Пособие по применению нпб 105-95 “определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности” при рассмотрении проектно-сметной документации


МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА “ЗНАК ПОЧЕТА”

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ

ПОСОБИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НПБ 105-95

“ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ” ПРИ РАССМОТРЕНИИ ПРОЕКТНО-СМЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

УДК 614.841.33:614.83.833.075.5

Авторы: Ю.Н. Шебеко, И.М. Смолин, И.С. Молчадский, Н.Л. Полетаев, С.В. Зотов, В.А. Колосов, В.Л. Малкин, Е.В. Смирнов, Д.М. Гордиенко.

Приведены порядок определения и упрощенные методы расчета параметров взрывопожарной опасности и категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности, необходимые для них номограммы, сведения о пожаровзрывоопасных свойствах наиболее распространенных горючих веществ и материалов и типовые примеры расчетов категорий помещений и зданий конкретных производственных объектов.

Пособие предназначено для практического использования сотрудниками (работниками) органов государственного пожарного надзора, проектных организаций, преподавателями и слушателями пожарно-технических учебных заведений.

Пособие разработано и утверждено Всероссийским научно-исследовательским институтом противопожарной обороны (ВНИИПО) МВД России и согласовано Главным управлением Государственной противопожарной службы (ГУГПС) МВД России письмом № 20/2.2/1161 от 18 мая 1998 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

С 1 января 1996 г. введены в действие НПБ 105-95 ГУГПС МВД России " Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности" (приказ N 32 от 31.10.95 г.). Этот документ устанавливает методику определения, категорий помещений и зданий производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности в зависимости от количества и пожаровзрывоопасных свойств находящихся (обращающихся) в них веществ и материалов с учетом особенностей технологических процессов размещенных в них производств.

При разработке НПБ 105-95 проект документа был разослан в региональные управления ГПС и заинтересованные научно-исследовательские и проектные организации. В результате анализа поступивших предложений и замечаний по проекту документа определен круг вопросов, касающихся практического использования содержащихся в документе методов расчета категорий помещений и зданий.

Значительная часть предложений и замечаний относилась к пожеланиям включить в документ порядок определения и упрощенные методы расчета параметров взрывопожарной опасности и категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности, необходимые для них номограммы, сведения о пожаровзрывоопасных и физико-химических свойствах наиболее распространенных и широко применяемых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих жидкостей (ГЖ), горючих газов (ГГ). горючих пылей и твердых горючих веществ и материалов, а также примеры расчетов категорий помещений и зданий конкретных объектов. Вместе с тем такого рода материалы являются предметом методических пособий, разрабатываемых после утверждения нормативных документов, в частности НПБ 105-95.

Как следует из изложенного выше, в связи с введением в действие НПБ 105-95 возникла настоятельная необходимость разработки методического документа (пособия), содержащего подробные разъяснения по практическому использованию расчетных методов определения категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности, что и является целью настоящего Пособия. Актуальность работы определялась значительным числом отзывов, поступивших из региональных управлений ГПС, научно-исследовательских и проектных организаций и содержащих многочисленные предложения и заключения по проекту НПБ 105-95.

Настоящее Пособие предназначено для практического использования сотрудниками (работниками) органов государственного пожарного надзора, проектных организаций, а также преподавателями учебных заведений пожарно-технического профиля при рассмотрении проектно-сметной документации.

В Пособии приведены порядок определения и упрощенные методы расчета параметров взрывопожарной опасности и категорий помещений по взрывопожарной и пожарной опасности, необходимые для них номограммы, сведения о пожаровзрывоопасных свойствах наиболее распространенных горючих веществ и материалов и типовые примеры расчетов категорий помещений и зданий конкретных объектов.

Пособие рассматривает расчетные методы определения категорий помещений и зданий производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности (А, Б, В1 В4, Г, Д), в которых обращаются горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, горючие пыли и твердые горючие вещества и материалы.

Последовательность и порядок проведения расчетов, определение исходных данных для расчета, выбор и обоснование расчетного варианта с учетом особенностей технологических процессов производства отражены в типовых примерах расчетов категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

2. ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРОЩЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ

2.1. В соответствии с положениями разд. 3 НПБ 105-95 [2] определяется масса горючего газа (ГГ) т (кг), вышедшего в результате расчетной аварии в помещение.

2.2. Согласно химической формуле ГГ [5; приложение 2] определяется значение стехиометрического коэффициента кислорода в реакции сгорания ?? по формуле (3) НПБ 105-95.

2.3. Стехиометрическая концентрация ГГ Сст (% (об.)) рассчитывается по формуле (3) НПБ 105-95 или определяется исходя из значения коэффициента ?? по номограмме (рис. 1).

2.4. По нормам [1] определяется абсолютная максимальная температура воздуха для данной климатической зоны, соответствующая расчетной температуре tp (°C) в рассматриваемом помещении. Рассчитывается параметр хt = 1/(1 + 0,00367 ?? tp) или определяется по номограмме (рис. 2).

