: - удельный подсос воздуха через неплотности воздуховодов по таблице 2, по классу II; (приложение Б)

- развернутая площадь всех всасывающих воздуховодов, м², как произведение периметра каждого участка системы на его длину, кроме участков, находящихся внутри резервуаров дыма.

6. Общий расход газов перед вентилятором, кг/с

,

и их плотность:

.

По сравнению с ранее рассчитанным, расход возрос в раз, следовательно потери давления воз­растут и будут равны:

,

где: - по формуле (15);

- потери давления при выбросе газов наружу.

7. Естественное давление за счет разности удельных весов наружного воздуха и газов Па, определяется для теплого периода года (параметры Б) по формуле и учитывается со знаком минус:

,

где - высота от оси открытого дымового клапана на первом этаже до оси вентилятора, м;

- расстояние по вертикали от оси вентилятора до выпуска газов в атмосферу, м;

- удельный вес наружного воздуха, Н/м³;

- температура наружного воздуха в теплый период года (параметры Б) °С;

- средний удельный вес газов до вентилятора, Н/м³;

- удельный вес газов до вентилятора, Н/м³.

8. Потери давления, на которые должна быть рассчитана мощность, потребляемая вентилятором, Па: ,

9. Выбор вентилятора по производительности, м3/ч, и скорости его вращения определяются расходом по формуле:

и по условиям потери давления, приведенным к плотности стандартного воздуха по формуле:

,

10. Удаление дыма должно производиться радиальными или осевыми вентиляторами, пригодными для работы в течение времени, необходимого для эвакуации людей, но не менее 1 часа, при = 400°С, следует предусматривать жесткое соединение вентиляторов с воздуховодами или заказывать мягкое соединение из несгораемого материала.

Пример расчета дымоудаления паркинга

Пример. Противодымная защита надземной 2-х этажной стоянки легковых автомобилей на 50 мест (рис.9).

Площадь этажа стоянки 600 м², свободная высота 2,5 м. Стоянка расположена в Одесса. Имеется короткий пандус для въезда автомобилей на первый подземный этаж и изолированный пандус для въезда на 2-ой этаж и две лестничные клетки. Принято, что пожар произошел на первом этаже, где загорелся один автомобиль. Пожарная опасность стоянки легковых автомобилей отнесена к категории В, поэтому средний удельный вес дыма при пожаре принят =5 Н/м³ и плотность 0,51 кг/м³.

Решение. Каждый этаж стоянки автомобилей (рис.9) является одной дымовой зоной 600м² (поз. Р1) высотой 0,5 м, прокладываемой по колоннам на расстоянии 2,0 м от пола, образуя "резервуар дыма" емкостью 300м³.

2. Периметр очага пожара, , согласно СНиП принимается по максимальным га-баритам большего из автомобилей, в данном примере принимаем максимальный – 12 м. Соответствующая площадь должна обслуживаться одной группой сопел спринклерной системы пожаротушения. Расход дыма равен:

= = 22970 кг/ч = 6,38 кг/с (5.1)

где: - периметр очага пожара, (не более 12 м);

- расчетный средний уровень стояния дыма от пола помещения, м, принимаемый в данном случае 2 м;

- коэффициент для вытяжных систем с искусственным побуждением (вентиляторы, эжекторы и др.) =1.

3. Время t (с), заполнения резервуара дымом рассчитываем по формуле:

= с (5.2)

где: - площадь резервуара дыма, м²;

- высота помещения, м;

За 24 с., согласно. Пособия, люди могут пройти 40 м, что согласно п.3.24 МГСН 5.01-94 соответствует нормативному расстоянию до ближайшего эвакуационного выхода из зала стоянки автомобилей.

4. Дальнейшие расчеты дымоудаления с помощью вытяжной вентиляции связаны с расчетом системы вытяжных воздуховодов.

4.1. Расход дыма = 22970 кг/ч = 6,38 кг/с. Проектируем удаление дыма из резервуара Р1 (рис. 9).

Исходя из условия, что массовая скорость дыма , в открытом сечении клапана не может быть более 10 кг/(с·м²), принимаем к установке два дымовых клапана КДМ-2 (с площадью свободного прохода f = 0,33 м²). Соответственно общей площадью прохода для двух клапанов.

Массовая скорость дыма в клапане равняется:

кг/(с·м²) (5.3)

4.2. Так как размеры клапана в свету равны 0,47×0,7 м (см. приложение 4), то для установки двух штук подбираем воздуховод размерами 0,5×1,4 м прокладываемый внутри резервуара дыма. В воздуховоде предусматривается шесть отверстий площадью сечения f_отв = 0,7/6= 0,12 м² каждое. Т.к. на 100 м² требуется одно дымоприемное отверстие, принимаем размер приемных отверстий А×В = 0,4×0,30 м. которые располагаются на схеме (см. рис.10), через равные расстояния по всей длине воздуховода. Массовая скорость дыма в приемных отверстиях дымоприемного воздуховода равна:

кг/(с·м²). (5.4)

4.3. Сумма местных сопротивлений от крайнего дымоприемного отверстия до вентилятора слагается из следующих величин: вход в отверстие с поворотом z₁ - 2,28; клапан z₂ - 0,4; сужение и расширение при проходе клапана z₃ - 0,2; отвод z₄ - 0,45 – 3 штуки.

