Категорії приміщень і будівель за вибухопожежною і пожежною небезпекою

При цьому

(1.9)

де Р₁ - тиск в апараті, кПа;

V - об’єм апарата, м³;

Р₀ - атмосферний тиск, що дорівнює 101,3 кПа.

, (1.10)

де V_{1 т} – об’єм газу, що вийшов з трубопроводу до його перекривання, м³;

V_{2 т} – об’єм газу, що вийшов з трубопроводу після його перекривання, м³;

, (1.11)

де q - витрата газу, яку визначають згідно з технологічним регламентом залежно від тиску у трубопроводі, його діаметру, температури газового середовища тощо, м³ּс^-1;

τ - час, с;

V_{2 т} = p (r²₁L₁ + r²₂L₂ +...+ r²_nL_n)= 0,01 p∙Р₂ (r²₁L₁ + r²₂L₂ +...+ r²_nL_n), (1.12)

де Р₂ – максимальний тиск у трубопроводі за технологічним регламентом, кПа;

r – внутрішній радіус трубопроводів, м;

L – довжина трубопроводів від аварійного апарата до засувок, м;

Р₀ – атмосферний тиск, що дорівнює 101,3 кПа.

Масу парів рідини m, які потрапили до приміщення при наявності декількох джерел випаровування (поверхня розлитої рідини, поверхня зі свіжнанесеною рідиною, відкриті ємності тощо), визначають за формулою:

, (1.13)

де m_р - маса рідини, що випарувалася з поверхні розливу, кг;

т_ємн - маса рідини, що випарувалася з поверхонь відкритих ємностей, кг;

т_св - маса рідини, що випарувалася з поверхонь, на які була нанесена свіжа рідина, кг.

За цих умов кожну з складових у формулі (1.13) визначають за формулою:

, (1.14)

де W - інтенсивність випаровування, кг×с^-1×м^-2;

F_в - площа випаровування, м², яку визначають залежно від маси рідини т_р, що потрапила до приміщення;

- тривалість випаровування, с.

У разі, якщо аварійна ситуація пов'язана з можливим надходженням рідини в розпиленому стані, то вона має бути врахована у формулі (1.13) шляхом введення додаткової складової, яка враховує загальну масу рідини, що надійшла від розпилювальних пристроїв, виходячи з тривалості їхньої роботи.

Маса рідини m_р, кг, що потрапила до приміщення, визначається як було вказано вище(с.).

Інтенсивність випаровування W визначають за довідниковими та експериментальними даними. Для ЛЗР, які не нагріті вище температури навколишнього середовища, у разі відсутності таких даних, допускається розраховувати W за формулою:

(1.15)

де h - коефіцієнт, який приймають за таблицею 3 залежно від швидкості повітряного потоку, що створюється аварійною вентиляцією, та температури повітряного потоку над поверхнею випаровування (у разі відсутності аварійної вентиляції h дорівнює 1);

М - молярна маса, г∙моль^-1 ;

Р_н - тиск насиченої пари за розрахунковою температурою рідини t_р, визначений за довідниковими даними відповідно до вимог пункту 5.4, кПа, або за формулою:

(1.16)

де: А, В, С_а - константи Антуана (довідникові дані).

Коефіцієнт h, який приймають залежно від швидкості повітряного потоку, що створюється аварійною вентиляцією, наведений у таблиці 1.3.

Таблиця 1.3. Значення коефіцієнта h залежно від швидкості повітряного потоку та температури повітря у приміщенні

Швидкість повітряного потоку у приміщенні, м×с^-1	Значення коефіцієнта h за температури повітря у приміщенні t, °С
	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	2,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1,0	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

В якості прикладу розрахунку надлишкового тиску за формулою (1.3) можна привести варіант для 100 см³ етилового спирту. Відповідно маса речовини відповідає формулі

m= V ρ = 100 см³ ∙0,7893 г/ см³ = 78,93∙10^-3кг

Стехіометричний коефіцієнт кисню в реакції згоряння відповідає формулі = 2 + - = 3.