2.5. Из справочных данных [5; приложение 2] определяется молярная масса М (кг ?? кмоль-1) ГГ и удельная теплота сгорания Нт (Дж ?? кг -1).

2.6. Плотность ГГ ?? г (кг ?? м-3) рассчитывается по формуле (2) НПБ 105-95 или определяется по номограммам (рис. 3-6) для конкретных значений М (кг ?? кмоль-1) и tp (°С).

2.7. Согласно п. 3.4 НПБ 105-95 определяется свободный объем помещения Vсв (м3).

2.8. Избыточное давление взрыва ??Р (кПа) для ГГ, указанных в п. 3.5 НПБ 105-95, кроме водорода, при значении Z = 0,5 определяется по номограмме (рис. 16) или по формуле

(1)

2.9. Для водорода, метана, пропана и бутана избыточное давление взрыва ??Р (кПа) согласно п. 3.5 НПБ 105-95 может быть определено по номограмме (рис. 17) или по формулам:

- для водорода (Z = 1,0)

; (2)

- для метана (Z = 0,5)

; (3)

- для этана (Z = 0,5)

; (4)

- для пропана (Z = 0,5)

; (5)

- для бутана (Z = 0,5)

; (6)

2.10. Избыточное давление взрыва ??Р (кПа) для ГГ, указанных в п. 3.6 НПБ 105-95, кроме водорода, призначении Z = 0,5 определяется по номограмме (рис. 18) или по формуле

. (7)

2.11. Для водорода, метана, этана, пропана и бутана избыточное давление взрыва ??Р (кПа) согласно п. 3.6 НПБ 105-95 может быть определено по номограмме (рис. 19) или по формулам:

- для водорода (Z = 1,0)

; (8)

- для метана (Z = 0,5)

; (9)

-для этана (Z = 0,5)

; (10)

- для пропана (Z = 0,5)

; (11)

- для бутана (Z = 0,5)

; (12)

2.12. Определяется категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности на основании полученного значения величины избыточного давления взрыва ??Р (кПа). Если ??Р > 5 кПа, то помещение относится к взрывопожароопасной категории А. Если ??Р ?? 5 кПа, то помещение не относится к взрывопожароопасной категории А и дальнейшее определение категории помещения в зависимости от пожароопасных свойств и количеств обращающихся в помещении веществ и материалов осуществляется в соответствии с требованиями п. 2.2 НПБ 105-95.

3. ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРОЩЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ И ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ

3.1. Согласно пп. 2.1 - 2.7 разд. 2 настоящих материалов определяются значения соответствующих параметров для легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ).

3.2. Из справочной литературы [5] находятся значения констант Антуана А, В и СА и расчетным путем по формуле

Параметры данной формулы могут быть определены по номограммам (рис. 7-10).

3.3. Рассчитывается значение параметра хв = B/(tp + СA) или определяется по номограмме (рис. 7). При значениях By, полученных из справочных данных, отличающихся от значений кривых Вх (х = 1??7) номограммы (рис. 7), выбирается кривая для меньшего по сравнению с By значения Вх и графически определяется значение параметра. При этом искомое значение будет равно .

3.4. Из номограммы (рис. 8) определяется значение параметра IgPн. При значениях Ау, отличающихся от соответствующих прямых для Ах (х = 1??6) номограммы (рис. 8), графически проводится прямая, параллельная прямым (х = 1 ?? 6), через точку хв = Ау и по этой прямой для определенного значения находится искомое значение параметра IgPн.

3.5. Исходя из значения IgPн по номограммам (рис. 9, 10) определяется значение параметра давления насыщенного пара ЛВЖ или ГЖ Pн (кПа).

3.6. Интенсивность испарения ЛВЖ и ГЖ W (кг ?? с-1 ?? м-2), указанная в п. 3.11 НПБ 105-95, может быть рассчитана по формуле (13) НПБ 105-95 либо определена по номограммам (рис. 11-15).

3.7. По номограмме (рис. 11) определяется значение параметра.

3.8. Исходя из значения параметра хр = ?? Рн по номограммам (рис. 12, 13) находится значение параметра хрн = 10-3 ?? ?? Рн.

3.9. По табл. 3 НПБ 105-95 выбирается значение коэффициента ??. При отсутствии аварийной вентиляции в помещении значение коэффициента ?? принимается равным 1,0. При наличии в помещении аварийной вентиляции, удовлетворяющей требованиям п. 3.7 НПБ 105-95, определяется скорость движения воздуха в помещении U = А ?? L, где А - кратность воздухообмена аварийной вентиляции (с-1) и L - длина помещения, м. Исходя из значений U и tp определяется значение коэффициента ??.

3.10. Определяется значение параметра х?? = 103 ?? ?? ?? ?? Рн. По номограммам (рис. 14, 15) по значению параметра х?? , определяется значение интенсивности испарения ЛВЖ и ГЖ W (кг ?? с-1 ?? м -2).

3.11. По п. 3.9 НПБ 105-95 рассчитывается масса паров ЛВЖ и ГЖ т (кг), поступивших в помещение.

3.12. Избыточное давление взрыва ??Р (кПа) для ЛВЖ и ГЖ, указанных в п. 3.5 НПБ 105-95, при значении Z = 0,3 определяется по номограмме (рис. 20) или по формуле

. (13)

3.13. Для дизельного топлива зимнего, бензина АИ-93 зимнего, гексана, м-ксилола, толуола, диэтилового эфира, ацетона и этилового спирта избыточное давление взрыва ??Р (кПа) согласно п. 3.5 НПБ 105-95 при значении Z = 0,3 может быть определено по номограммам (рис. 21, 22) или по следующим формулам:

- для дизельного топлива зимнего

; (14)

- для бензина АИ-93 зимнего

; (15)

- для гексана

; (16)

- для м-ксилола

; (17)

- для толуола

; (18)

- для диэтилового эфира (при tp < tкип = 34,5 °С - температура кипения диэтилового эфира)

; (19)

- для ацетона

; (20)

- для этилового спирта

; (21)

3.14. Избыточное давление взрыва ??Р (кПа) для ЛВЖ и ГЖ, указанных в п. 3.6 НПБ 105-95, при значении Z = 0,3 определяется по номограмме (рис. 23) или по формуле

; (22)

3.15. Для м-ксилола, гексана, бензина АИ-93 зимнего, дизельного топлива зимнего, толуола, диэтилового эфира, ацетона и этилового спирта избыточное давление взрыва ??Р (кПа) согласно п. 3.6 НПБ 105-95 при значении Z = 0,3 может быть определено по номограммам (рис. 24, 25) или по формулам:

- для м-ксилола

??Р = 1,496 ?? 103 ?? (m/Vсв); (23)

- для гексана

??Р = 1,277 ?? 103 ?? (m/Vсв); (24)

- для бензина АИ-93 зимнего

??Р = 1,251 ?? 103 ?? (m/Vсв); (25)

- для дизельного топлива зимнего

??Р = 1,234 ?? 103 ?? (m/Vсв); (26)

- для толуола

??Р = 1,159 ?? 103 ?? (m/Vсв); (27)

- для диэтилового эфира (при tp < tкип = 34,5 °С - температура кипения диэтилового эфира)

??Р = 966,8 ?? (m/Vсв); (28)

- для ацетона

??Р = 887,8 ?? (m/Vсв); (29)

- для этилового спирта

??Р = 865,2 ?? (m/Vсв); (30)

3.16 Для ацетона и бензина АИ-93 зимнего избыточное давление взрыва ??Р (кПа) согласно п. 3.5 НПБ 105-95 в зависимости от параметра mж/Vcв (тж - масса поступившей в помещение ЛВЖ) при значении Z = 0,3, при условии полного испарения с поверхности разлива (менее площади помещения), температуре tp = 45 °С и отсутствии подвижности воздуха в помещении может быть определено по номограмме (рис. 26) или рассчитано при указанных условиях и для различных значений гемпературы tp по следующим формулам:

- для ацетона

при tp = 20 °С ??Р = 338,4 ?? (mж/Vcв); (31)

при tp = 25 °С ??Р = 404,1 ?? (mж/Vcв); (32)

при tp = 30 °С ??Р = 410,9 ?? (mж/Vcв); (33)

при tp = 35 °С ??Р = 417,7 ?? (mж/Vcв); (34)

при tp = 40 °С ??Р = 424,5 ?? (mж/Vcв); (35)

при tp = 45 °С ??Р = 431,3 ?? (mж/Vcв); (36)

- для бензина АИ-93 зимнего

при tp = 20 °С ??Р = 993,6 ?? (mж/Vcв); (37)

при tp = 25 °С ??Р = 1010,6 ?? (mж/Vcв); (38)

при tp = 30 ??С ??Р = 1027,6 ?? (mж/Vcв); (39)

при tp = 35 ??С ??Р = 1044,6 ?? (mж/Vcв); (40)

при tp = 40 ??С ??Р = 1061,6 ?? (mж/Vcв); (41)

при tp = 45 °С ??Р = 1078,6 ?? (mж/Vcв); (42)

3.17. Определяется категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности на основании полученного значения величины избыточного давления взрыва ??Р (кПа). Если ??Р > 5 кПа, то помещение относится к взрывопожароопасной категории А (Б). Если ??Р ?? 5 кПа, то помещение не относится к взрывопожароопасной категории А (Б) и дальнейшее определение категории помещения в зависимости от пожароопасных свойств и количеств обращающихся в помещении веществ и материалов осуществляется в соответствии с требованиями п. 2.2 НПБ 105-95.

4. ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРОЩЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ

4.1. В соответствии с положениями разд. 3 НПБ 105-95 [2] определяется масса взвешенной в объеме помещения горючей пыли т (кг), образовавшейся в результате аварийной ситуации.

4.2. Избыточное давление взрыва ??Р (кПа) для горючих пылей согласно п. 3.6 НПБ 105-95 при значении Z = 0,5 определяется по номограмме (рис. 27) или по формуле

, (43)

где Нт - теплота сгорания вещества. МДж ?? кг-1.