Всего с поправочным коэффициентом на дым:

= × (z₁ + z₂ + z₃ +z₄ + z₅) = 0,55·[2,28+0,4+0,2+(0,45*3)]=2.3 (5.5)

где - поправочный коэффициент для коэффициентов местных сопротивлений z, являющийся отношением плотности газа (дыма) к плотности стандартного воздуха, в данном случае равный 0,51/1,2=0,425, для дыма при пожаре принимается дополнительная поправка на загрязненность дыма - 1,3, тогда:

(5.6)

4.4 Длина воздуховода по рассчитываемому участку (см. рис. 10):

l = l₁+ l₂+ l₃ = 30+10,5+20=60,5 м.

4.5 Поперечное сечение постоянно и равно 0,7 м²; массовая скорость равна 9,1 кг/(с·м²), скорость потока в воздуховоде V= = =17,8, скоростное давление равно: = =81 Па. Тогда действительные удельные потери равны:

= 1,1·Н = 1,1·0,15=0,165 кг/м² (5. 7)

Рис.9. План на отм. пола 1-го этажа. Входы и выходы, показанные на плане, соответствуют отм. 0.000.

Р1 - резервуар дыма; 2 - вытяжной воздуховод; 3 – изолированные лестничные клетки; 4 – вентилятор; 5 - выезд с первого этажа; 6 - выезд со второго этажа;

7 - тамбуры-шлюзы на въезд; 8 - тамбуры-шлюзы на входах; 9 – вход.

где Н – удельные потери на трение, кг/м², на 1м воздуховода определяем по приложению 4.

4.6 Общие потери на трение в сети до вентилятора рассчитываем по формуле, Па:

= 0,55·2,3·81+8·0,165·1·60,5=247 Па (5.8)

где: - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке сети местное сопротивление открытого дымового клапана на прямом участке допускается при-нять 0,4;

- для дыма с температурой 450°С, с учетом перевода давлений в Па, необходимо принимать 8,0;

Рис.10. 1 и 2 - дымовые клапаны; Р1 - резервуар дыма; 3 - вентилятор;

4, 5 и 6 – расчетные участки воздуховодов.

- коэффициент для воздуховодов из строительных материалов: 1,7 - для бетона; 2,1 - для кирпича; 2,7 - для шахт оштукатуренных по стальной сетке; для стальных воздуховодов - 1;

4.7. Определяем подсос воздуха через два дымовых клапана, установленные на резервуаре:

=18·(2·2,34·247)^0,5 = 612 кг/ч:3600=0,17 кг/с

где: - периметр притвора дымовых клапанов, м, (см. приложение 3) (периметр одного 0,47·2+0,7·2=2,34);

4.8. Определяем плотность газов после смешения дыма с воздухом по формуле:

=(6,38+0,17)/(6,38/0,51+0,17/1,2)=0,52 кг/м³ (5.9)

4.9. Определяется подсос воздуха через неплотности всей сети воздуховодов от дымовых клапанов до вентилятора на основании разрежения перед вентилятором , по формуле:

= 0,00045·154 = 0,083 кг/с (5.10)

где: - удельный подсос воздуха через неплотности воздуховодов (класс П) определяется по приложению 4, таблица 2;

Удельный подсос воздуха через неплотности воздуховодов при разрежении в корне 247 Па равен:

= 0,45/1000=0,00045 кг/(с·м²) (5.11)

- развернутая площадь всех всасывающих воздуховодов, м², как произведение периметра каждого участка системы на его длину, кроме участков, находящихся внутри резервуаров дыма.

Общая развернутая площадь воздуховодов , до вентилятора при периметре 3,8 м и длине (без воздуховодов внутри резервуаров дыма) равна:

=(60,5-20)·3,8=154 м² (5.12)

4.10. Суммарный расход газов перед вентилятором, определим по формуле:

= 6,38+0,17+0,083=6,633 кг/с = 23879 кг/ч (5.13)

Расход газов увеличился по сравнению с ранее рассчитанным по формуле 5.1:

К = = 6,633/6,38=1,04 (5.14)

следовательно, потери давления возрастут и будут равны:

= 247·(1+1,04²)/2+105=372 Па (5.15)

где: - общие потери на трение в сети до вентилятора, Па, рассчитываем по формуле (5.8); К по формуле (5.14)

- потери давления при выбросе газов наружу, рассчитываемые по аналогии с формулой (5.8), при плотности газов, рассчитанной по формуле (5.9).

= = 0,55·1,1·81+8·0,165·1·40,5 = 105 Па (5.16)

где: - поправочный коэффициент для коэффициентов местных сопротивлений z, принимаем равным по формуле (5.6) равным 0,55.