де n_c, n_н, n_o, n_x – число атомів С, Н, О та галогенів у брутто-формулі С ₂Н₆О;

С_{с т} - стехіометрична концентрація парів етилового спирту визначається за формулою (1.5):

 

= 6,44 % (об.)

К_н - коефіцієнт, що враховує негерметичність приміщення й неадіабатичність процесу горіння. Допускається приймати К_н рівним 3.

Надлишковий тиск вибуху ΔР для індивідуальних горючих речовин, які складаються з атомів С, Н, О, з врахуванням припущень величин К_н, P_max та Р_о визначається за формулою (1.3)

За умови, що в повітряному середовищі потрапляє 100 см³ етилового спирту виникають ознаки пожежонебезпечного приміщення категорії В

Категорії приміщень і будівель за вибухопожежною і пожежною небезпекою

Основою для встановлення нормативних вимог щодо конструктивних та планувальних рішень на промислових об'єктах, а також інших питань забезпечення їхньої вибухопожежобезпеки є визначення категорій приміщень та будівель виробничого, складського та невиробничого призначення за вибухопожежною та пожежною небезпекою.

Категорія пожежної небезпеки приміщення (будівлі, споруди) - це класифікаційна характеристика пожежної небезпеки об'єкта, що визначається кількістю і пожежонебезпечними властивостями речовин і матеріалів, які знаходяться (обертаються) в них з урахуванням особливостей технологічних процесів розміщених в них виробництв.

Відповідно до діючого нормативного документа приміщення за вибухопожежною та пожежною небезпекою поділяють на п'ять категорій (А, Б, В, Г, Д). Якісним критерієм вибухопожежної небезпеки приміщень (будівель) є наявність в них речовин з певними показниками вибухопожежної небезпеки. Кількісним критерієм визначання категорії є надмірний тиск (Р), який може розвинутися при вибуховому загорянні максимально можливого скупчення (навантаження) вибухонебезпечних речовин у приміщенні.

Категорія А (вибухонебезпечна)

Приміщення в яких застосовуються горючі гази, легкозаймисті рідини з температурою спалаху не більше 28 С в такій кількості, що можуть утворюватися вибухонебезпечні парогазоповітряні суміші, при спалахуванні котрих розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні, що перевищує 5 кПа. Речовини та матеріали, здатні вибухати та горіти при взаємодії з водою, киснем повітря або одне з одним в такій кількості, що розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні перевищує 5кПа.

Категорія Б (вибухопожежонебезпечна)

Приміщення в яких застосовуються вибухонебезпечний пил і волокна, легкозаймисті рідини з температурою спалаху більше 28 С та горючі рідини за температурних умов і в такій кількості, що можуть утворюватися вибухонебезпечні пилоповітряні або пароповітряні суміші, при спалахуванні котрих розвивається розрахунковий надлишковий тиск вибуху в приміщенні, що перевищує 5кПа.

Категорія В (пожежонебезпечна)

Приміщення в яких знаходяться горючі рідини, тверді горючі та важкогорючі речовини, матеріали здатні при взаємодії з водою, киснем повітря або одне з одним горіти лише за умов, що приміщення, в яких вони знаходяться або використовуються, не відносяться до категорій А та Б.

Категорія Г

Приміщення в яких знаходяться негорючі речовини та матеріали в гарячому, розжареному або розплавленому стані, процес обробки яких супроводжується виділенням променистого тепла, іскор, полум'я; горючі гази, спалимі рідини, тверді речовини, які спалюються або утилізуються як паливо.

Категорія Д

Приміщення в яких знаходяться негорючі речовини та матеріали в холодному стані.

В основу розрахункового методу визначення категорій вибухопожежної та пожежної небезпеки виробничих приміщень, як зазначалось вище, покладено енергетичний підхід, що полягає в оцінці розрахункового надлишкового тиску вибуху в порівнянні з допустимим.

