При этих расчетах по данным [4] принята щель шириной 1,8 мм в первом случае и 3,6 мм во втором. На качество изготовления и износ дверей и ворот принят коэффициент 1,2.
Расход воздуха через неплотности закрытых дверей и ворот рассчитывается по формуле, кг/ч:
,(6)
где: - длина притвора дверей или ворот, м;
- разность давлений воздуха по обе стороны закрытых дверей или ворот, Па.
1.16. Расход наружного воздуха, компенсирующий утечки через неплотности между краями кабин лифтов и проемами в лифтовой шахте, а также через вентиляционные решетки кабин лифтов следует определять по данным об этих неплотностях, полученным от изготовителей лифтов или от монтажной организации. При отсутствии этих данных расчет допускается вести по формуле, кг/ч:
,(7)
где: - длина неплотности между краями кабины лифта и краями проема в лифтовой шахте, м;
0,1 - площадь живого сечения вентиляционной решетки в кабине лифта, м2;
- разность давлений в верхней части лифтовой шахты и вне ее, определяемая по формуле, Па:
,(8)
где: - давление, определяемое по формуле (3).
1.17. Расход наружного воздуха через неплотности каждой из закрытых дверей лифтовых шахт, кг/ч, определяется по формуле:
,(9)
где: - длина притвора двери лифтовой шахты, м;
- разность давлений воздуха в лифтовой шахте по формуле (8).
1.18. Расход воздуха через закрытую дверь машинного отделения лифта, кг/ч:
,(10)
где: - длина притвора двери, м;
- по формуле (8).
1.19. Расход воздуха через открытую дверь лестничной клетки на этаже пожара, кг/ч:
,(11)
где: - площадь большей створки двери, м2;
- высота лестничной клетки, м;
- по формуле (3);
- коэффициент равный 0,707 при двух последовательно расположенных дверях тамбура-шлюза, и =0,58 при трех последовательно расположенных дверях одного и того же размера:
.(12)
1.20. Расход через закрытую дверь лестничной клетки:
,(13)
где: - длина притвора двери, м;
- по формуле (12).
1.21. Дымовые клапаны устанавливаются на всех вытяжных и всех приточных отверстиях систем дымоудаления и автоматически или дистанционно открываются во время пожара.
Неплотности притворов дымового клапана определяются расходом воздуха, просасываемого через закрытый клапан, кг/ч; неплотности должны приниматься по данным завода изготовителя, но расход не должен превышать нормативной величины по СНиП:
,(14)
где: - площадь полотна клапана, м2;
- разность давлений газов по обе стороны клапана, Па.
Примечание. Данные о дымовых клапанах заводского изготовления и формулы для расчета расходов просасываемого воздуха через закрытый клапан приведены в приложениях 1-3 к Пособию или в каталоге фирмы SCНАКО [17].
1.22. Пуск в действие систем противодымной защиты и отключение всех вытяжных вентиляционных систем должен осуществляться автоматически, дистанционно и от кнопок ручного пуска, устанавливаемых на въезде на каждый этаж автостоянки, на лестничных площадках, на этажах, в лифтовых холлах и в тамбурах-шлюзах и на центральном пульте.
1.23. Предел огнестойкости транзитных воздуховодов и шахт дымоудаления должен быть не менее 1 ч, а клапанов не менее 0,6 ч.
Огнестойкость вентиляторов дымоудаления должна быть не менее 1 ч, при температуре газов 600 °С.
1.24. Приточный воздух при пожаре выпускается в защищаемые сооружения (лифтовые шахты и др.) через автоматически открывающиеся дымовые клапаны. Данные о дымовых клапанах приведены в приложениях 1 и 3 к Пособию.
1.25. Вытяжные и приточные системы дымозащиты согласно СНиП должны монтироваться из воздуховодов класса II (плотные) и снабжаться при необходимости компенсаторами линейного удлинения при нагревании.
1.26. Помещения, имеющие автоматическую установку пожаротушения и (или) автоматическую пожарную сигнализацию должны быть оборудованы дистанционными устройствами управления пожаротушением, размещенными вне обслуживаемых ими помещений (СНиП п.9.4).
Пример 1. Противодымная защита подземной 5-ти этажной стоянки легковых автомобилей на 125 мест (рис.2). Площадь каждого этажа стоянки 1200 м2, высота от пола до пола 2,8 м, свободная высота 2,5 м. Стоянка расположена в Москве. Имеется короткий пандус (N 1) для въезда автомобилей на первый подземный этаж и два изолированных пандуса для въезда на 2-ой и 3-ий этажи (пандус N 2), а на 4-ый и 5-ый этажи - пандус N 3; два пассажирских лифта и две лестничные клетки. Принято, что пожар произошел на самом нижнем 5-ом этаже, где загорелся один автомобиль. Между 3-им и 4-ым этажами стоянка разделена огнестойким перекрытием.
