Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий. Методические рекомендации
по техническим заданиям ГУГПС МЧС (МВД) России в период 1996-2004 гг. Данная разработка не относится к формализованным методикам, устанавливающим содержание и последовательность расчетов в соответствии с особенностями объектов, поскольку современные тенденции развития архитектуры и технологии эксплуатации зданий исключают возможность подобного детерминизма. При этом представленные методические положения не иллюстрируются примерами расчета, что обусловлено как необходимостью существенного сокращения объема изложения, так и объективными условиями предотвращения недопустимого прямого заимствования таких примеров в проектных решениях. Рекомендуемая методология распространяется в основном на объекты гражданского строительства — жилые и общественные здания. С учетом многообразия строительных объектов представляется целесообразным продолжить работу по созданию расчетных методов, ориентированных на многофункциональные комплексы, подземные и супервысотные строительные объекты с массовым пребыванием людей.
коэффициентов ветрового напора для проектируемых зданий необходимо принимать согласно проектной документации или по экспериментальным данным, полученным в результате аэродинамических испытаний (продувка моделей в аэродинамической трубе). При отсутствии необходимых данных аэродинамические характеристики должны устанавливаться расчетным путем в зависимости от направления ветрового воздействия на различные фасады зданий:
= knsin2 + kcos2, (1)
kn и k могут быть приняты по данным табл. 1.
kx, ky, kl могут быть определены по следующим зависимостям:
l,
= 0,3Н/у при 0,5 у 3H,
у = -0,1 при у > 3H,
= kx при х = l.
kww, kws, kwo, приобретающих таким образом значения коэффициентов kn и k.
lL < H.
деления очага пожара и средней температуры дымового слоя:
; (3)
, (4)
abуказанный периметр составляет lsm = 2(a + b).
sm = a Ta/Tsm; (5)
= f(Qk, h), (6)
a — плотность воздуха, кг/м3.
защищаемых помещений определяется выбором функциональной зависимости (6).
k — температура конвективной колонки, hsm — предельно допустимая толщина дымового слоя)
, (7)
=. (8)
=0,36(QkW2)1/3 (Zb + 0,25H), (9)
э 0 h hsm; (10)
> э h > hsm, (11)
Gsm < Gk.
с 0 h hsm, (12)
с — время окончания спасательных работ.
Gsm = Gk и расчет параметров вытяжной противодымной вентиляции осуществляется без интегрирования уравнения (2).
gк с ее критическим значением gккр:
gк < gккр, то в помещении будет пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН);
gк > gккр, то в помещении будет пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ).
, (13)
о max = Тa + 940ехр(0,0047go — 0,141), (14)
gо — приведенная удельная пожарная нагрузка (согласно п. 1 прил. 1).
о = 0,8То max, (15)
hsm -предельная толщина дымового слоя, м;
— площадь коридора, м2;
— длина коридора, м.
hsm/H 0,6,
, (17)
Gsm — массовый расход удаляемых продуктов горения, кг/с;
— площадь двери при выходе из коридора по путям эвакуации, м2;
— высота этой двери, м.
ksm в данной зависимости составляют 1,0 и 1,2 соответственно для жилых и общественных зданий.
.
(20)
= 0,5(Та + Тro),
ro— начальная температура воздуха внутри здания, К.
st2 = Рr2 + 20, (22)
1 = (F)экв1[2r(Pst1 — Pwo1)]0,5, (23)
F)экв1 = F(nd + r + 1)0,5, (24)
d = 2,44;
r = 0 (для прямого тамбура);
r = 0,99 (для прямоугольного тамбура);
r = 2,9…4,0 (для z-образного тамбура).
2 = Gsm/n, (25)
Gst2 > Gst1, то на последующих этапах расчета принимается значение Gst2, в противном случае дальнейший расчет осуществляется по значению Gst1.
; (26)
(i + 1) = Gsti + Gst(i + 1), (27)
st = 60 (при отсутствии дополнительных данных в составе проектной документации).
i-го этажа лестничной клетки определяется соотношением вида:
= [Gsti/(rFst)],
Fst— площадь сечения лестничной клетки, м2.
i + 1)-го этажа лестничной клетки определяются зависимостью
Gstd(i + 1) = Fd(i + 1)[(Pst(i + 1) — Pr(i + 1))/Sda]0,5, (28)
Gstd(i + 1) = Fd(i + 1)[(Pst(i + 1) — Pr(i + 1))/Sdsm]0,5, (29)
Sdsm — удельное сопротивление дымогазопроницанию, кг1·м3.
;
= 50 000 кг1·м3.
— длина щели, м;
d— ширина щели, м.
створчатой двери), d = 1,5·103 м, ldопределяется по периметру дверного полотна.
i + 1)-го этажа определяются зависимостью
, (30)
Gst(i + 1) = Gstd(i + 1) +Gstw(i + 1). (31)
i = N, где N — порядковый номер верхнего этажа лестничной клетки. При этом избыточное давление воздуха в лестничной клетке не должно превышать максимально допустимое значение, равное 150 Па.
Psti > 150 Па, то не выше уровня данного этажа лестничная клетка подлежит разделению рассечками на зоны. Для вышележащей зоны лестничной клетки должен быть проведен расчет в аналогичной последовательности без учета выброса воздуха через наружный выход нижнего этажа. Взамен конструктивного разделения лестничной клетки рассечками может быть предусмотрена распределенная подача воздуха в эту лестничную клетку на различных уровнях (этажах). Возможные для реализации варианты приведены на рис. 4.