Розрахунковий максимально можливий надмірний тиск, що виникає при загорянні вибухонебезпечного середовища в приміщенні, визначається за формулою:

(1.1)

 

де Н_т – теплота згоряння горючої речовини, Дж/кг (для нафтопродуктів, розчиннків Н_т=40×10ⁿ Дж/кг);

Р₀ – початковий тиск, кПа (приймається рівним 101 кПа);

z – коефіцієнт, що характеризує ступінь участі горючої речовини (для ЛЗР і ГР, нагрітих вище температури спалаху, z=0,3);

m – маса горючої речовини, кг;

V_p – вільний об’єм приміщення, м³ (береться рівним 0,8);

C_p – питома теплоємкість газової суміші в приміщенні, кДж/кгК (береться рівною теплоємкості повітря 1 кДж);

p – густина газового середовища в приміщенні, кг/м³ (дорівнює густині повітря при заданій температурі; р=1,2 кг/м³);

k – коефіцієнт, що враховує роботу аварійної вентиляції (k=A×t+1, де A – кратність аварійної вентиляції);

t – тривалість надходження горючих газів і парів, год.;

K_H – коефіцієнт негерметичності приміщення (K_H=3);

T₀ – температура в приміщенні (T₀=300К).

При використанні в приміщенні горючих газів, легкозаймистих або горючих рідин для визначення маси, що входить в формулу 1.1, допускається враховувати роботу аварійної вентиляції, якщо забезпечено її автоматичний пуск при перевищенні гранично допустимої вибухонебезпечної концентрації та електропостачання за першою категорією надійності.

Об’єм приміщення, в якому вибухонебезпечна суміш буде утворювати концентрацію на межі поширення полум’я:

 

(1.2)

де 1,5 - коефіцієнт запасу;

Е - кількість вибухонебезпечної речовини, котра надійшла у приміщення, г;

СH.К.М. - нижня концентраційна межа поширення полум'я.

Після визначення категорії приміщень за вибухопожежною та пожежною небезпекою визначається категорія будівель в цілому.

Будівля (будинок) належить до категорії А, якщо у ній сумарна площа приміщень категорії А перевищує 5% площі усіх приміщень, або 200 м2.

Допускається не відносити будівлю до категорії А, якщо сумарна площа приміщень категорій А в будівлі не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих у ній приміщень (але не більше 1000 м2) і ці приміщення обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належить до категорії Б, якщо одночасно виконуються дві умови:

а) будівля не належить до категорії А;

б) загальна площа приміщень категорії А і Б перевищує 5% сумарної площі усіх приміщень, або 200 м2.

Допускається не відносити будівлі до категорії Б, якщо сумарна площа приміщень категорій А і Б не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих в ній приміщень (але не більше 3500 м2) і ці приміщення обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належить до категорії В, якщо одночасно виконуються дві умови:

а) будівля не належить до категорії А чи Б;

б) загальна площа приміщень категорії А, Б, В перевищує 5% (10%, якщо в будівлі відсутні приміщення категорій А і Б) сумарної площі усіх приміщень.

Допускається не відносити будівлі до категорії В, якщо сумарна площа приміщень категорій А, Б, В у будівлі не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих в ній приміщень (але не більше 3500 м2) і ці приміщення обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належить до категорії Г, якщо одночасно виконуються дві умови:

а) будівля не належить до категорій А, Б або В;

б) загальна площа приміщень категорії А, Б, В і Г перевищує 5% сумарної площі усіх приміщень, або 200 м2.

Допускається не відносити будівлі до категорії Г, якщо сумарна площа приміщень категорій А, Б, В і Г не перевищує 25% сумарної площі усіх розташованих в ній приміщень (але не більше 5000 м2) і приміщення категорій А, Б, В обладнуються установками автоматичного пожежогасіння.

Будівля належить до категорії Д, якщо вона одночасно не належить до категорії А, Б, В або Г.

Визначення категорії будівель в цілому виконується після визначення категорій приміщень. Залежно від встановленої категорії за вибухопожежною та пожежною небезпекою, передбачається відповідний чинним нормативам комплекс об'ємно-планувальних рішень та профілактичних заходів.