Решение. 1. Каждый этаж стоянки автомобилей (рис.3) делим на две дымовых зоны 600 и 500 м2 (поз.Р1 и Р2) высотой 0,5 м, прокладываемым по колоннам (поз.3) на расстоянии 2,0 м от пола, образуя два "резервуара дыма" емкостью 300 и 250 м3.
2. Периметр очага пожара согласно СНиП принимается по максимальным габаритам большего из автомобилей, в данном примере принимаем максимальный - 12 м. Соответствующая площадь должна обслуживаться одной группой сопел спринклерной системы пожаротушения. Расход дыма по формуле (1) равен:
кг/ч.
3. Время заполнения одного из двух резервуаров дымом рассчитываем по формуле (2):
с.
За 24 с., согласно п.1.5. 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 при свободном от дыма втором резервуаре. По данным [15] огонь занимает всю площадь очага пожара не менее чем за 2 мин.
Примечание: Расход дыма зависит от размеров размещаемых автомобилей, для которых предназначена стоянка. Так для автомобилей длиной 3 м, периметр очага пожара можно принять (3+2)·2=10 м и расход дыма:
кг/ч.
При этом время заполнения резервуара дымом будет равно 50 с, а обоих резервуаров 100 с - при 3-х м свободной высоты стоянки.
4. Дальнейшие расчеты дымоудаления с помощью вытяжной вентиляции связаны с расчетом системы вытяжных воздуховодов, которые приведены во втором разделе Пособия.
Для сведения баланса по вытяжной и приточной противодымной вентиляции здесь приводятся итоги по расходам дыма из примера 2 второго раздела:
а) расход дымовых газов (с учетом подсосов через неплотности), удаляемых из помещения, равен 6,633 кг/с или 23879 кг/ч или по стандартному воздуху 19900 м3/ч,
б) воздухообмен по вытяжке при пожаре равен:
1/ч.
5. Приточная противодымная вентиляция в стоянке проектируется для создания избыточного давления воздуха, препятствующего распространению дыма по этажам, определяемого по формуле (3), Па:
Па.
6. Принято, что ворота тамбура-шлюза (рис.2, поз.10) для выезда из пятого этажа наружу, площадью 3,3·2,4=7,92 м2 открыты. В них подается приточного воздуха по формуле (4):
кг/ч.
=0,58 в связи с наличием 3-х последовательно расположенных ворот или двух ворот и водяной завесы.
7. Расход воздуха через неплотности закрытых ворот в 2-х тамбурах-шлюзах (рис.2 поз.8, 9) в формуле (6) и п.1.15:
кг/ч.
Воздух в эти тамбуры-шлюзы подается только при пожаре от системы ПД2, дросселируя ее производительность или используя полную производительность, создавая подпор в пандусах N 2 и N 3.
8. Расход приточного воздуха через неплотности лифтов, в т.ч.:
а) расход, компенсирующий утечки через неплотности по краям двух кабин лифтов, по формуле (7):
кг/ч;
б) расход приточного воздуха через 8 закрытых дверей лифтовых шахт по формуле (9):
кг/ч;
в) через 3 наружных двери, закрытые во время пожара:
кг/ч;
г) через одну открытую дверь на этаже пожара на 50% времени:
кг/ч;
д) через закрытую дверь машинного отделения лифтов по формуле (10):
кг/ч:
е) через два тамбур-шлюза для прохода людей при пожаре:
кг/ч.
9. Всего через лифтовые шахты гаража уходит наружу воздуха:
кг/ч или 27000 м3/ч.
10. Расход приточного воздуха через открытую дверь лестничной клетки на этаже пожара, по формуле (11):
кг/ч,
а с учетом второй открытой двери тамбура-шлюза:
кг/ч.
11. Расход через четыре закрытые двери лестничной клетки при =5,6 м по формуле (13):
кг/ч.
12. Всего в лестничный узел предусмотрено подать:
кг/ч, или 26000 м3/ч.
В тамбуры-шлюзы на входе в лестничные клетки воздух подается от систем ПД5 или ПД6 - 600 кг/ч.
13. Всего по предыдущему в пандус на этаже пожара предусмотрено подать 79200 кг/ч или 66000 м3/ч стандартного воздуха.
В два других тамбура-шлюза в пандусах предусмотрено подать 3283 кг/ч или 2136 м3/ч стандартного воздуха, согласно п.7 из систем ПД1 или ПД2, всего 79200+3283=82483 кг/ч.