- сумма коэффициентов местных сопротивлений, равна 1,1;

- для дыма с температурой 450°С, с учетом перевода давлений в Па, необходимо принимать 8,0;

- коэффициент для стальных воздуховодов равен 1;

- скоростное давление равно 81 Па;

l - длина воздуховода на рассчитываемом участке, равна 40,5 м;

- действительные удельные потери, Па, принимаем по формуле (5.7) равными 0,165 Па/м;

4.11 Плотность газов перед вентилятором определяем по формуле (5.9)

= =6,633/(6,38/0,51+0,253/1,2)=0,524 кг/м³ (5.17)

4.11. Плотность наружного воздуха при температуре в г. Одессе в теплый период года (параметры Б) t_Н^Л = 28,6 °С составит:

= 353/(273+ t_Н^Л )= 353/(273+28,6)=1,17 кг/м³ (5.18)

4.12 Естественное давление за счет разности удельных весов наружного воздуха и газов , Па, определяется для теплого периода года (параметры Б) по формуле и учитывается со знаком минус:

,= 2·(11,48 - 5,05)+40,5·(11,48 - 5,14)=260 Па (5.19)

где - высота от оси открытого дымового клапана на первом этаже до оси вентилятора, м, принимаем по условию (см. рис. 10) равным 40,5 м;

- расстояние по вертикали от оси вентилятора до выпуска газов в атмосферу, м, принимаем по условию (см. рис. 10) равным 2 м;

= = 11,48 Н/м³ - удельный вес наружного воздуха;

t_Н^Л - температура наружного воздуха в теплый период года, °С;

= = 5,05 Н/м³ - средний удельный вес газов до вентилятора;

= = 5,14 Н/м³- удельный вес газов до вентилятора.

4.13. Потери давления, на которые должна быть рассчитана мощность, по-требляемая вентилятором, равны:

=372-260 = 112 Па (5.20)

4.14. Выбор вентилятора по производительности м³/ч и скорости вращения определяется расходом по формуле:

= 3600·6,633/0,524=45570 м³/ч

и по условным потерям давления, приведенным к плотности стандартного воздуха по формуле:

=1,2·112/0,524=256 Па (5.21)

4.15. Установочную мощность электродвигателя необходимо принять, ори-ентируясь на начальный момент пожара, когда вентилятор будет засасывать и транспортировать воздух параметров помещения.

Принимаем к установке радиальный крышный вентилятор дымоудаления ЗАО «Интер-кондиционер» марки ВДРДВ-8,5-20 с электродвигателем АИР200L8, мощностью 22 кВт, частота вращения 730 об/мин. Данный вентилятор может перемещать дымо-газовоздушную смесь с температурой 600°С, в течение 180 минут, что удовлетворяет требованиям нормативных документов.

Литература

1. ДБН В.2.3.-15:2007 Автостоянки и гаражи для легковых автомобилей.
Киев 2007.45с.

2. В.С.Пономаренко, О.А.Стельмах Практическое пособие по расчету и
использованию оборудования для систем противодымной защиты зданий.
Харьков 2002. 92с.

3. «Укрвент» Каталог производственного оборудования. Киев. 44с.

4. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование. М. 1991.

5. К.Сенковский, Я.Юхницкий Система КАN-thеrm.Справочник
проектировщика и производителя работ. Варшава, фирма КАN Sр
2005.145с.

6. DEVI Кабельные системы. Киев 2007. 43с.

7. О. А.Стельмах, Ю.В-Уваров, Р.И.Шевченко, Е.Н.Гринченко Расчет
вентиляционного оборудования систем дымоудаления и подачи воздуха
при пожаре.

Практическое пособие. Харьков 2006. 156с.

8. ВСН 01-89. Предприятия по обслуживанию автомобилей. Москва
1990. 22с.

9. Ю.С. Краснов, А.М. Борисоглебская, А.В. Антипов Системы вентиляции и
кондиционирования. Рекомендации по проектированию, испытаниям и
наладке. М.2004. 369с.

10. DEVI Каталог продукции. Киев 2007. 47с.

11. В.В. Пырков Электрические кабельные системы отопления.

Электрическое сопоставление. Киев 2004. 88с.

12.ДБН В.2.6-31:2006 Тепловая изоляция зданий. Минстрой Украины.

Киев 2006. 65с.

13.К.Сеньковкий Я.Юхницкий Система КАN-thеrm. Подпольное

отопление. Укладка мокрым методом Инструкция по монтажу. Варшава

2004.21с.

14.ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху

рабочей зоны. М. Госстрой. 1988. 76с.

15.К.Сеньковкий Я.Юхницкий Система КАN-thеrm. Справочник по подогреву открытых поверхностей. Варшава 2004. 14с.

16.ДБН В.2.5-23-2003 Инженерное оборудование зданий и сооружений.

Электрическая кабельная система отопления. Госстрой Украины

2004.29с.

17.Воздухообрабатывающая установка «Flexomix S»

воздухопроизводительностью 700-2500 м³/ч. Каталог для подбора. Киев

2004. 80с.

18.ДБН В.2.5-28:2006 Защита от пожара. Строительные конструкции.

Методы испытания на огнестойкость.

19.Б.А.Крупнов Н.С.Шарафадинов Руководство по проектированию систем

отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.- Вена 2006.

216с.

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕКОТОРЫХ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Приложение 3

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?