— через канал-спутник и регулируемые решетки (клапаны); б — отдельными системами приточной противодымной вентиляции
этажа, например, через тамбур-шлюзы, защищаемые автономными системами приточной противодымной вентиляции, рекомендованные выше последовательность и содержание расчетов остаются неизменными.
Pst2 на Pst1 и Рr2 на Рr1;
Fэкв1 определяется по зависимости (26) как для дверей тамбуров наружных выходов холла, вестибюля, так и для дополнительной двери лестничной клетки. С учетом отмеченных особенностей дальнейший расчет проводится согласно зависимостям (26)-(31).
— 1 = 20 + qh1(a — ro), (32)
= qhi(a — ro), (33)
Gsmпри этом рассчитывается по зависимостям (7), (17). Схема подачи воздуха в указанную лестничную клетку приведена на рис. 5, а.
l2 = Рr2 + 20. (34)
1 = (F)экв1[2r(Pl2 — Pr1)]0,5, (35)
F)экв1 — эквивалентная площадь дверных проемов лифтовой шахты, м2.
n— количество кабин лифтов в шахте;
— площадь дверей лифтовой шахты при выходе из кабины, м2;
l — коэффициент местного сопротивления.
l должны приниматься согласно технической документации на лифтовые установки здания. Для приближенных вычислений может быть использовано соотношение вида:
, (37)
Flc, Fls — площадь поперечного сечения соответственно кабины лифта и лифтовой шахты, м2.
i-м этаже, включая этаж конечной остановки, определяются зависимостями:
Gli = Fd[(Pli — Pri)/Sda]0,5, (38)
Gli = Fd[(Pli — Pri)/Sdsm]0,5, (39)
Pl2 = Pi = const суммарный расход воздуха, фильтрующегося из лифтовой шахты, составляет:
Gl — требуемый по расчету суммарный расход воздуха, подаваемого в лифтовую шахту, кг/с.
логичными указанным в п. 4.2.2. При этом расчетное распределение давления по глубине подземной части должно соответствовать зависимости (33). Схемы подачи воздуха в лифтовые шахты данного вида приведены на рис. 5, б.
= Vn Fdn r, (41)
= Gn + Gn, (42)
Gn = (n — 1)Fdm(Pc/Sdm)0,5, (43)
= Fdsm(Pc/Sdsm)0,5. (44)
c20 Па.
Gsm— массовый расход удаляемых продуктов горения, кг/с;
— коэффициент дисбаланса.
n 0,3.
= Gsm/aили , (46)
Gsm, Тsmдля помещений, защищаемых вытяжной противодымной вентиляцией, согласно принятым исходным данным, определяется необходимое количество дымоприемных устройств и их размещение. В соответствии со структурной схемой систем намечается трассировка этажных вытяжных каналов, вертикальных коллекторов. Предусматриваются места установки вентиляторов с фиксированным наружным выбросом продуктов горения.
,
Ra— эквивалентное сопротивление воздухоприточного канала, кг1·м1;
а — массовый расход приточного воздуха по зависимости (45), кг/с.
. (48)
a, b— размеры сторон сечения, м.
= 0,11(68/Re + k/dэ)1/4, (50)
Re определяется по теплофизическим параметрам, приведенным в прил. 2:
Psmoна и Рoна Psmo. Поправка на изменение величины массового расхода в конце такого промежуточного транзитного участка определяется следующими зависимостями:
; (52)
, (53)
La определяется по аппроксимирующей зависимости согласно п. 1 прил. 3. При этом в аппроксимирующей формуле для воздуховодов класса «П» принимается:
.
, (54)
ql — потери тепла на единицу длины канала, кВт/м;
— суммарная длина промежуточного участка вытяжного канала, м.
= kl(Tsmo — Ta); (55)
1и 2 находятся по справочным данным. Значение 1 определяется из критериальной зависимости вида:
, (57)
Nu, Pr — критерии Нуссельта и Прандтля соответственно;
l, R— поправочные коэффициенты;
1 = Nufsmo/dэ1.
lустанавливаются по табличным справочным данным [11], а коэффициента R — определяются по соотношению
R = (1 + 1,77d/R), (58)
R — радиус изгиба канала, м.
qlпроводится последовательными приближениями, на первом шаге которых задается значение Та < Т3 < Тsmo.
.
1— коэффициент местного сопротивления;
‘smo — плотность при температуре Т’smo, К.
1 определяются по справочным данным [12] с учетом геометрических характеристик элементов присоединения этажного канала к вертикальному коллектору при наличии противопожарного клапана. Коэффициент местного сопротивления для этого клапана определяется по техническим данным изготовителя.
sm1 остальные параметры имеют значения:
;
.
h2— высота (длина) коллектора на данном участке, м;
1— скорость перемещения газа, м/с.
2 = Gsm1 + Gda + Ga, (60)
, (61)
i-го участка канала допускается ие учитывать потери тепла через ограждающие конструкции канала. В этом случае взамен зависимости (61) может быть использовано соотношение:
PsmN, TsmN, GsmN) используются для конечного определения параметров вентилятора системы:
, (62)
= (PsmN + Pd)1,2/smN, (63)
Gsm, Tsmследует руководствоваться данными разд. 3, а значения Tа, kа, Vaследует принимать согласно разд. 2 настоящих рекомендаций. Значение iдолжно соответствовать техническим данным предприятия-изготовителя.
= 3600GstN/a;
= (PstN + Pd)1,2/a;
= 3600GIN/a;
= (PstN + Pd)1,2/a;
= 3600Gn, c, stn/a;
= (20 + Pdq)1,2/a,
II-3-79**. Строительная теплотехника. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. — 32 с.