14. Общий расход приточного воздуха во время пожара с учетом работы приточных систем на этажах, где нет пожара, по примеру 3:
м3/ч,
что по отношению к объему здания составит:
145680 / (5·1200·2,5)=9,7 1/ч.
Вытяжная вентиляция при пожаре удаляет из здания с учетом работы одной вытяжной системы на этаже пожара, по примеру 3:
м3/ч.
Превышение притока над вытяжкой составляет:
145680-25900=119780 м3/ч, или 8,0 1/ч по всему объему стоянки.
Практически, приточный воздух будет выдавливаться через пандусы и наружные двери здания.
15. Воздушный баланс на этаже пожара.
При работающей вытяжной вентиляции удаляет с этажа пожара 25900 м3/ч.
Приток поступает через открытую дверь лестничной клетки или через открытую дверь пожарного лифта; открыта одна или другая двери на 50% времени, т.е. от своей полной производительности:
- через открытую дверь пожарного лифта 17200 кг/ч или 14300 м3/ч;
- через открытую дверь лестничной клетки 27547·0,5/1,2=11430 м3/ч.
Баланс: =-19900-6000+14300=-11600 м3/ч
или -11600/1200·2,5=-3,87 1/ч.
Разряжение в помещении этажа пожара можно регулировать открытием дверей лифтовой шахты или лестничной клетки.
16. Согласно приведенным расчетам для противодымной защиты стоянки легковых автомобилей следует предусмотреть:
а) системы ВД1 и ВД2 - вытяжные для удаления дыма из "резервуаров дыма", сначала - под которым произошел пожар, а затем и из второго. Производительность каждой из систем: 23879/0,524=45570 м3/ч. Температура дыма 400 °С.
б) системы ПД1 и ПД2 - приточные производительностью по 1,05·66000=69300 м3/ч, предназначены для подачи воздуха в пандус, сообщающийся с этажом пожара, и в тамбуры-шлюзы в этом и 2-х других пандусах. Вентиляторы системы сблокированы между собой (см. рис.1) и при выходе из строя одного вентилятора автоматически включается второй, но при необходимости могут работать оба вентилятора одновременно.
в) системы ПД3 и ПД4 - предназначены для подачи воздуха в лифтовой узел: 27000·1,05=28350 м3/ч. В пожарный лифт N 2 необходимо предусмотреть подачу:
=17200+0,5·7200+2300·2/3+920/2+300=24590 кг/ч или 20500м3/ч,
а в лифт N 1: 27000-20500=6500 м3/ч.
г) системы ПД5 и ПД6 предусмотрены для подачи воздуха в лестничные клетки, производительность каждой 1,05·26000=27300 м3/ч. Работает одна из 2-х систем. Системы сблокированы между собой для взаимозаменяемости.
Раздел 2. Расчет систем дымоудаления
2.1. Расчет системы дымоудаления начинается с определения сопротивления дымового клапана и воздуховодов, по которым дым подводится к клапану по формуле, Па:
,(15)
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 или по таблице 1, при скоростном давлении, Па;
- 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).
2.2. Определяется расход воздуха, подсасываемый через неплотности закрытого дымового клапана, кг/с:
,(16)
где: - периметр притвора дымовых клапанов, м, по приложениям 1-3;
- потери давления на участке от первого резервуара дыма до ответвления ко второму резервуару или до вентилятора, Па.
2.3. Определяется плотность смеси газов, кг/м3, по формуле:
,(17)
где: , - расход дыма и расход воздуха, кг/с.
2.4. По общему расходу дыма и воздуха , кг/ч по формуле (15) определяется потеря давления на общем участке от обоих резервуаров и находится разрежение перед вентилятором , Па.
2.5. Определяется подсос воздуха через неплотности всей сети воздуховодов от дымовых клапанов до вентилятора на основании разрежения перед вентилятором , по формуле:
,(18)
где: - удельный подсос воздуха через неплотности воздуховодов по таблице 2, по классу II;
- развернутая площадь всех всасывающих воздуховодов, м2, как произведение периметра каждого участка системы на его длину, кроме участков, находящихся внутри резервуаров дыма.
2.6. Общий расход газов перед вентилятором, кг/с
,(19)
и их плотность
.(20)
По сравнению с ранее рассчитанным, расход возрос в раз, следовательно потери давления возрастут и будут равны:
,(21)
где: - по формуле (15);
- потери давления при выбросе газов наружу, рассчитываемые по аналогии с формулой (15), при плотности газов, рассчитанной по формуле (20).
2.7. Естественное давление за счет разности удельных весов наружного воздуха и газов Па, определяется для теплого периода года (параметры Б) по формуле (22) и учитывается со знаком минус:
