герб

ГОСТы

флаг

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСУД АРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СО Ю ЗА ССР

СИСТЕМА СТАНДАРТОВ
БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

ГОСТ 12.1.004-91

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

1996

ГОСУДАР СТВЕНН ЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Система стандартов бе зопасности труда

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Общие требования

Occupational safety standards system.
Fire sa fety. General requirements

ГОСТ
12.1.004-91

Дата введения 01.07.92

Настоящий стандарт устанавливает общие требования пожарной б езопасност и к объектам защиты различного назначения на всех стадиях их жизненного ц икла: исследование, разработка нормативных документов, конструир овани е, проектирование, изготовл ение, строительство, выполнен ие услуг (работ), испытание, за купка продукции по импорту, продажа продукц ии (в том числе на экспорт), хранени е, транспортирование, установка, монтаж, наладка, технич еское обслужива ние, ремонт (р екон струкция), эксплуатация (применени е) и утилизация. Для объектов, не соответствующих действующим нормам, стандарт устанавливает требования к разработке проектов компенсирующих средств и систем обеспечен ия пожарной безопасности на стадиях строительства, реконструкции и эксплуатации объектов.

Требования стандарта являются обязательными.

Термины, пр именяемые в стандарте, и их поясне ния привед ены в приложении 1.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Пожарная безопасность объекта долж на обеспечиватьс я с истемами предотвращения пожара и прот ивопожар ной защ иты , в том числе орган изационно-т ехническими мероприятиями.

Системы пожарной безопасност и должны характеризоваться уровнем об еспечения пожарной безопасности людей и матер иальных ценностей, а также экономиче скими критериями эффективности этих сист ем для материальных ценностей, с учетом всех стадий (научная разработка, проектирование, стро ит ельство, эксплуатация) ж изн енного цикла объектов и выполнять одну из следующих задач:

исключать возникновение пожара;

обеспечивать пожарную безопасность люд ей;

обе спечивать пожар ную безопасность мат ериальных ценностей;

обеспечивать пожарную безопасность людей и материальных це нностей од новр емен но.

1.2. Объ екты должны иметь системы пожарной б езопасност и, направл енные на предотвращени е воздействия н а людей опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений на требуемом уровне.

Требуемый уровень обеспечен ия пожарной безопасности людей с помощью у казанных систем должен быть не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого ч еловека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей долж ен быть не более 10-6 воздействия опасных факторов пожара , пр евышающих предельно допустимые з начения , в год в расчете на каждого человека.

Метод определения уровня обеспечения пожарной безопасности людей приведен в приложении 2*.

__________

* Приведенные в приложениях 2, 3 и 5 стандарта методы могут изменяться с согласия головной организации в области пожарной безопасности - ВНИИПО МВД СССР.

1.3. Объекты, пожары на которых могут привести к ма ссовому поражению людей, находящихся на этих объектах и окружающей территории, опасными и вредными производственными факторами (по ГОСТ 12.0.003), а также опасными факторами пожара и их вторич ными проявлениями, должны иметь системы пожарной безопасности, обеспечивающие минимально возможную вероятность возникновения пожара. Конкретные значения минимально возможной вероятности возникновения пожара определяются проектировщиками и технологами при паспортизации этих объектов в установле нном порядке.

Перечень таких объектов разрабатывается соответствующими м инистерствами (ведомствами и т.п.) в установлен ном порядке.

Метод определения в ероятности возник нов ения пожара (взрыва) в пожароопасном объекте приведен в приложении 3.

1.4. Объекты, отнесенные к соответствующим категориям по пожарной опа сности согласно нормам технологического проектирования для определения категорий помещений и здан ий по пожарной и взрывопожарной опасности, должны иметь экономическ и эффективные сист емы пожарной безопасности,

Метод оценки экономической эффективности систем пожарной безопасности приведен а приложении 4.

1.5. Опасными факторами, воздействующими на людей и ма териальные ценности, являются:

пламя и и скры;

повышенная температура окружающей среды;

токсичные продукты горения и терм ического разложе ния;

дым;

пониженная концентрация к ислорода.

К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на люд ей и материал ьные ценности, относятся:

осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, устано вок, констр укций;

радиоактивные и то ксич ные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;

электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжен ия на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;

опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010, происшедшего вследствие пожара;

огнетушащие вещества.

1.6. Классиф икация объектов по пожарной и взрывопожарной опасности должна производиться с учетом допустимого уровня их пожарной опасности (требуемого уровня обеспечения пожарной б езопасности) , а расчеты критериев и показателей ее оценки, в т. ч. вероятности пожара (взрыва), - с учетом массы горючих и трудно-горючих веществ и материалов, находящихся на объекте, взрывопожароопасных зон, образующихся в аварийных ситуациях, и возможного ущерба для людей и материальных ценностей.

1.7. Вероятность возни кновения пожара от (в) электрического или другого един ичного технол огического изделия или оборудова ния при их разработке и изготовлении не долж на превышать значения 10-6 год. Знач ение величины допустимой вероятности пожара при приме нении изделий на объектах должно устанавливаться расчетом, исходя из требований п. 1.2 настоящего стандарта. Метод определения вероятности возникновения пожара от (в) электрическ их изделий приведен в приложении 5.

1.8. Методики, со держащи еся в стандартах и других нормативно-технических документах и предназначенные для определени я показателей пожарной опасности строительных конструкций, их облицовок и отделок, веществ, материалов и изделий (в т. ч. незавершенного производства) должны адекватно отражать р еальные условия пожара.

1.9. Перечень и требования к эффективности элеме нтов конкретных систем пожарной безопасности должны устана вливаться нормативным и и нормативно-технич ескими документами на соответствующие виды объектов.

Примеры расчета показателей эффективности по п. п. 1.2, 1.3 , 1.7 приведены в приложении 6.

2. ТРЕБОВАНИЯ К СПОСОБА М ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНО Й БЕЗОПАСНОСТИ СИСТЕ МЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЖАРА

2.1. Предотвраще ние пожара должно достигаться предотвращением образования горючей среды и (или) предотвращением образования в горючей среде (или внесения в нее) источников зажигания.

2.2. Предотвращение образования горючей среды должно обеспечиваться одним из следующих способов или их комбинаций:

максимально во зможным пр именением негорючих и трудногорючих в ещ еств и материалов;

макс имально возможным по у словиям технологии и строительства ограничением массы и (или) объема горючих веществ, материалов и наиболее безопасным способом их размещения;

изоляцией горючей среды (пр именением изолированных отсеков, камер, кабин и т. п.);

поддержанием безопасной концентрации среды в соответств ии с нормам и и правилами и другими нормативно-техническими, норматив ными документам и и пра вилами безопасност и;

достаточной концентрацией флегматизатора в воздухе защ ищаемого объема (е го составной части) ;

поддержанием температуры и давления среды, при которых распростран ение пламени исключается;

максимальной механизацией и автоматизацией технологических процессов, связанных с обращением горючих веществ;

установкой пожароопасного оборудования по возможности в изол ированных помещениях или на открытых площадках;

применением устройств защиты производственного оборудования с горюч ими веществами от повреждений и аварий, установкой отключающих, отсекающих и других устройств.

2.3. Предотвращение образован ия в горючей сред е источников зажигания должно достигаться применением одним из следующих способов или их комбинацией:

применением машин, механизмов, оборудования, устрой ств, при эксплуатации которых не образуются источники зажигания;

применением электрооборудования, соотв етствующего пожароопасной и взрывоопасной зонам, группе и категории взрывоопасной смеси в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.011 и Правил устройства электроустановок;

применением в констру кции быстродействующих средств защит ного отключения возможных источников зажигания;

применением технологиче ского проц есса и оборудования, удовлетворяющего требованиям электростатической искробезопасности по ГОСТ 12.1.018;

устройством молниезащиты зданий, сооружений и оборудования;

поддержанием температуры нагрева поверхности машин, механизмов, оборудования, устройств, веществ и материалов, которые могут войти в контакт с горючей средой, ниже предельно допустимой, составляющей 80 % наименьшей температуры самовоспламенения горючего;

исключение возможности появления искрового разряда в горючей среде с энергией, равной и выше минимальной энергии зажига ния;

применением неискрящего инструмента при работе с легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами;

ликв идацией условий для теплового, химического и (или) микробиологического самовозгорания обращающихся веществ, материалов, изделий и конструкций. Поряд ок совместного хранения веществ и материалов осуществляют в соответствии со справочным приложением 7;

устранением ко нтакта с воздухом пирофорных веществ;

уменьшением о пределяющего размера горючей среды ниже предельно допустимого по горючести;

выполнением действующих строительных норм, правил и стандартов.

2.4. Ограничение массы и (или) объема горючих веществ и материалов, а также наиболее безопасный способ их размещения должны достигаться применением одного из следующих способов или их комбинацией:

уменьшением массы и (или) объема горючих веществ и матер иалов, находящихся одновременно в помещении или на открытых площадках;

устройством аварийного слива пожароопасных жидкостей и аварийного стравливания горючих газов из аппаратуры;

устройством на технолог ическом оборудован ии систем противовзрывной защиты метод определе ния безопас ной площади разгерметизации оборудова ния прив еде н в приложении 8;

периодической очистки территории, на которой располага ется объект, помещений, коммуникаций, аппаратуры от горючих отходов, отложений пыли, пуха и т. п.;

удалением пожароопасных отходов производства;

заменой легковосплам еняющихся (ЛВЖ) и горючих (ГЖ) ж идкостей на пожаробезопасные техн ически е моющие ср ед ства.

3. ТРЕБОВАНИЯ К СПОСОБАМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СИСТЕМЫ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ

3.1. Противопожарная защита должна достигаться прим енени ем одного из следующ их способов или их комбинацией:

применен ием средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техни ки;

применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;

применением основных стро ит ельных конструкц ий и материалов, в том числе используемых для облицовок конструкций, с нормированными показателями пожарной опасно ст и;

применением пропи ски конструкций объектов антипиренами и нанесением на их поверхности огнезащитных красок (составов);

устройствами, обеспеч ивающ ими ограничение распространения пожара;

организацией с помощью технических средств, включая автоматические, своевременного оповещения и эвакуации людей;

применением средств коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных факторов пожара;

прим енением средств противодымной защиты.

3.2. Ограничение распространения пожара за пределы очага должно достигаться применением одного из следующих способов или их комбинацией:

устройством противопожарных преград;

установлением предельно допустимых по технико-экономическим расчетам площадей противопожарных отсеков и секций, а также этажности зданий и сооружений, но не бол ее определенных нормами;

устройством аварийного отключения и переключения установок и коммуникаций;

применением средств, предотвращающих ил и ограничивающих разлив и растекание жидкостей при пожаре;

применен ием огнепреграждающих устройств в оборудовании.

3.3. Каждый объект должен иметь такое объемно-планировочное и техническое исполнен ие, чтобы эвакуац ия людей из него была за ве ршена до наступ ления предельно допустимых з начений опасных факторов пожара, а при нецелесообразности эвакуации была обеспечена защита люд ен в объ екте. Для обеспечения эвакуации н еобходимо:

установить кол ичество, разм еры , и соответствующее конструктивное исполнение эвакуационных путей и выходов;

обеспечить возможность беспрепятственного движения людей по эвакуац ионным путям;

организовать при необходимости управлен ие движе нием людей по эва куац ионным путям (световы е указатели, звуковое и речевое оповещение и т. п.).

3.4. Сре дства колл екти вной и индивидуальной защиты долж ны обеспечивать безопасность людей в течение всего врем ени действия опасных факторов пожара.

Коллективную защиту следует обеспечивать с помощью по жаробезопасных зон и других конструктив ных решений. Средства индивидуальной защиты следует применять также для пожарных, участвующих в туш ении пожара.

3.5. Система противодымной защиты объектов должна обеспечивать незадымление, снижение т емпературы и удален ие продуктов горения и термиче ского разложения на путях эвакуации в течение времени, достаточного для эва куации людей и (или) коллективную защ иту людей в соответствии с требованиями п. 3. 6 и (или) защиту материаль ных ценностей.

3.6. На каждом объекте народного хозяй ства должно быть обеспечено своевременное оповещение людей и (или) сигнализация о пожаре в его начальной стади и техническими или организационными средствами.

Перечень и обоснование достаточности для целевой эффективности средств оповещения и (или) сигнализации на объектах согласовывается в установленном порядке.

3.7. В зданиях и сооружениях необходимо предусмотреть технические средства (лестничные клетки, противопожарные стены , лифты, наружные пожарные лестницы, а варийные люки и т. п .), имеющие устойчивость при пожаре и огнестойкость конструкций н e менее времени, необходимого для спасения людей при пожаре и расчетного времени тушения пожара.

3.8. Для пожарной тех ники должны быть определены:

быстродейств ие и интенсивность подачи огнетушащих веществ;

допустимые огнетушащие вещества (в том числе с поз иции требований экологии и совм естимости с горящими веществами и материалами);

источн ики и средства подачи огнетушащих веществ для пожаротушения;

нормативный (расчетный) запас специальных огнетушащих в еществ (порошковых, газовых, п ен ных, комбин ированных) ;

необходимая скорость наращивания , подачи огнетушащих веществ с помощью транспортных средств оперативных пожарных служб;

требования к устойчиво сти от воздействия опасных факторов пожара и их вторичных проявл ений;

требования техники безопас ности.

4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНО Й БЕЗОПАСНОСТИ

Организационно-т ехнич еские мероприятия должны включать:

организацию пожарной охраны, организацию ведомственных служб пожарной безопасности в соответствии с законодательством Союза ССР, союзных республик и решением местных Советов депутатов трудящихся;

паспортизацию веществ, материалов, изделий, технологических процессов, зданий и сооружений объектов в части обесп ечен ия пожарной безопасности;

привлеч ение общественност и к вопросам обесп ечения пожарной безопас ност и;

организац ию обучен ия работающих прав илам пожарной безопасности на производств е, а населения - в порядке, установл енном правилами пожарной безопасности соответствующих объектов пребывания людей;

разработку и реализац ию норм и правил пожарной безопасности, инструкций о порядке обращения с пожароопасным и веществами и материалами, о соблюд ении противопожарного режима и действиях людей при возникновении пожара;

изготовление и прим енен ие средств нагляд ной агитации по обеспече нию пожарной безопас ности;

порядок хране ния веществ и материалов, тушение которых недопустимо одними и теми же средствами, в зав исимости от их физико-химиче ских и пожароопасных свойств;

нормирование численности людей на объекте по условиям безопасности их при пожаре;

разработку мероприятий по действиям администрации, рабочих, служащих и населения на случай возникновения пожара и организацию эва куации людей;

основные виды, количество, размещен ие и обслуживание пожарной техники по ГОСТ 12.4.009. Применяемая пожарная техника должна обеспечивать эффективное тушени е пожара (загорания), быть безопасной для природы и людей.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕ МЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ,
И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Таблица 1

Термин

Пояс нен ие

Пожар

По СТ СЭВ 383-87 .

Примечание . Одновременно в настоящем стандарте под пожаром по нимается процесс, характеризующийся социаль ным и/или экономическ им ущербом в результате воздейств ия на людей и/или материальные ценности факторов термического разложения и/или горен ия, развивающийся вне специального очага, а также применяемых огнетушащих веществ

Система пожарной безопасности

Комплекс организац ионных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение пожара и ущерб от него.

Уровень пожарной опасности

Количественная оценка возможного ущерба от пожара

Уровень обеспечен ия пожарной безопасности

Количественная оценка предотвращенного ущерба пр и возможном пожаре

Отказ с истемы (элементов) пожарной безопасност и

Отказ, который может привести к возникнове нию предельно допустимого значения опасного фактора пожара в защ ищаемом объеме объекта

Пожароопасный отказ комплектующего изделия

Отказ комплектующего изделия, который может привести к возникновен ию опасных факторов пожара

Объект защиты

Здан ие, сооружение, помещение, процесс, технологическая установка, вещество, материал, транспортное средство, изделия, а также их элементы и совокупности. В состав объ екта защиты входит и человек

Устойчивость объекта при пожаре

Свойство объекта предотвращать воздействие на людей и материальные ценности опасных факторов пожара и их вторичных проявлений

Источник зажигания

Средство энергетического воздействия, инициирующее возникно вение горения

Горючая среда

Среда, способная самостоятель но гореть после удаления источ ника зажигания

Пожарная опасность объекта

По ГОСТ 12.1.033.

Примечание . Од новрем ен но в настоящем стандарте под пожар ной опасностью понима ется возможность причин ен ия ущерба опасным и факторам и пожара, в том ч исле их втор ичными проя вле ниями

Пожарная б езопасность

По ГОСТ 12.1.033

С истема предотвращен ия пожара

По ГОСТ 12.1.033

Опасный фактор пожара

По ГОСТ 12.1.033

Система противопожарной защиты

По ГОСТ 12.1.033

Противодымная защита

По ГОСТ 12.1.033

Горючесть

По СТ СЭВ 383-87

Пред ельно допуст имое значен ие опасного фактора пожара

Значение опасного фактора, воздейств ие которого на человека в течение крит ической продолжит ельности пожара нс пр иводит к травме, заболеванию или откло нению в состоя ни и здоро вья в течение нормативно установленного времени, а воздействи е на материальные ц енности не приводит к потере устойчивости объекта при пожаре

Крит ическая продолжитель ность пожара

Время, в течение которого достигается предельно допустимое значение опасного фактора пожара в установленном режиме его изменения

Продукция

Согласно Закону СССР «О качестве продукц ии и защите прав потребителя»

(Измененная редакция, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЛЮДЕЙ

Настоящий метод уста навливает порядок расчета уровня обеспечения пожар ной безопасности людей и вероятности воздействия опасных факторов пожара на людей, а также обоснования требований к эффекти вности систем обеспечения пожарной безопасности людей.

1. Сущность метода

1.1. Показателем оценки уровня обе спечения пожарной безопасност и люде й на объектах является вероятность предот вращения воздействия ( Pв) опасных факторов пожара (ОФП), переч ень которых опре деляется настоящим стандартом.

1.2 . Вероятность предотвращ ен ия воздействия ОФП определяют для пожароопасной ситуации, при которой место возникновения пожара находится на первом этаже вблизи одного из эвакуационных выходов из зда ния (сооружения).

2. Основные расчетные завис и мости

2.1. Вероятность предотвращения воздействия ОФП ( Pв) на людей в объекте выч исляют по формуле

,                            (1)

где QВ - расчетная вероятность возд ействия ОФП на отдельного человека в год.

Уровень обе спечения безопасности людей при пожарах отвечает требуемому, если

,                                (2)

где  - допустимая в ероятность воздействия ОФП на отдельного человека в год.

Допуст имую вероятность  принимают в соответстви и с настоящим стандартом.

2.2. Вероятность ( Q B) вычисляют для людей в каждом здании (помещении) по формуле

,     (3)

где QП - вероятность пожара в здании в год;

PЭ - вероятность эвакуации людей;

PП.Э, - вероятность эффективной работы технических реше ний противопо жарной защиты.

2.3. Вероятность эвакуации ( PЭ) вычисляют по формуле

,   (4)

где РЭ.П - вероятность эв акуации по эвакуационным путям;

PД.В - вероятность эвакуации по наружным эвакуационным лестницам, переходам в смежные секции здания.

2.4. Вероятность ( P) вычисляют по зависимости

              (5)

где τбл - время от начала пожара до блокирования эва куа ционных путей в результате распространения на н их ОФП, имеющих предельно до пустимые для людей значения, мин;

tр - расчетное время эвакуации людей, мин;

τн.э - интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуа ции людей, мин.

Расчетное вр емя эвакуации люд ей из п омещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного ил и нескольких людских потоков чер ез эвакуационные выходы от наиболее у дал енных мест размещения людей.

При расчете весь путь движения людского пот ока подразделяется на участки (проход, к оридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) дли ной l i и шириной d i. Начальны ми участками являются проходы между рабоч ими местами, об орудованием, рядами кресел и т. п.

При опре делении расчетн ого вр емени длина и ширина каждого участка пути эвакуаци и принимаются по проекту. Длина пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряется по длине марша. Длина пути в дверном про еме принимае тся равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а та кже тамбур сл едует считать самостоятельным участком горизонтального пути, имеющим конечную длину l i.

Расчетное время эвакуации людей (tр) следует определять как сумму времени движения людского пот ока по отдельным участкам пути ti по формуле

                     (6)

где t1 - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

t2, t3, ..., t i - время движения людского потока на каж дом из следующих после первого участка пути мин.

Время движения людского пот ока по первому участку пути ( t1), мин, вычисляют по формуле

                                              (7)

где l1 - длина первого участка пути, м;

v1, - значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по табл. 2 в зависимости от плотности D, м/мин.

Плотность людского пот ока ( D1) на первом участке пути, м 22, вычисляют по формуле

                                        (8)

где N1 - число люд ей на первом участке, чел .;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, прин имаемая равной, м2,

взрослого в домашней одежде

0,1

взрослого в зимней одежде

0,125

подростка

0,07

d1, - ширина пер вого участка пути, м.

Скорость v1 движен ия людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по табл. 2 в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по кажд ому из эт их участков пути, которое вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле

                                    (9)

где d i, d i-1 - ширина рассматр ива емого i-г o и пр едш ествующ его ему участка пути, м;

q i, q i-1 - значения интенсивности движе ния людского потока по рас сматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин, значение интенсивности движения людского потока на первом участк е пути ( q= q i-1), определяемое по табл. 2 по з начению D1 установленному по формуле (8)

Таблица 2

Плотность потока D ,
м22

Горизонтал ьный путь

Дверной проем интенсив-ность
q , м/мин

Лестница вниз

Лестница вверх

Скорость v , м/мин

Интенсивность q , м/мин

Скорость
v , м/мин

Интенсивность q , м/мин

Скорость
v , м/мин

Интенсивность q , м/мин

0,01

10 0,

1

1

100

1

60

0,6

0,05

100

5

5

100

5

60

3

0,1

80

8

8,7

95

9,5

53

5,3

0,2

60

12

13,4

68

13,6

40

8

0, 3

47

14,1

16,5

52

16,6

32

9,6

0, 4

40

16

18,4

40

16

26

10,4

0,5

33

16,5

19,6

31

15,6

22

11

0 ,7

23

1 6, l

18,5

18

12,6

15

10,5

0,8

19

1 5,2

17,3

13

10,4

13

10,4

0,9 и более

15

13,5

8,5

8

7,2

11

9,9

Примечание . Табл ичное значение интенсивности движен ия в дверном про еме при плотност и потока 0,9 и бол ее, равное 8,5 м/мин, установлено для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дв ерном проеме меньшей шир и ны d интенсивность движ ения следует опред елять по формуле .

Если значение q i, определяемое по формуле (9), меньше или равно значению q max, то время дв иж ения по участку пути ( t i) в минуту

;                                                ( 10)

при этом значения q max следует пр ин имать равн ыми, м/мин:

для горизонтальных путей

16,5

для дверных проемов

19,6

для лест ницы вн из

16

для лестницы вверх

11

Если значе ние qi, определ енное по формуле (9), больше q max, то ш ир ину d i данного участка пути следует увеличивать на такое значение, при котором соблюдается условие

.                                            ( 11)

При н евозмож ности выполн ения условия (11) интенс ивность и скорость движ ения людского потока по участку пут и i опр ед еляют по табл. 2 при значении D=0,9 и более. При этом должно учитываться время задержки движения людей из-за образовавшегося скопления.

При слиянии вначале участка i двух и более людских потоков ( черт. 1) интенсивность движения (qi,), м/мин, вычисляют по формуле

,                                 ( 12)

где q i-1 - интенсивность движен ия лю дских потоков, сливающихся в начале участка i, м/мин.

d i-1 - ширина участков пути слияния, м;

d i - ш ирина рассматрива емого участка пути, м.

Черт. 1. Слияние людских пото ков

Если значен ие q i, определенное по формуле (12), больше q max, то ширину di да нного участ ка пути следует увеличивать на такую величину, чтобы соблюдалось усл овие (11) . В этом случае время движения по участку i определяется по формуле (10).

2.5. Время tбл вычисляют пут ем расчета значений допустимой концентрации дыма и других ОФП на эвакуационных путях в различные моменты времени. Допу скается время tбл принимать равны м необхо димому времени эвакуации tнб.

Необходимое время эвакуац ии рассчитывается как прои зве ден ие критической для человека продолжительности пожара на коэффициент безопасности. Пре дполагается, что каждый опасный фактор во здействует на ч еловека не зависимо от других.

Кр ит ическая продолжительность пожара для людей, нах одящихся на этаже очага пожара, определяется из условия достижения одним из ОФП в поэтажном коридоре своего предельно допустимого значения. В качестве критерия опасности для людей, находящихся выше очага пожара, рас сматривается услов ие достижения одним из ОФП предельно допустимого значения в лестнич но й клетке на уровне этажа п ожара.

Знач ения температуры, концентраций токсичных компонентов продуктов горения и оптической плотности дыма в кори доре этажа пожара и в лестн ичн ой клетке опр еделяются в результате реше ния с истемы урав нений теплогазообмена для помещени й очага пожара, поэтажного кори дора и лестничной клетки.

Уравнения д вижения, связывающ ие значения пере падов давлений на проемах с расходами через проемы, имеют вид

              ( 13)

где G - расход через проем, кг ×с-1;

m - коэффициент ра схода проема ( m=0,8 для закрытых проемов и m= 0,64 для открытых) ;

В - ширина проемов, м;

у2, у1 - нижняя и верхняя грани цы пот ока , м;

 - плотность газов, проходящих чер ез проем, кг ×м-3,

P - средний в пределах у2, у1 перепад полных давлений, Па.

Нижняя и верхняя грани цы потока зависят от положения плос кости равных давле ний

,                                 (14)

где Р i, Р j, - статическое давление на уровне пола i-го и j-го помещений, Па;

r j r i - среднеобъемные плотности газа в j-м и i-м помещениях, кг ×м-3;

g - ускорен ие свободного падения, м ×с-2

Если плотность равных давлений располагается вне границ рассмат риваемого проема ( y 0 £ h1 или у0 ³ h2), тo поток в проеме течет в одну сторону и границы пот ока совпадают с физическ ими гра ницами проема h1 и h2. П ерепад давл ений ( ), Па, в этом случае вычисляют по форм ул е

.           (15)

Если плоскость рав ных давлений ра сполагается в границах потока ( h1 < y0< h2), то в проеме текут два потока: из i-го по мещен ия в j-е из j-г o в i-е . Нижний поток имеет границы h1 и у0, пер епад давления  для этого потока определяется по формуле

          ( 16)

Поток в верхней части проема имеет границы y0 и h2, перепад давления ( ) для н его рассчитывается по формуле

       ( 17)

Знак расхода газов (входящий в п омещение расход считается положительным, выходящий - отрицательным) и значение  зависят от знака перепада давлений

  ( 18)

Уравн ени е бала нса массы выражается зависимостью

                  ( 19)

где V j - объ ем помещения, м3;

t - вр емя, с;

Y - скорость выгорания пожарной нагрузки, кг ×с-1;

, - сумма расходов, входящих в помещение, кг ×с-1;

 - сумма расхо дов, выхо дящих из помещения, кг ×с -1.

Ура внение энергии для кор идора и лестничной кле тки

  (20 )

где С v, C p - удельная изохорная и изо барная теплоемкости, кДж ×кг -1 ×К -1;

Т i, T j - температуры газов в i- м и j-м помещения х, К.

Уравнение баланса масс отдельных компон ентов продуктов горения и кислорода

      (21 )

где X L, i, X L, j - концентрация L-го компонента продуктов горения в j-м и i-м помещениях, г ×кг -1;

L l - количество L-го компонента про дуктов горения (кислорода), выделяющегося (поглощающегося) при сгорании одн ого килограм ма пожарной нагрузки, кг ×кг -1.

Уравнение баланса оптической плотности дыма

           (22)

гд е m i, m j - оптич еская плотность дыма в j-м и i-м помещениях Нп ×м-1;

D m - дымообра зующая спос обность пожарной нагрузки, Нп ×м2 ×кг -1.

Оптическая плотность дыма при обычных условиях связана с расстоянием предельной видимости в дыму соотн ошен ием

.                          (23)

Значени е вр емени начала эва куации tн.э для зданий (сооруже ний) без систем оповещения вычисляют по результатам ис следования пов едения людей при пожарах в здан иях конкрет ного назначения.

При нал ич ии в здан ии сист емы оповещ ения о пожаре значение tн.э при нимают равной времени срабатывания системы с учето м ее инерционности. Пр и отсутствии необход имых исх одных данных для определения времени начала эвакуаци и в зданиях (сооружен ия х) без с истем опов ещения величину tн.э, следует принимать равной 0,5 мин - для этажа пожара и 2 мин - для вышележащих этажей.

Если местам возникновения пожара является зальное помещение, где пожар может быть обнаружен одноврем енно всеми находящимися в нем людьми, то tн.э допуска ется пр инимать равным нулю. В этом случае вероятность (Рэ.п) вы числяют по завис имост и

                      (24)

гд е tнб - необход имое время эвакуаци и из зальных пом ещений.

Примечан ие. Зданиями (сооружен иями) без систем опов ещения считают те здания (сооружения), возникновение пожара внутри которых может быть замечено одновременно всеми нахо дящимися там людьми.

Расчет tнб производ ится для наиболее опас ного варианта развития пожара, характеризующ егося наи большим т ем пом нарастания ОФП в рассматриваемом помещении. Сначала рассчитывают значе ния критической про должительности пожара ( tкр) по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне):

по повышенной темп ературе

            (25)

по пот ере видимости

             (26)

по по ниженному содержанию кислоро да

           (27)

по каж дому из газообразных токсичных продуктов горе ния

              (28)

где В - размерный ко мплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и сво бод ного объема помещения, кг;

t o - начальная температура воздуха в помещении, °С;

n - показатель степени , учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания г орючего матер иала и площадь пожара, кг ×с- n;

z - безразмер ный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещ ения;

Q - низшая теплота сгорания материала, МДж ×кг -1;

Ср - удельная изобарная теплоемкость газа МДж ×кг-1;

j - коэффи циент теплопотерь;

h - коэффициент полноты горения;

V - свободный объем помещения, м3,

a - коэффициент отражения пред м етов на путях эвакуации;

Е - начальная освещенность, лк;

lпр - предельная дальность видимости в дыму, м;

D m - дымообразующая с пособность горящего материала, Нп ×м2 ×кг-1.

L - у дельный выход т оксичных газов при сгорании 1 кг материала,кг ×кг-1,

Х - предельно допуст имое содержан ие токсичного газа в помещении, кг ×м -3 (ХСО2 =0, ll кг ×м-3; ХСО = 1,16 -10-3 кг ×м-3 ; Х HCL=23х10-6 кг ×м -3);

LО2 - удельный расход кислорода, кг ×кг -1.

Если под знаком л огарифма получается отрицательное число, то данны й ОФП не представляет опасности. Параметр Z вычисляют по формул е

                   (29 )

где h - высота раб о чей зоны, м;

Н - высота помещения , м.

Опре деляется высота рабочей зоны

                           (30 )

г де hпл - высота площадк и, на которой находятся люди, под полом помеще ния, м;

d - разность высот пола, рав ная нулю при горизонталь ном его расположении, м.

Сле дует иметь в виду, что на ибольшей опасности при пожаре п одвергаются лю ди, находящиеся на более высокой отметке. Поэт ому, например, при определен ии не обход имого времени эвакуации людей из партера зрительного зала с наклонным полом значение h следу ет нахо дить, ор ие нтируясь на на иболее высоко расположенные ряды кресел. Параметры А и n вычисляют так:

для случая горения жидкости с установившейся скоростью

,

где y F - удельная массовая скорость выгорания жид кости, кг × м-2 × с-1;

для кругового рас простран ения пожара

,

где v - линейная скорость распространения пламени, м ×с -1;

для вертикальной или горизонтальной поверхности горе ни я в ви де прямоуголь ника, одна из сторон которого увеличивается в двух направлениях за счет распространения пламени (например ра спространение огня в горизонтальном направлении по занавесу после охвата его пламенем по всей высоте)

где b - перпендикулярный к направлению движения пла мен и размер зоны горения, м.

Пр и отсутствии сп ециальных требован ий значения a и Е принимаются равными 0,3 и 5 0 лк соответственно , а значение tпр=20 м.

Исходные данные для прове дения расчетов могут быть взяты из справоч ной литературы.

Из полученных в результате расчетов значений кр итическо й продолжительности пожара выбирается минимальное

                  (31)

Необходимое время эвакуации людей ( tнб), мин, из рассматрива емого по мещения рассчитывают по формуле

                            ( 32)

При расположении людей на различных по высоте площад ках необходи мое время эвакуац ии следует опре делять для каж дой площадки.

Свободный объем помещения соответствует ра зности между геометри ческим объемом и объемом оборудования или предметов , находящихся внутри. Если расс читывать сво бодный объем невозможно , допускается принимать его равным 80 % геометрического о бъема.

При наличии в здании незадымляемых лестничных клеток, вер оятность Qв для лю дей, находящихся в помещениях, расположенных выше этажа пожара, вычисляют по формуле

                                (33)

2.6. Вероятность эва куации людей Рд.в по наружн ым эвакуационным ле стницам и др угими путями эвакуации принимают равно й 0,05 - в жилых зданиях; 0,03 - в остальных п ри наличии так их путей; 0,001 - при их отсутствии.

2.7. Вероятность эффективного срабатывания противопожарной защ иты Pп.з вычисляют по формуле

               (34)

где n - число техниче ских решений противопожар ной защиты в здании;

R i - вероятность эфф ективного срабат ывания i-го технического решения.

2.8. Для эк сплуатируемых з да ний (сооружений) вероятность воздействия ОФП на людей допускается проверять окончательно с использованием статистических данных по формуле

                                   (35)

где n - коэффициент, учитывающий постра давших людей;

Т - рас сматриваемый период эксплуатации о днотипных зданий (сооружений), год;

Мж - число жертв пожара в рассматриваемой группе зданий (сооружений) за период;

N0 - общее число лю дей , находя щихся в зданиях (сооружениях).

Од нотипными считают з дания (сооружения) с одинаковой категорией пожарной опасности , одинакового функционального назначения и с близкими основными параметрами: гео метрическими размерами, конструктивными характерист иками, количеством горючей нагрузки, вместимостью (числом людей в здании), производственными мощностями.

3. Оценка уровня обеспечения безопас ности людей

3 .1. Для проектируемых зданий (сооружений) вероятность первоначаль но оце нивают по (3) при Рэ, равной нулю. Если при этом выполняется услови е , то безопасность людей в зданиях (сооружениях) обеспечена на тр ебуемом уровне системой пр едотвращения пожара . Если это условие не выполняется, то расчет вероятности взаим одействи я ОФП на людей Qв следует производить по расчетным зависимостям, приведенным в разд. 2.

3.2. Д опускается уровень обеспечения безопасности людей в зданиях (сооружениях) оценивать по вероятности Qв, в одн ом или нескольких помещениях, наиболее удаленны й от вых одов в безопас ную зо ну (например верхн ие этаж и многоэтажных зданий).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

МЕТОД ОП РЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРА (ВЗРЫВА) В ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОМ ОБЪЕКТЕ

Настоящ ий метод устанавливает порядок расчета вероятност и возник новения пожара (взрыва) в объекте и изделии.

1. Сущность мето да

1.1. Вероятность воз никнове ния пожара (взрыва) в пожаровзрывоопасном объекте определяют на этапах его проектирования, строительства и эксплуатации.

1 .2. Для расчета вероятности возникновения пожара (в зрыва) на де йствующих или строящ ихся объектах необходимо располагать статистическими да нными о времени суще ствова ния различных пожаровзрывоопасных событий. Вероятность возникновения пожара (взрыва) в проектируемых объектах определяют на ос нове показателей надежности элементов объекта, по зволяющих рассчитывать вероятность прои зводственного оборудования, систем контроля и управления, а такж е других устройств, составляющих объект, которые приводят к реализации различных пожаровзрывоопасных событий.

Под пожаровзрывоопасными понимают событ ия, реализац ия которых приводит к образованию горючей среды и появлению источника зажигания.

1.3. Численные значе ния необходимых для расчетов вероятности возникновен ия пожара (взрыва) показателей надежности различных тех нологических аппаратов, систем управления ., контроля, связи и тому подобных, используемых при проект ировании объекта, или исходные данные для их расчета выбирают в соответствии с ГОСТ 2.106 , ГОСТ 2. 118 , ГОСТ 2 .119 , ГОСТ 2.120, ГОСТ 15.0 01 , из нормативно-технической документации, стандартов и паспортов на элементы объекта. Необходимые сведения могут быть получены в результате сбора и обработки статистических данных об отказах анализируемых элементов в условиях эксплуатации.

Сбор необходимых статистических данных проводят по единой программе, входящей в состав настоящего метода.

1.4. Пожаровзрывоопасность любого объекта определяется пожаровзрывоопасностью его составных частей (технологических аппаратов, установок, помещений). В ероятность возник новения пожара (взрыва) в объекте в течение года Q (ПЗ) вычисляют по формуле

             (36)

где Q i (ПП) - вероятность возникновения пожара в i-м по мещении объекта в течение года;

n - количество по мещен ий в объекте.

1.5. Возникновение пожара (взрыва) в любом из помещений объекта (событ ие ПП) обусловлено возн икнов ени ем пожара (взрыва) или в одном из технологич еских аппаратов, находящихся в этом помещении (событ ие ПТА j,), ил и непосредственно в объем е иссл едуемого помещения (событи е ПО i). Вероятность Q i (ПП) вычисляют по формуле

        (37)

где Q j (ПТА) - вероятность возникновения пожара в j-м технолог иче ском аппарате i-го п омещения в течение года;

Qi (ПО) - вероятность возникновения пожара в объеме i-го помещения в течение года;

m - количество технологических аппаратов в i-м помещении.

1.6. Возникновение пожара (взрыва) в любом из технологических аппаратов (соб ытие ПТА j) или непосредственно в объеме помещения (событие ПО i), обусловлено совместным образованием горючей среды (событие ГС) в рассматрива емом элементе объекта и появлением в этой среде источника зажигания (событие ИЗ). Вероятность ( Qi (ПО)) или ( Q j (ПТА)) возникновения пожара в рассматриваемом элементе объекта равна вероятности объединения (суммы) всех возможных попарных пересечений (произведений) случайных событий образования горючих сред и появления источников зажиганий

             (38)

где К - количество видов горючих веществ;

N - количество источников зажигания;

ГС k - событие образования k-й горючей среды;

ИЗ n - событие появления n-го источника зажигания;

I - специальный символ пересечения (произведения) событий;

U - специальный символ объединения (суммы) событий.

Вероятность ( Qi (ПО)) или ( Qj (ПТА)) вычисляют по аппроксимирующей формуле

    (39)

где Qi (ГС k) - вероятность появления в i-м элементе объекта k-й горючей среды в течение года;

Qi (ИЗ n/ГС k) - условная вероятность появления в i-м элементе объекта n-го источника зажигания, способного воспламенить k-ую горючую среду.

2. Расчет вероятности образования горючей среды

2.1. Образование горючей среды (событие ГС k в рассматриваемом элементе объекта обусловлено совместным появлением в нем достаточного количества горючего вещества или материала (событие ГВ) и окислителя (событие ОК) с учетом параметров состояния (температуры, давления и т. д.). Вероятность образования k-й горючей среды (Qi (ГС k)) для случая независимости событий ГВ и ОК вычисляют по формуле

     (40)

где Qi (ГВ i) - вероятность появления достаточного для образования горючей среды количества l-го горючего вещества в i-м элементе об ъекта в течение года;

Q i (ОК m) - вероятность появления достаточного для образования горючей среды количества m-го окислителя в i-м элементе объекта в течение года;

k, l, m - порядковые номера горючей среды , горючего вещества и окислителя.

2.2. Появление в рассматриваемом элементе объекта горючего вещества k вида является следствием реализации любой из a n причин . Вероятность Qi (ГВ k) вычисляют по формуле

                        (41)

где Qi ( a n) - вероятность реализации любой из a n причин, приведенных ниже;

Qi ( a1) - вероятность постоянного присутствия в i-м элементе объекта горючего вещества k-го вида;

Qi ( a2) - вероятность разгерметизации аппаратов или коммуникаций с горючим веществом, расположенных в i-м элементе объекта;

Q i ( a3) - вероятность образования горючего вещества в результате химической реакции в i-м элементе объекта;

Q i ( a4) - вероятность снижения концентрации флегматизатора в горючем газе, паре, жидкости или аэровзвеси i-го элемента объекта ниже минимально допустимой;

Qi ( a5) - вероятность нарушения периодичности очистки i-го элемента объекта от горючих отходов, отложений пыли, пуха и т. д.;

z - количество a n причин, характерных для i -го объекта;

п - порядковый номер причины.

2.3. На действующих и строящихся объектах вероятность ( Q i ( a n) реализации в i-м элементе объекта a n причины, приводящей к появлению k-го горючего вещества, вычисляют на основе статистических данных о времени существования этой причины по формуле

                          (42)

где К s - коэффициент безопасности, определение которого изложено в разд. 4;

tр - анализируемый период времени, мин;

m - количество реали заций a n-й причины в i-м элементе объекта за

анализируемый период времени;

t j - время существования a n-й причины появления k-го в ида горючего вещества при j-й реализации в течение анализируемого периода времени, мин.

Общие требования к программе сбора и обработки статистических данных изложены в разд. 4.

2.4. В проектируемых элементах объекта вероятность ( Q i ( a n)) вычисляют для периода нормальной эксплуатации элемента, как вероятность отказа технических устройств (изделий), обеспечивающих невозможность реализации a n, причин, по формуле

                        (43)

где P i ( a n) - вероятность безотказной работы производственного оборудования (изделия), исключающего возможность реализации a n причины;

l - интенсивность отказов производственного оборудования (изделия), исключающего возможность реализации a n причины, ч-1;

t - общее время работы оборудования (изделия) за анализируемый период времени, ч.

2.5. Данные о надежност и оборудования (изделия) приведены в нормативно-технических документах, стандартах и паспортах. Интенсивность отказов элементов, приборов и аппаратов приведена в разд. 5.

2.6. При отсутствии сведений о параметрах надежности анализируемого оборудования (изделия), последние определяют расчетным путем на основе статистических данных об отказах этого оборудования (изделия).

2.7. Появление в i-м элементе объекта k вида окислителя является следствием реализации любой из b n причин.

Вероятность ( Q i (ОK k)) вычисляют по формуле

                      ( 44)

где Q i (bn) - вероятность реализации любой из b n причин, приведенных

ниже;

Q i ( b1) - вероятность того, что концентрация окислителя, подаваемого в смесь i-го элемента объекта, больше допустимой по горючести;

Q i (b2) - вероятность по дсоса окислителя в i-й элемент с горючим веществом;

Q i (b3) - вероятность, постоянного присутствия окислителя в i-м элементе объекта;

Q (b4) - вероятность вскрытия i-го элемента объекта с горючим веществом без предварительного пропаривания (продувки инертным газом);

z - количество bn при чин, характерных для i-го элемента объекта;

n - порядковый номер причины.

2.8. Вероятности ( Qi ( bn)) реализации событий, обуславливающих возможность появления окислителя k- ro вида в опасном количестве, вычисляют для проектируемых элементов по формуле (43), а для строящихся и действующий элементов по формуле (42).

2.9. Вероятность ( Qi (b2)) подсоса окислителя в аппарат с горючим веществом вычисляют, как вероятность совместной реализации двух событий: нахождения аппарата под разрежением (событие S1) и разгерметизации аппарата (событие S2) по формуле

                                 (45)

2.10. Вероятность ( Q ( S1)) нахождения i-го элемента объекта под разрежением в общем случае вычисляют по формуле (42), принимают равное единице, если элемент во время работы находится под разрежением, и 0,5, если элемент с равной перио дичностью находится под разрежением и давлением.

2.11. Вероятность ( Qi (S2)) разгерметизации i-го элемента на разных стадиях его разработки и эксплуатации вычисляют по формуле ( 42 и 43).

2.12. При расчете вероятности образования в проектируемом элементе объекта горючей среды ( Qi (ГС)), нарушения режимного характера не учитывают.

2.13. При необходимости учитывают и иные события, приводящие к образованию горючей среды.

3. Расчет вероятности появления источника зажигания (инициирования взрыва)

3.1. Появление n-го источника зажигания (инициирования взрыва) в анализируемом элементе объекта (событие ИЗ n) обусловлено появлением в нем n-го энергетического (т еплового) источника (событие ТИ n) с параметрами, достаточными для воспламенения k-й горючей среды (событие В n k). Вероятность ( Qi (ИЗ n/ГС k)) появления n-го источника зажигания в i-м элементе объекта вычисляют по формуле

               (46)

где Q i (ТИп) - вероятность появления в i-м элементе объекта в течение года n-го энергетического (теплового) источника;

Qi (Bnk) - условная вероятность того, что воспламеняющая способность появившегося в i-м элементе объекта n-го энергетического (теплового) источника достаточна для зажигания k-й горючей среды, находящейся в этом элементе.

3.1.1. Разряд атмосферного электричества в анализируемом элементе объекта возможен или при поражении объекта молнией (событие C1), или при вторичном ее воздействии (событие C2), или при заносе в него высокого потенциала (событие С3).

Вероятность ( Qi (ТИп)) разряда атмосферного электричества в i-м элементе объекта вычисляют по формуле

                        (47)

где Q i ( C n) - вероятность реализации любой из С n причин, приведенных ниже;

Q i ( C1) - вероятность поражения i-го элемента объекта молнией в течение года;

Qi (C2) - вероятность вторичного воздействия молнии на i-й элемент объекта в течение года;

Q i (С3) - вероятность заноса в i-й элемент объекта высокого потенциала в течение года;

n - порядковый номер причины.

3.1.2. Поражение i-го элемента объекта молнией возможно при совместной реализации двух событий - прямого удара молнии (событие t2) и отсутствия неисправности, неправильного конструктивного исполнения или отказа молниеотвода (событие t1). Вероятность ( Q i (C 1)) вычи сляют по формуле

                                  (48)

где Q i ( t1) - вероятность отсутствия, неисправности, неправильного конструктивного исполнения или отказа молниеотвода, защищающего i-й элемент объекта;

Q i (t2) - вероятность прямого удара молнии в i-й элемент объекта в течение года.

3.1.3. Вероятность ( Q i (t2)) прямого удара молнии в объект вычисляют по формуле

                           (49)

где Nу.м - число прямых ударов молнии в объект, за год;

tр - продолжительность периода наблюдения, год.

Для объектов прямоугольной формы

           (50)

Для круглых объектов

            (51)

где S - длина объекта, м;

L - ширина объекта, м;

H - наибольшая высота объекта, м;

R - радиус объекта, м;

n y - среднее число ударов молнии на 1 км2 земной поверхности выбирают из табл. 3.

Таблица 3

Продолжительность грозовой деятельности за год, ч

20-40

40-60

60-80

80-100 и более

Среднее число ударов молнии в год на 1 км2

3

6

9

12

3.1.4. Вероятность ( Q i ( ti)) принимают равной единице в случае отсутствия молниезащиты на объекте или наличия ошибок при ее проектировании и изготовлении.

Вывод о соответствии основных параметров молниеотвода требованиям, предъявляемым к молниезащите объектов 1, 2 и 3-й категорий делают на основании результатов проверочного расчета и детального обследования молниеотвода. Основные требования к молниеотводам объектов 1, 2 и 3-й категорий приведе ны в СН-305-77. При наличии молниезащиты вероятность ( Q i (t1)) вычисляют по формуле

             (52)

где К s - коэффициент безопасности, определение которого изложено в разд. 4;

tр - анализируемый период времени, мин;

t j - время существования неисправности молниеотвода при j-й ее реализации в течение года, мин;

m - количество неисправных состояний молниезащиты;

b - вероятность безотказной работы молниезащиты ( b=0,995 при наличии молниезащиты типа А и b=0,95 при наличии молниезащиты типа Б).

Для проектируемых объектов вероятность ошибки при проектировании молниезащиты не рассчитывают.

При расчете Qi ( t1) существующей молниезащиты нарушение периодичности проверки сопротивления заземлителей (один раз в два года) расценивают как нахождение молниезащиты в неисправном состоянии. Время существования этой неисправности определяют как продолжительность периода между запланированным и фактическим сроками проверки.

3.1.5. Вероятность ( Q i ( C2)) вторичного воздействия молнии на объект вычисляют по формуле

                                 (53)

где Qi (t3) - вероятность отказа защитного заземления в течение года.

3.1.6. Вероятность ( Q i (t3)) при отсутствии защитного заземления или перемычек в местах сближения металлических коммуникаций принимают равной единице. Вероятность (Qi (t3)) неисправности существующей системы защиты от вторичных воздействий молнии определяют на основании результатов ее обследования аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (42).

Для проектируемых объектов вероятность отказа неисправности защитного заземления не рассчитывается, а принимается равной единице или нулю в зависимости от ее наличия в проекте.

3.1.7. Вероятность ( Q i (С3)) заноса высокого потенциала в защищаемый объект вычисляют аналогично вероятности ( Q i (С2)) по (53).

3.1.8. Вероятность Q i ( t2) при расчете ( Q i (C2)) и ( Q i ( C3)) вычисляют no формуле (49), причем значения параметров S и L в формулах ( 50 и 51) необходимо увеличить на 100 м.

3.1.9. Электрическая искра (дуга) может появиться в анализируемом элементе объекта (событие ТИ n) при коротком замыкании электропроводки (событие е1,), при проведении электросварочных работ (событие e2), при искрении электрооборудования, не соответствующего по исполнению категории и группе горючей среды, находящейся в этом элементе (событие e3), при разрядах статического электричества (событие е4).

Вероятность ( Q i (ТИ n)) вычисляют по формуле

              (54)

где Qi ( e n) - вероятность реализации любой из e n причин, приведенных ниже;

Q i ( e i) - вероятность появления искр короткого замыкания электропроводки в i-м элементе в течение года;

Q i (e2) - вероятность проведения электросварочных работ в i-м элементе объекта в течение года;

Q i ( e3) - вероятность несоответствия электрооборудования i-го элемента объекта категории и группе горючей среды в течение года;

Q i (е4) - вероятность возникновения в i-м элементе объекта разрядов

статического электричества в течение года;

Z - количество en причин;

п - порядковый номер причины.

3.1.10 Вероятность ( Q i (е1)) появления в ( i-м элементе объекта искр короткого замыкания вычисляют только для действующих и строящихся элементов объектов по формуле

                       (55)

где Q i ( V1) - вероятность возникновения короткого замыкания электропроводки в i-м элементе объекта в течение года;

Q i ( V2) - вероятность того, что значение электрического тока в i-м элементе объекта лежит в диапазоне пожароопасных значений;

Q i (Z) - вероятность отсутствия или отказа аппаратов защиты от короткого замыкания в т ечение года, определяющаяся по п. 3.1.30.

3.1.11. Вероятность ( Q i ( V1)) короткого замыкания эл ектропроводки на действующих и строящихся объектах вычисляют на основании статистических данных по формуле (42).

3.1.1 2. Вероятность ( Q i ( V 2)) нахождения электрического тока в диапазоне пожароопасных значений вычисляют по формуле

                              (56)

где Iк.з - максимальное установившееся значение тока короткого замыкания в кабеле или проводе;

I0 - длительно допустимый ток для кабеля или провода;

I1 - минимальное пожароопасное значение тока, протекающ его по кабелю или проводу;

I2 - максимальное пожароопасное значение тока, протекающего по каб елю, если I2 больше Iк.з, то принимают I2= Iк.з.

Значения токов I1 и I2 опре деляют э кспериментально. Для кабелей и проводов с поливинилхлоридной изоляцией I1=2,5, I0, а значение I2=21 I0 и 18 I0 для кабеля и провода соответственно. В отсутствии данных по I1 и I2 вероятность ( Q i ( V2)) принимают равной 1.

3.1.13. Вероятность ( Q i (е2)) проведения в i-м элементе объекта электросварочных работ вычисляют только для действующих и строящихся элементов объекта на основе статистических данных по формуле (42).

3.1.14. Вероятность ( Q i (e3)) при непрерывной работе электрооборудования принимают на всех объектах равной единице, еcли электрооборудование не соответствует категории и группе горючей смеси, или 10-8 - если соответствует. При периодической работе электрооборудования и его несоответствия категории и группе горючей среды вероятность ( Q i (e3)) вычисляют аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (42). Если электрическая искра появляется лишь при включении и выключении электрооборудования, несоответствующего категории и группе горючей среды (при п включениях и выключения х, то вероятность (Q i(e3)) вычисляют аналогично вероятности ( Q i ( t2)) по формуле (49). В случае соответствия электрооборудования горючей среде, вычисленное формуле (49) значение вероятности ( Q i (е3)) умножают на 10-8.

3.1.15. Вероятность ( Q i ( е4)) появления в i-м элементе объекта искр статического электричества вычисляют по формуле

                            (57)

где Q i (X1) - вероятность появления в i-м элементе условий для статической электризации в течение года;

Q i ( X2) - вероятность наличия неисправности, отсутствия или неэффективности средств защиты от статического электричества в течение года.

3.1.16. Вероятность ( Q i (X1)) принимают равной единице, если в i-м элементе объекта применяют и выбирают вещества с удельным объемным электрическим сопротивлением, превышающим 105 Ом ×м. В остальных случаях (Qi (Х2)) принимают равной нулю.

3.1.17. Вероятность ( Q i (X2)) принимают равной единице при отсутствии или неэффективности средств защиты от статического электричества. Вероятность ( Q i ( a n)) неисправности средств защиты в действующих элементах вычисляют на основании статистических данных аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (42).

Вероятность (Qi (X2)) в проектируемых элементах объекта вычисляют аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (43) на основании данных о надежности проектируемых средств защиты от статическ ого электричества (например средств ионизации или увлажнения воздуха и т. п.).

3.1.18. Фрикционные искры (искры удара и трения) появляются в анализируемом элементе объекта (событие ТИ n) при применении искроопасного инструмента (событие f1), при разрушении движущихся узлов и деталей (событие f2), при применении рабочими обуви, подбитой металлическими набойками и гвоздями (событие f3), при попадании в движущиеся механизмы посторонних предметов (событие f4) и т. д., при ударе крышки металлического люка (событие f5). Вероятность ( Q i ( ТИn)) вычисляют по формуле

                     (58)

где Q i ( fn) - вероятность реализации любой из f n причин, приведенных ниже;

Q i ( f1) - вероятность применения в i-м элементе объекта металлического, шлифовального и другого искроопасного инструмента в течение года;

Q i ( f2) - вероятность разрушения движущихся узлов и деталей i-го элемента объекта в течение года;

Q i ( f3) - вероятность использования рабочими обуви, подбитой металл иче скими набойками и гвоздями в i-м элементе объекта в течение года;

Q i (f4) - вероятность попадания в движущиеся механизмы i-го элемента объекта посторонних предметов в течение года;

Qi (f5) - вероятность удара крышки металлическ ого люка в i-м элементе объекта в течение года;

n - порядковый номер причины;

Z - количество fn причин.

3.1.19. Вероятность ( Q i ( f1)) вычисляют только для действующих и строящихся элементов объекта на основании статистических данных аналогичного вероятностям ( Q i ( a n)) и ( Q i (t2)) по формулам ( 42 или 49).

3.1.20. Вероятность ( Qi ( f2)) для действующих и строящихся элементов объекта вычисляют на основании статистических данных аналогично вероятности (Qi ( a n)) по формуле (43).

Для проект иру емых элементов объекта вероятность ( Q i ( f2)) вычисляют аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (43) на основании параметров надежности составных частей.

3.1.21. Вероятность ( Q i ( f3)) и ( Q i ( f5)) вычисляют только для действующих и строящихся элементов объекта аналогично вероятности (Qi ( a n)) по формуле (42) .

3.1.22. Вероятность ( Q i ( f4)) вычисляют для действующих и строящихся элементов объекта на основании статистических данных аналогично вероятно сти ( Q i ( a n)) по формуле (42), а для пр оектируемых элементов по формуле (43) , как вероятность отказа защитных средств.

3.1.23. Открытое пламя и искры появляются в i-м элементе объекта (событие ТИ n) при реализации любой из причин h n. В ероятность ( Qi (ТИп)) вычисляют по формуле

                      ( 59)

где Q i ( hn) - вероятность реализации любой из hn причин, приведенных ниже;

Q i ( h1) - вероятность сжигания топлива в печах i- ro элемента объекта в течение года;

Q i ( h2) - вероятность проведения газосварочных и других огневых работ в i-м элементе объекта в течение года;

Q i ( h3) - вероятность несоблюдения режима курения в i-м элементе

объекта в течение года;

Q i ( h4) - вероятность отсутствия или неисправности искрогасителе й на двигателях внутреннего сгорания, расположенных в i-м элементе объекта в течение года;

Q i ( h5) - вероятность использования рабочими спичек, зажигалок или

горелок в i-м элементе объекта в течение года;

Q i (h6) - вероятность выбросов нагретого газа из технического оборудования в i-м элементе объекта в течение года;

Z - количество причин;

п - поря дковый номер причины.

3. 1.24. Вероятность ( Q i ( h 1)) вычисляют для всех элементов объекта по формуле

                           (60)

где K s - коэффициент безопасности, определение которого изложено в разд. 4;

t p - анализируемый период времени, мин;

m - количество включений печи в течение анализируемого периода времени;

t j - время работы печи i-го элемента объекта при j-м ее включении в течение анализируемого периода времени, мин.

3.1.25. Вероятности ( Q i (h2)), ( Q i ( h3)), ( Q i ( h4)), ( Q i ( h5)) и ( Q i ( h6)) вычисляют только для действующих и строящихся объектов на основе статистических данных аналогично вероятности по формул е (60) .

3.1.26. Нагрев вещества, отдельных узлов и поверхностей технологического оборудования i- го элемента объекта, контактирующих с горючей средой, выше допустимой температуры (событие ТИ n) возможен при реализации любой из К n причин. Вероятность вычисляют по формуле

            (61)

rд e Q i ( K n) - вероятность реализации любой из К n причин, приведенных

ниже;

Q i ( K1) - вероятность нагрева горючего вещества или поверхности оборудования i-го элемента объекта при возникновении перегрузки электросет и, машины и аппаратов в течение года:

Q i ( K2) - вероятность отказа системы охлаждения аппарата i-го элемента объекта в течение года;

Qi ( K3) - вероятность нагрева поверхностей и горючих веществ при возникновении повышенных переходных сопротивлений электрических соединений i- ro элемента объекта в течение года;

Q i ( K4) - вероятность использования электронагревательных приборов в i-м элементе объекта в те чение года;

Q i ( K5) - вероятность нагрева поверхностей при трении в подшипниках в i-м элементе объекта в течение года;

Q i (К6) - вероятность разогрева от трения транспортных лент и приводных ремней в i-м элементе в течение года;

Q i7) - вероятность нагрева поверхностей инструмента и материалов

при обработке в i-м элементе объема в течение года;

Qi ( K8) - вероятность нагрева горючих веществ в i-м элементе объекта до опасных температур по условиям технологического процесса в течение года.

3.1. 27. Перегрузка электрических коммуникаций, машин и аппаратов (событие K1) возможна при неисправности или несоответствии аппаратов защиты электрических сетей, а также при реализации любой из причин Y m.

Вероят ность ( Qi ( K1)) вычисляют по формуле

                     (62)

где Q i { y m) - вероятность реализации любой из у m причин, приведенных ниже;

Qi (y1) - вероятность несоответствия сечения электропроводников нагрузке электроприемников в i-м элементе в течение года;

Q i (y2) - вероятность подключения дополнительных электроприемников в i-м элементе объекта в электропроводке, не рассчитанной на эту нагрузку;

Qi (у3) - вероятность увеличения момента на валу электродвигателя в i-м элементе объекта в течение года;

Qi (y4) - вероятность повышения напряжения в сети i-го элемента объекта в течение года;

Qi (y5) - вероятность отключения фазы (двухфазный режим работы в установках трехфазного тока) в сети i-го элемента объекта в течение года;

Q i (y6) - вероятность уменьшения сопротивления электроприемников в i-м элементе объекта в течение года;

Q i (z) - вероятность отсутствия неисправности или несоответствия аппаратов защиты электрических систем i-го элемента объекта от перегрузки в течение года.

3.1.28. Вероятности (Qi ( y1)), ( Q i (у2)), ( Q i (y4)), ( Qi ( y5)), ( Q i ( y6)) вычисляют только для действующих и строящихся объектов аналогично вероятности ( Qi ( h1)) по формуле (60).

3.1.29. Вероятность ( Q i ( y3)) вычисляют для действующих и строящихся объектов аналогично вероятности ( Q i ( h1)) по формуле (60) ), а для проектируемых объектов аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (43), как вероятность заклинивания механизмов, приводимых в действие электродвигателем.

3.1.30. Вероятность ( Q i (z)) вычисляют для действующих элементов объекта аналогично вероятности (Qi ( h1)) по формуле (60), для проектируемых элементов при отсутствии аппаратов защиты принимают равной единице, а при их наличии вычисляют аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (43).

3.1.31. Вероятности (Qi ( K2)) вычисляют для проектируемых элементов объекта аналогично вероятности ( Q i ( a n)) по формуле (43), как вероятность отказа устройств, обеспечивающих охлаждение аппарата, а для строящихся и действующих элементов аналогично вероятности ( Q i ( h1)) по формуле (60).

3. 1.32. Вероятность ( Q i (К3)), ( Q i ( K4)) и ( Q i (К6)) вычисляют только для действующих и строящихся объектов аналогично вероятности ( Q i ( h1)) по формуле (60).

3.1.33. Вероятность ( Q i ( K5)) и ( Q i ( K7)) вычисляют для проектируемых элементов объекта аналогично вероятности (Qi ( a n)) по формуле (43), как в ероят ность отказа системы смазки механизмов i- ro элемента, а для строящихся и действующих элементов аналогично вероятности ( Q i ( h1)) по формуле (60).

3 .1.34. Вероятность (Qi ( K8)) пр инимают равной един ице, если в соответствии с технологической необходимост ью происходит нагрев горючих в еществ до опасных температур, или нулю, если такой процесс не происходит.

Вероятность (Qi (ТИ n)) поя влен ия в горючем в еществе ил и материале очагов экзотермического окисления или разложен ия, пр иводящих к самовозгоранию, вычисляют по формуле

                                   (63)

где Q i ( m n) - вероятность реализации любой из m n причин, приведенных

ниже;

Q i ( m1) - вероятность появления и i-м элементе объекта очага теплового самовозгорания в течение года;

Q i ( m2) - вероятность появления в i-м элемент е объема очага химического возгорания в течение года;

Qi ( m3) - вероятность появлен ия в i-м эл емент е объекта очага микробиологического самовозгорания в течение года.

3.1.35. Вероятность ( Q i ( m1)) вычисляют для всех элементов объекта по формуле

                                 (64)

где Q i ( P1) - вероятность появления в i-м элементе объекта в течени е года веществ, склонных к т епловому самовозгоран ию;

Q i ( P2) - вероятность нагрева веществ, склонных к самовозгоранию, выше безопасной температуры.

3.1.36. Вероятность ( Q i ( P 1)) вычисляют для всех элементов объекта по формулам ( 60 или 43).

3 .1.37. Вероятность ( Q i ( P2)) принимают равной ед инице, есл и температура среды, в которой находится это вещество, выше или равна безопасной температуре или нулю, если температура среды ниже ее.

Безопасную температуру среды для веществ, склонных к тепловому самовозгоранию ( t s) , °С, вычисляют по формуле

                                          (65)

где t c - температура самовозгорания вещества, вычисляемая по п. 5.1.6, °С.

3.1.38. Вероятность ( Q i ( m2)) выч исляют для всех элеме нтов объекта по формуле

                   (66)

гд е Q i ( g1) - в ероятность появления в i-м элементе объекта химически активных веществ, реагирующих между собой с выделением большого количества т епла, в течение года;

Q i ( g2) - вероятность контакта химическ и акт ивных веществ в течение года.

3.1.39. Вероятности ( Q i ( g1)) и ( Q i ( g2)) вычисляют аналогично вероятност и (Qi ( h1)) по формуле (60), если реализация событий g1 и g2 обусловлена технологическими условиям и или мероприятиями организационного характера и вычисляют аналогично вероятности Q i ( a n) по формуле (43), есл и эти события зависят от надежности оборудования.

3.1.40. Вероятность ( Q i ( m3)) рассчитывают для действующих и строящихся объектов а налог ично вероятности ( Q i ( h1)) по формуле (60).

3.2. Вероятность ( Q i ( )) того, что воспламеняющаяся способность появившегося в i-м элементе объекта n-го энергетического (теплового) источника достаточна для зажигания к-й горючей среды, находящейся в этом элементе, определяется экспериментально или сравнением параметров энергетического (теплового) источника с соответствующими показателями пожарной опасности горючей среды.

3.2.1. Если данные для определения ( Q i (В k n)) отсутствуют или их достаточ ность вызывает сомнение, то значе ние вероятности ( Q i ( B k n)) принимают равн ым 1.

3. 2.2. Вероятность ( Q i (В k n)) принимают равной нулю в следующих случаях:

если источник не способен нагреть вещество выше 80 % значения температуры самовоспламенения вещества или температуры самовозгорания вещества, имеющего склонность к тепловому самовозгоранию;

если энергия, переданная тепловым источником горючему веществу (паро-, газо-, пылевоздушной смеси) ниже 40 % минимальной энергии зажигания;

если за время остывания теплового источника он не способен нагреть горючие вещества выше температуры воспламенения;

если время воздействия теплового источника меньше суммы периода индукции горючей среды и времени нагрева локального объема этой среды от начальной температуры до температуры воспламенения.

3.3. Данные о пожароопасных параметрах источников зажигания приведены в разд. 5.

3.4. При обосновании невозможности расчета вероятности появления источника зажигания в рассматриваемом элементе объекта с учетом конкретных условий его эксплуатации допускается вычислять этот параметр по формуле

                                  (67)

где t - время работы i-то элемента объекта за анализируемый период времени, ч;

 - среднее время работы i-го элемента объекта до появления одного источника зажигания, ч; (E0 - минимальная энергия зажигания горючей среды i-го элемента объекта, Дж).

3.5. При необходимости учитывают и иные события, приводящие к появлению источ ника зажига ния.

4. Общие требования к программе сбора и обработки статистических данных

4. l. Программу сбора статистических данных разрабатывают для действующих, строящихся и проектируемых объектов на основе анализа пожарной о пасности помещений и технологического оборудования

4. 2. Анализ пожарной опасности проводят отдельно по каждому технологическому аппарату, помещен ию и заканчивают разработкой структурной схемы причинно-следственной связи пожаровзрывоопасных событий, необходимых и достаточных для возникновения пожара (взрыва) в объекте (далее - модель возник новения пожара). Общий вид структурной схемы возник новения пожара в здании показан на черт. 2.

4.3. Статистические данные о времени   существования   пожаровзрывоопасных событий на действующих и строящихся объектах и времени безотказной работы разл ичных изделий проектируемых объектов собирают только по событиям конечного уровня, приведенным на модели возникновения пожара, для которых в методе отсутствуют аналитические зависимости.

Черт. 2

4.4. На основании модели возникновения пожара по каждому элементу объекта разрабатывают формы сбора статистической информации о причинах, р еализация которых может привести к возникновению пожара (взрыва).

4.5. Статистическую информацию, необходимую для расчета параметров над ежност и разл ичных изделий, используемых в проектном решении, собирает проект ная организация на действующих объектах. При этом для наблюдения выбирают изделия, работающие в период нормальной эксплуатации и в условиях, идентичных тем, в которых будет эксплуатироваться проект ируемое изделие.

4.6. В качестве источников информации о работоспособности технологического оборудования используют:

журналы старшего машиниста;

старшего аппаратчика;

начальника смены;

учета пробега оборудования;

дефектов;

ремонтные карты;

ежемесячные (ежеквартальные) технические отчеты; отчеты ремонтных служб;

график планово-предупредительных ремонтов;

ежемесячные отчеты об использовании оборудования;

справочные и паспортные данные о надежности различных элементов.

4.7. Источниками информации о нарушении противопожарного режима в помещениях, неисправности средств тушения, связи и сигнализации являются:

книга службы объектовой пожарной части МВД СССР;

журнал дополнительных мероприятий по охране объекта (для объектов, охраняемых пожарной охраной МВД СССР);

журнал наблюдения за противопожарным состояни ем объекта (для объектов, охраняемых пожарной охраной МВД СССР);

журнал осмотра складов, лабораторий и других помещений перед их закрытием по окончании работы;

предписания Государственного пожарного надзора МВД СССР;

акты пожарно-технических комиссий о проверке противопожарного состояния объектов;

акты о нарушении правил пожарной безопасности органов Государственного пожарного надзора МВД СССР.

4.8. При разработке форм сбора и обработки статистической информации используют:

наставление по организации профилактической работы на объектах, охраняемых военизированной и профессиональной пожарной охраны МВД СССР;

устав службы пожарной охраны МВД СССР;

форму, приведенную в табл. 4.

Таблица 4

Наименование анализируе мого элемента объекта

Анализируемое событие (причина)

Порядковый номер реализации события (причины)

Дата и вре мя

Время t j существования события причины

Общее время ( t ) работы i -го элемента объекта, мин

Наи менование

Обозначение

обнаружения (возникновения) прич ины

устранения (возникновения) причины

Компрессор первого каскада

Разрушение узлов и детале й поршнево й группы

f 2

1

01.03.84
10-35

1.3.84
10-40

5

18*14

2

10.4.84
15-17

10.4.84
15-21

4

3

21.5.84
12-54

21.5.84
12-59

5

4

17.12.84
01-12

17.12.84
01-15

3

4.9. На основании собранных данных вычисляют коэффициент безопасности K s в следующей последовательности.

4.9.1. Вычисляют среднее время существования пожаровзрывоопасного события ( t0) (среднее время нахождения в отказе) по формуле

                         (68)

где t j - время существования i-го пожаровзрывоопасного события, мин;

m - общее количество собы тий (изделий);

j - порядковый номер события (изделия).

4.9.2. Точечную оценку дисперсии ( D0) среднего времени существования пожаровзрывоопасного события вычисляют по формуле

                 ( 69)

4.9.3. Среднее квадратическое отклонение ( s t0) точечной оценки среднего времени существования события - t0 вычисляют по формуле

               (70)

4.9.4. Из табл. 5 выбирают значение коэффицие нта t b в зависимости от числа степеней свободы ( m-1) при доверительной вероятности b=0,95.

Таблица 5

m -1

1

2

От 3 до 5

От 6 до 10

От 11 до 20

20

t b

12,71

4,30

3,18

2 ,45

2,20

2,09

4.9.5. Коэффициент безопасности ( K s) (коэфф ицие нт, учитывающий отклонение значения параметра t0, вычисленного по формуле ( 68) , от его истинного значения) вычисляют из формулы

                                 (71)

4.9.6. При реализации в течение года только одного события коэффициент безопасности принимают равным еди нице.

5. Определение пожароопасных параметров тепловых источников интенсивности отказов э лементов

5.1. Пожароопасные параметры теплов ых источников

5.1.1. Разряд атмосферного электричества

5. l. l. l. Прямой удар молнии

Опасность прямого удара молнии заключается в контакте горючей среды с каналом молнии, температура в котором достигает 30000 °С при силе тока 200000 А и времени действия около 100 мкс. От прямого удара молнии воспламеняются все горючие среды.

5. 1.1.2. Вторичное воздействие молнии

Опасность вторичного воздействия молнии заключается в искровых разрядах, возникающих в результате индукционного и электромагнитного воздействия атмосферного электричества на производственное оборудование, трубопроводы и строительные конструкции. Энергия искрового разряда превышает 250 мДж и достаточна для воспламенения горючих веществ с минимальной энергией зажигания до 0,25 Дж.

5.1.1.3. Занос высокого потенциала

Занос высокого потенциала в здание происходит по металлическим коммуникациям не только при их прямом поражени и молнией, но и при расположении коммуникаций в непосредстве нной близости от молн иеотвода. При соблюдении безопасных расстояний между молниеотводам и и коммуникациями энергия возможных искровых разрядов достигает значений 100 Дж и более , то есть достаточна для воспламенения всех горючих веществ.

5.1.2. Электрическая искра (дуга)

5.1.2.1. Термическое действие токов короткого замыкания

Температуру проводника ( tпр), °С, нагреваемого током короткого замыкания, вычисляют по формуле

                      (72)

где tн - начальная т е мпература проводника, °С;

Iк.з - ток короткого замыкания, А;

R - сопрот ивление проводника, Oм;

tк.з - время короткого замыкания, с;

Спр - теплоемкость проводника, Дж ×кг-1 ×К -1;

mпр - масса про водн ика, кг.

Воспламеняемость кабеля и проводника с изоляцией завис ит от значения кратности тока короткого замыкания Iк.з, т. е. от значения отношения Iк.з к длительно допустимому току кабеля или провода. Если эта кратность больше 2,5, но меньше 1 8 для кабеля и 21 для провода, то происходит воспламенение поливинилхлоридной изоляции.

5.1.2.2. Электрические искры (ка пли металла)

Электрические искры (капли металла) образуются при коротком замыкании электропроводки, электросварке и при плавлении электродов электрических ламп накаливания общего назначения. Размер капель металла при этом достигает 3 мм (при потолочной сварке - 4 мм). При коротком замыкании и электросварке частицы в ылетают во всех направлениях, и их скорость не превышает 10 и 4 м ×с-1 соответственно. Температура капель зависит от вида металла и равна температуре плавления. Температура капель алюминия при коротком замыкании достигает 2500 °С, температура сварочных частиц и никелевых частиц ламп накаливания достигает 2100 ° C. Размер капель при резке металла достигает 15-26 мм, скорость - 1 м ×с-1 температура 1500 ° C. Температура дуги при сварке и р езке достигает 4 000 °С, поэтому дуга является источником зажига ния всех горючих веществ.

Зона разлета частиц при коротком замыкании зависит от высоты расположения провода, начальной скорости полета частиц, угла вылета и носит вероятностный характер. При высоте расположения провода 10 м вероятность по падания частиц на расстояние 9 м составляет 0,06; 7 м - 0,45 и 5м - 0,92; при высоте расположения 3 м вероятность попадания частиц на расстояние 8 м составляет 0,01, 6 м - 0,29 и 4м - 0,96, а при высоте 1 м вероятность разлета частиц на 6м - 0,06, 5 м - 0,24, 4 м - 0,66 и 3 м - 0,99.

Количество теплоты, которое капля металла способна отдать горючей среде при остывании до температуры ее самовоспламенения, рассчитывают следующим способом.

Среднюю скорость полета капли металла при свободном падении ( wк), м ×с-1, вычисляют по формуле

                                 (73)

где g=9,8 l м ×с-1 - ускорение свободного падения;

Н - высота падения, м.

Объем капли металла (Vк), м3, вычисляют по формуле

                         (74)

гд е d k - диаметр капли, м.

Массу капли ( m k), кг, вычисляют по формуле

                                        (75)

где r - плотность металла, кг ×м-1.

В зависимости от продолжительности полета капли возможны три ее состоя ния: жидкое, кристаллизации, твердое.

Время полета капли в расплавленном (жидком) состоянии ( t p), с, рассчитывают по формуле

                              (76)

где C p - удельная теплоемкость расплава металла, Дж ×к-1К-1;

m k - масса капли, кг;

Sk=0,785 d2 k - площадь поверхности капли, м2;

Тн, Тпл - температура капли в начале полета и температура плавления металла соответственно, К;

Т0 - температура окружающей среды (воздуха), К;

a - коэффициент теплоотдачи, Вт, м-2 К-1.

Коэффициент теплоотдачи определяют в следующей последовательности:

а) вычисляют число Рейнольдса по формуле

                                     (77)

где d k - диаметр капли м;

v= l5,1 ×10-6 - коэффициент кинематической вязкости в оздуха при температуре 20°С, м-2 ×с -1.

б) вычисляют критерий Нуссельта по формуле

                                (78)

в) вычисляют коэффициент теплоотдачи по формуле

,                                         (79)

где lв=22 ×10-6 - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт ×м-1 × -К-1.

Если t £ tр, то конечную температуру капли опред еляют по формуле

      (80)

Время полета капли, в течение которого происходит ее кристаллизация, определяют по формуле

                                 (81)

где Скр - удельная т еплота кристаллизации металла, Дж ×кг-1.

Если tр< t £ ( t p+ tкр), то конечную   температуру капли определяют по формуле

                                          (82)

Если t>( tр+ tкр), то конечную температуру капли в твердом состоянии определяют по формуле

       (83)

где Ск - удельная теплоемкость металла, Дж ×кг-1 ×K-1.

Количество тепла ( W), Дж, отдаваемое каплей металла твердому или жидкому горючему материалу, на который она попала, вычисляют по формуле

                    (84)

где Тсв - температура самовоспламенения горюч его материала, К;

К - коэффициент, равный отношению тепла, отданного горючему веществу, к энергии, запасенной в капле.

Есл и отсутствует возможность определения коэффициента К, то принимают К=1.

Более строгое определение конечной температуры капли может быть проведено при учете зависимости коэффициента теплоотдачи от температуры.

5.1.2.3. Электрические лампы накаливан ия общего назначения

Пожар ная опасность св етильников обусловлена возможностью контакта горючей ср еды с колбой эл ектрической лампы накаливан ия, нагретой выше температуры самовоспламенения горючей среды.

Черт. 3

Температура нагрева колбы электрической лампочки зависит от мощности лампы, ее размеров и расположения в пространстве. Зависимость максимальной температуры на колбе горизонтально расположенной лампы от ее мощности и времени приведена на черт. 3.

5.1.2.4. Искры статического электричества

Энергию искры ( Wи), Дж, способной возникнуть под действием напряжения между пластиной и каким-либо заземленным предметом, вычисляют по запасенной конденсатором энергии из формулы

                                   (85)

где С - емкость конденсатора, Ф;

U - напряжение, В.

Разность потенциалов между заряженным телом и землей измеряют электрометрами в реальных условиях производства.

Черт. 4

Если Wн ³0,4 Wм.э.з ( Wм.э.з - минимальная энергия зажигания среды), то искру статического электричества рассматр ивают как источник зажигания.

Реальную опасность представляет «контактная» электризация людей, работающих с движущимися диэлектрическими материалами. При соприкосновении человека с заземленным предметом возникают искры с энергией от 2,5 до 7,5 мДж. Зависимость энергии электрического разряда с тела человека и от потенц иала зарядов статического электричества показана на черт. 4 .

5.1.3. Механические (фрикционные) искры (искры от удара и трения)

Размеры искр удара и трения, которые представляют собой раскаленную до свеч ения частичку металла или камня, обычно не превышают 0,5 мм, а их температура находится в пределах температуры плавления металла. Температура искр, образующихся при соударен ии металлов, способных вступать в химическое взаимодействие друг с другом с выделением значительного количества тепла, может превышать температуру плавления и поэтому ее определяют экспериментально или расчетом.

Количество теплоты, отдаваемое искрой при охлаждении от начальной температуры tн до температуры самовосплам енен ия горючей среды tсв вычисляют по формуле (84), а время остывания t - следующим образом.

Отношение тем ператур ( Qп) выч исляют по формуле

                         (86)

гд е tв - температура воздуха, °С.

Коэфф ицие нт теплоотдачи ( a), Вт ×м-2 ×К-1, вычисляют по формуле

                                     (87)

гд е wи - скорость пол ета искры, м ×с -1.

Скорость искры ( wи), образующейся пр и ударе свобод но падающего тела, вычисляют по формуле

                                     (88)

а при удар е о вращающееся тело по формуле

                                  (89)

гд е n - частота вращения , с -1;

R - радиус вращающегося т ела, м.

Скорость полета искр, образующ ихся при рабо те с ударным инструментом, принимают равной 16 м ×с -1, а с высекаемых при ходьбе в обуви, подбитой металлическими набойками или гвоздями, 12 м ×с-1.

Критерий Био вычисляют по формуле

                              (90)

гд е dи - диаметр искры, м;

lи - коэффициент теплопроводности металла искры при температуре самовоспламен ения горючего вещества ( tсв), Bт ×м-1 ×K-1.

По значе ниям от носительной избыточной темп ературы qп и критерия В i определяют по графику (черт. 5) критер ий Фурье

Черт. 5

Длительность остывания частицы металла ( t), с, вычисляют по формуле

                          (91)

где F0 - кр итерий Фурье;

Си - т еплоемкость металла искры при температуре самовоспламе не ния горючего вещества, Дж × кг-1 ×К -1;

rи - плотность металла искры при температуре самовоспламенения горючего вещества, кг × м-3.

При наличии экспериментальных данных о поджигающей способности фр икционных искр вывод об их опасности для анализируемой горючей среды допускается делать без проведения расчетов.

5.1 .4. Открытое пламя и искры двигателей (печей)

Пожарная опасность пламени обусловлена интенсив ностью теплового воздействия (плотностью теплового потока), площадью воздействия, ориентацие й (вза имным расположением), периодичностью и временем его воздействия на горючие вещества. Плотность теплового потока диффузио нных пламен (спички, свечи, газовой горелки) составляет 1 8-40 кВт ×м-2, а предварительно перемешанных (паяльные лампы, газовые горелки) 6 0-140 кВт ×м-2 В табл. 6 приведены температурные и временные характеристики некоторых пламен и малокалорийных источников тепла.

Таблица 6

Наи менование горящего вещества (из делия) или пожароопасной операц ии

Те мпература пла мени (тления или нагрева), оС

Время горения (тления), мин

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости

880

-

Древесина и лесопиломатериалы

1000

-

Пр иродные и сжиженные газы

1200

-

Газовая сварка металла

3150

-

Газовая резка металла

1350

-

Тлеющая папироса

320 -410

2-2,5

Тлеющая сигарета

420-460

26-30

Горящая спичка

60 0 -640

0,33

Открытое пламя опасно не только пр и непосредствен ном контакте с горючей средой, но и при ее облучении. Интенсивность облучения ( gр), Вт ×м -2, вычисляют по формуле

                       (92)

где 5,7 - коэффициент излучения абсолютно черного те ла, Вт ×м-2 ×К-4;

eпр - приведенная степень черноты системы

                         (93)

eф - степень черноты факела (при горении дерева равна 0,7, нефтепродуктов 0 ,85) ;

eв - степень черноты облучаемого вещества принимают по справочной литературе;

Тф - температура факела пламени, К,

Тсв - температура горючего вещества, К;

j - коэффициент облученности между излучающей и облучаемой поверхностями.

Кр итические значения интенсивности облучения в зависимости от времени облуче ния для некоторых веществ приведены в табл. 7.

Пожарная опасность искр печных труб, котельных, труб паровозов и тепловозов, а также других машин, костров, в з начительной степени определяется их размером и температурой. Установлено, что искра диаметром 2 мм пожароопасна, если имеет температуру около 100 0 °С, диаметром 3 мм - 800 °С, диаметром 5 мм - 600 °С.

Теплосодержание и время остывания искры до безопасност и температуры вычис ляют по формулам ( 76 и 91 ). При этом диаметр искры принимают 3 мм, а скорость полета искры ( wи), м ×с -1, вычисляют по формуле

                           (94)

где wв - скорость ветра, м ×с -1;

H - высота трубы, м.

Таблица 7

Мат ериал

Минимальная интенсивность облучения, Вт × м-2, при продолжительности облучения, мин

3

5

15

Древесина (сосна влажностью 1 2 %)

18 800

1 6900

1 3900

Древесно-стружечная плита плот ностью 417 кг × м -3

139 00

119 00

8300

Торф брикетный

315 00

24400

1320 0

Торф кусковой

16600

143 50

9800

Хлопок-волокно

11 000

9700

7500

Слоистый пластик

21600

19100

15400

Стеклопластик

19400

1 8600

17400

Пергамин

22000

19750

17 400

Рез ина

2 26 00

19200

14800

Уголь

-

35000

35000

5.1.5. Нагрев веществ, отде льных узлов и поверхностей технологического оборудования

Температуру нагрева электропровода пр и воз никнове нии перегрузки ( tж), °С, вычисляют по формуле

                      (95)

гд е tср.н - нормативная температура среды для прокладки провода, при нимается в соответствии с правилами электрооборудования, утвержденными Госэнергонадзором, °С;

Iф - фактический ток в проводнике, Д;

tж.п - нормативная температура жилы электропровода , °С;

Iдоп - допуст имый ток в проводнике, А.

Температура газа пр и сжатии в компрессоре и отсутствии его охлаждения (Тк), К, вычисляют по формуле

                          (96)

где Тн - темпе ратура газа в начале сжатия, К;

Рк, Рн - давление газа в конце и начале сжат ия, кг ×м-2;

k - показатель адиабаты (равен 1,67 и 1,4 соответственно для одно- и дву хатомных газо в).

Для многоатомных газов показатель адиабаты выч исляют по формуле

                            (97)

где Ср, С v - изобарная и изохорная удельные массовые теплоемкости газов, Дж ×кг-1 ×К-1.

Температуру нагрева электрических контактов при возникновении повышенных переходных сопротивлений ( tн.к), °С, вычисляют по формуле

               (98)

где tср - температура среды, оС;

t - время, с;

tк - постоянная времени нагрева контактов, с;

Р - электрическая мощность, выделяющаяся в контактных переходах, Вт;

S - площадь поверхности теплообмена, м2;

aобщ - общий коэффициент теплоотдачи, Вт ×м-2 ×К-1.

До максимальной температуры контакты нагреваются за время

                                             (99)

Электрическую мощность (Р), выделяющуюся в контактных переходах вычисляют по формуле

                                     (100)

где I - ток в сети, А;

U i - падение напряжения в i-й контактной паре в электрическом контакте, В;

п - количество контактных пар в контакте.

Значение падения напряжений на контактных парах U i для деталей из некоторых материалов приведены в табл. 8.

Таблица 8

Наименование материала

Алюминий

Графит

Латунь

Медь

Сталь

Алюминий

0,28

Графит

3,0

3,0

Латунь

0,63

2,4

0,54

Медь

0,85

3,0

0,60

0,65

Сталь

1,4

1,6

2,1

3,0

2,5

Коэффициент теплообмена вычисляют в зависимости от температуры контактов по формулам:

      ( 101)

                    ( 102)

Постоянную времени нагрева контактов вычисляют по формуле

                           (103)

где С - удельная массовая теплоемкость металла контактов, Дж ×кг-1 ×K-1;

m - масса контактов кг.

Расчет tн.к проводят в следующей последовательности. Для заданной температуры tн.к вычисляют aобщ и С, а затем по формуле (98) вычисляют tн.к. Если выбранное и вычисленное значения tн.к отличаются более чем на 5 %, то вычисление необходимо повторить.

Температуру подшипника скольжения при отсутствии смазки и принудительного охлаждения ( tп.с), оС, вычисляют по формуле

              (104)

где tср - температура среды, °С;

a=0,44 fNdn - коэффициент мощности, Вт;

f - коэффициент трения скольжения;

N - сила, действующая на подшипник, кг;

d - диаметр шипа вала, м;

п - частота вращения вала, мин-1;

S - площадь поверхности теплообмена (поверхность подшипника, омываемая воздухом), м2;

t - время работы подшипника, с;

 - постоянная времени нагрева подшипника, с;

m - масса подшипника, кг.

Время нагрева подшипника ( t), с, до заданной температуры вычисляют по формуле

                   (105)

Практически при t=5 tп температура подшипника достигает максимального значения, вычисляемого по формуле

                           ( 106)

В формулах ( 106, 107, 108) коэффициент теплообмена aобщ вычисляют по формулам ( 101 или 102).

Последовательность расчета температуры подшипника аналогична расчету температуры нагрева контактов.

5.1.6 . Нагрев веществ при самовозгорании

Минимальную температуру среды, при которой происходит тепловое самовозгорание, вычисляют из выражения

                           ( 107)

а время нагревания вещества до момента самовозгорания из выражения

                     ( 108)

где t c - температура окружающей среды, °С;

tc - время нагрева, ч;

Ap, Aв, np, nв - эмпирические константы;

S - удельная поверхность тел, м-1.

                      (109)

где F - полная наружная поверхность тела, м2;

V - объем тела, м3;

l, b, h - размеры тела вдоль соответствующей координатной оси, м; например, для прямоугольного параллелепипеда, l - длина, b - ширина, h - высота; для цилиндра: l= b=Dц, h - высота; для шара: l= b= h= Dш и т. д.

5.2. Интенсивность отказов элементов оборудования, приборов и аппаратов

Зависимость интенсивно сти повреждений оборудования, приводящих к взрыву, от взрывоопасной концентрации для производства дивинила, метана, этилена и аммиака приведена на черт. 6.

min и max l
- - - средни е значения
1 - фланцы; 2 - задвижки;
3 - скруберы; 4 - осушители;
5 - конденсаторы; 6 - емкости:
7 - трубы

Черт. 6

Интенсивность отказов различных элементов технологических аппаратов и защитных устройств определяют по табл. 9, 10.

Таблица 9

Интенсивность отказа элементов

Наименование элемента

Интенсивность отказов ( l × 106).ч-1

Нижний предел

Среднее значение

Верхний предел

Механические элементы

Гильзы

0,02

0,045

0,08

Дифференциалы

0,012

1,00

1,58

Зажимы

0,0003

0,0005

0,0009

Кольца переменного сечения

0,045

0,55

3,31

Коробки коленчатого вала

0,1

0,9

1,8

Коробки передач:

соединительные

0,11

0,2

0,36

секторные

0,051

0,912

1,8

скоростные

0,087

2,175

4,3

Корпуса

0,03

1,1

2,05

Муфты:

сцепления

0,04

0,06

1,1

скольжения

0,07

0,3

0,94

Ограничители

0,165

0,35

0,783

Ограничительные сменные кольца

-

0,36

-

Противовесы:

большие

0,13

0,3375

0,545

малые

0,005

0,0125

0,03

Пружины

0,004

0,1125

0,221

Приводы:

со шкивом

-

0,16

-

дополнительного сервомеханизма

0,86

12,5

36,6

обычных сервомеханизмов

0,86

12,5

36,6

более экономичные

0,6

3,3

18,5

менее

0,17

1,8

9,6

Приводные ремни передач

-

3,6

-

Подшипники:

шариковые

0,02

0,65

2,22

соединительных муфт

0,008

0,21

0,42

роликовые

0,2

0,5

1,0

Шарикоподшипники:

мощные

0,072

1,8

3,53

маломощные

0,035

0,875

1,72

Рессоры маломощные

-

0,112

-

Ролики

0,02

0,075

0,1

Соединения:

механические

0,02

0,02

1,96

вращающиеся

6,89

7,50

9,55

паяные

0,0001

0,004

1,05

Соединительные коробки

0,28

0,4

0,56

Сервомеханизмы

1,1

2,0

3,6

Стержни

0,15

0,35

0,62

Устройство связи:

направленные

0,065

1,52

3,21

поворотные

0,001

0,025

0,049

гибкие

0,027

0,039

1,348

жесткие

0,001

0,025

0,049

Фильтры механические

0,045

0,3

1,8

Шестерни

0,002

0,12

0,98

Штанги плунжера

-

0,68

-

Штифты:

с нарезкой

0,006

0,025

0,1

направляющие

0,65

1,625

2,6

Шарниры универсальные

1,12

2,5

12,0

Шасси

-

0,921

-

Эксцентрики

0,001

0,002

0,004

Пружины

0,09

0,22

0,42

Теплообменники

2,21

15,0

18,6

Гидравлические и пневматические элементы

Диафрагмы

0,1

0,6

0,9

Источники мощности гидравлические

0,28

6,1

19,3

Задвижки клапанов

0,112

5,1

44,8

Задвижки возбуждения

0,112

0,212

2,29

Клапаны:

шариковые

1,11

4,6

7,7

рычажные

1,87

4,6

7,4

нагруженные

0,112

5,7

18,94

сверхскоростные

1,33

3,4

5,33

обходные

0,16

2,2

8,13

стопорные

0,112

2,3

4,7

контрольные

0,24

1,9

2,2

дренажные

-

0,224

-

наполнительные

0,1

0,112

1,12

поплавковые

5,6

8,0

11,2

горючего

1,24

6,4

37,2

давления

0,112

5,6

32,5

первичные

0,165

6,3

14,8

двигателя

-

37,2

-

регулятора

-

0,56

-

разгрузочные:

0,224

5,7

14,1

давления

0,224

3,92

32,5

термические

5,6

8,4

12,3

резервуарные

2,70

6,88

10,8

селекторные

3,7

16,0

19,7

регулировочные

0,67

1,10

2,14

ручные переключающие

0,112

6,5

10,2

скользящие

0,56

1,12

2,28

ползунковые

-

1,12

-

соленоидные:

2,27

11,0

19,7

трехходовые

1,87

4,6

7,41

четырехходовые

1,81

4,6

7,22

импульсные

2,89

6,9

9,76

перепускные

0,26

0,5

2,86

разгрузочные

3,41

5,7

15,31

Сервоклапаны

16,8

30,0

56,0

Манометры

0,135

1,3

15,0

Моторы гидравлические

1,45

1,8

2,25

Нагнетатели

0,342

2,4

3,57

Насосы с машинным приводом

1,12

8,74

31,3

Поршни гидравлические

0,08

0,2

0,85

Приводы постоянной скорости пневматические

0,3

2,8

6,2

Прокладки:

пробковые

0,003

0,04

0,077

пропитанные

0,05

0,137

0,225

из сплава «Монель»

0,0022

0,05

0,908

кольцеобразные

0,01

0,02

0,035

феноловые (пластмассовые)

0,01

0,05

0,07

резиновые

0,011

0,02

0,03

Регуляторы:

давления

0,89

4,25

15,98

гидравлические

-

3,55

-

пневматические

3,55

7,5

15,98

Резервуары гидравлические

0,083

0,15

0,27

Сильфоны

0,09

2,287

6,1

Соединения:

гидравлические

0,012

0,03

2,01

пневматические

0,021

0,04

1,15

Соединительные муфты гидравлические

-

0,56

-

Трубопроводы

0,25

1,1

4,85

Цилиндры

0,005

0,007

0,81

Цилиндры пневматические

0,002

0,004

0,013

Шланги:

высокого давления

0,157

3,93

5,22

гибкие

-

0,067

-

пневматические

-

3,66

-

Таблица 10

Интенсивность отказов защитных устройств

Наименование элемента

Среднее значение интенсивности отказов ( l × 106), ч-1

Индикаторы взрывов автоматических систем подавления взрывов (АСПВ)

0,25

Блоки управления автоматических систем подавления взрывов (на каждый канал)

0,12

Гидропушки ГП (АСПВ)

0,27

Оросители АС (АСПВ)

0,32

Пламеотсекатели ПО (АСПВ)

0 ,39

Кабели (АСПВ)

0,047

Предохранительные мембраны

0,0112

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

МЕТОД ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

1. Экономическая оценка эффективности затрат на обеспечение пожарной безопасности

1.1. Эффективность затрат на обеспечение пожарной безопасности народнохозяйственных объектов является обязательным условием при технико-экономическом обосновании мероприятий, направленных на повышение пожарной безопасности. Расчеты экономического эффекта могут использоваться при определении цен на научно-техническую продукцию противопожарного назначения, а также для обоснования выбора мероприятий по обеспечению пожарной безопасности пр и формировании планов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, эконом ического и социального развития объектов.

Эффективность затрат на обеспечение пожарной безопасности определяется как социаль ными (оценивает соответствие фактического положения установленному социальному нормативу), так и экономическими (оценивает достигаемый экономический результат) показателями.

Экономический эффект отражает собой превышение стоимостных оценок конечных результатов над совокупными затратами ресурсов (трудовых, материальных, капитальных и др.) за расчетный период. Конечным результатом создания и использования мероприятий по обеспечению пожарной безопасности является значение предотвращенных потерь, которые рассчитывают исходя из вероятности возникновения пожара и возможных экономических потерь от него до и после реализации мероприятия по обеспечению пожарной безопасности на объекте. Численное значение затрат на мероприятия по обеспечению пожарной безопасности определяется на основе бухгалтерской отчетности объекта защиты.

1.2. Затраты на обеспечение пожарной безопасности следует считать эффективными с социальной точки зрения, если они обеспечивают выполнение норматива по исключению воздействия на людей опасных факторов пожара, установленного настоящим стандартом ( разд. 1 и приложение 2).

1.3. Экономический эффект определяется по всему циклу реализации мероприятия по обеспечению пожарной безопасности за расчетный период времени, включающий в себя время проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, освоение и производство элементов систем и мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, а также время использования результатов осуществления мероприятия на охраняемом объекте.

За начальный год расчетного периода принимается год начала финансирования работ по осуществлению мероприятия. Началом расчетного периода, как правило, считается первый год выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Конечный год расчетного периода определяется моментом завершения использования результатов осуществления мероприятия. Конечный год использования результатов мероприятия по обеспечению пожарной безопасности определяется разработчиком и согласовывается с основным заказчиком (потребителем). При его установлении целесообразно руководствоваться: плановыми сроками замены элементов систем и мероприятий по обеспечению пожарной безопасности; сроками службы элементов и систем по обеспечению пожарной безопасности (с учетом морального старения), указанными и документации на них (ГОСТ, ОСТ, ТУ, паспорт и др.); экспертной оценкой при отсутствии нормативов.

1.4. При проведении расчетов экономического эффекта разновременные затраты и результаты приводятся к единому моменту време ни - расчетному году. В качестве расчетного года принимается год, предшествующий началу использования мероприятия по обеспечению пожарной безопасности. Приведение выполняется умножением значений затрат и результатов предотвращенных потерь соответствующего года на коэффициент дисконтирования ( a t), вычисляемый по формуле

                                (110)

где Е - норматив приведения разновременных затрат и результатов, численно равный нормативу эффективности капитальных вложений (Е=Ен=0,1);

t p - расчетный год;

t - год, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году.

1.5 . В число возможных вариантов реализации мероприятия по обеспечению пожарной безопасност и объекта на этапе технико-экономического обоснования отбираются те, которые отвечают ограничениям технического и социального характера. В число рассматриваемых вариантов включаются наилучшие, технико-экономические показатели которых превосходят или соответствуют лучшим мировым и отечественным достижениям. При этом должны учитываться возможности закупки техники за рубежом, организации собственного производства на основе приобретения лицензий, организации совместного производства с зарубежными партнерами. Лучшим признается вариант мероприятия по обеспечению пожарной безопасности, который имеет наибольшее значение экономического эффекта либо при условии тождества предотвращаемых потерь - затраты на его достижение минимальны.

Если целью осуществления мероприятия по обеспечению пожарной безопасности является не непосредственное предотвращение пожара, а обеспечение, достоверной информации об основных характеристиках и параметрах уровня обеспечения пожарной безопасности, контроля за соблюдением правил пожарной безопасности, в случае невозможности определения влияния данного мероприятия на стоимостную оценку предотвращенных потерь, то при сравнении альтернативных вариантов по обеспечению пожарной безопасности лучшим принимается тот, затраты на достижение которого минимальны.

1.6. Экономический эффект затрат на обеспечение пожарной безопасности определяется по результатам эксплуатации за расчетный период. Экономический эффект за расчетный период независимо от направленности мероприятия по обеспечению пожарной безопасности (разработка, производство и использование новых, совершенствование существующих элементов систем и мероприятий по обеспечению пожарной безопасности) (Э T), руб., рассчитывают по формуле

                                  (111)

или

                       (112)

где ЭT - экономический эффект реализации мероприятия по обеспечению пожарной безопасности за расчетный период ( T);

Ппр t, Ппр T - стоимостная оценка предотвращенных потерь соответственно за расчетный период ( T) и в году ( t) расчетного периода;

ЗТ, З t - стоимостная оценка затрат на реализацию мероприятия по обеспечению пожарной безопасности соответственно за расчетный период ( T) и в году (t) расчетного периода;

a t, a tпр - коэффициенты приведения разновременных соответственно затрат и предотвращенных потерь к расчетному году;

tн - начальный год расчетного периода;

tк - конечный год расчетного периода;

t - текущий год расчетного периода.

1.7. Затраты на реализацию мероприятия по обеспечению пожарной безопасности за расчетный период (ЗТ), руб., рассчитывают по формуле

              (113)

где Знио.к.р - затраты на проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, руб.;

 - затраты при производстве мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, руб.;

 - затраты при использовании мероприятий по обеспечению пожарной безопасности (без учета затрат на приобретение созданных элементов мероприятий), руб.

Затраты при производстве (использовании) мероприятий по обеспечению пожарной безопасности (ЗТп(и)), руб., рассчитывают по формуле

              14)

где 3 t - значение затрат всех ресурсов в году t;

И t - текущие издержки при производстве (использовании) мероприятий по обеспечению пожарной безопасности в году t;

K t - единовременные затраты при производстве (использовании) мероприятий в году t;

Л t - остаточная стоимость (ликвидационное сальдо) основных фондов, выбывших в году t.

При оценке остаточной стоимоcти фондов могут быть рассмотрены три различных случая:

а) созданные ранее фонды, которые высвобождаются в году за ненадобностью, могут до конца своего срока службы эффективно использоваться где-то в другом месте. В этом случае в качестве Л t следует учитывать остаточную стоимость фондов;

б) фонды в конце расчетного периода, отслужившие лишь часть своего срока службы и эффективно функционирующие. В этом случае в качестве Л t следует учитывать остаточную стоимость фондов;

в) фонды, высвобожденные за ненадобностью в году t, которые нигде более по своему назначению использованы быть не могут. В этом случае в качестве Л t следует учитывать ликвидационное сальдо.

2. Расчет экономических потерь от пожара

2.1. Значение предотвращенных потерь (Ппр), руб., определяют по формуле

                                  (115)

где П1, П2 - экономические потери от одного пожара на охраняемом объекте соответственно до и после реализации мероприятий по обеспечению пожарной безопасности, руб.

Экономические потери (П1 и П2) от пожара на объекте за год могут быть определены на основании статистических данных о пожарах и использовании расчетного метода ( разд. 1, 2, 3).

2.2. При использовании статистических данных экономическ ие потери (Пэ j), руб., от j-го пожара, вычисляют по формуле

           (116)

где Пэ j - экономические потери от j-го пожара, руб;

Пн.б j - потери части национального богатства от j-го пожара, руб;

По.р j - потери в результате отвлечения ресурсов на компенсацию последствий j-го пожара, руб;

Пн.в j - потери из-за неиспользования возможностей вследствие j-г o пожара, руб;

Пс.э j - социально-экономические потери от j-го пожара, руб;

N - количество пожаров за год.

2.3. Потери части национального богатства состоят из материальных ценностей, уничтоженных или поврежденных в результате воздействия опасных факторов пожара и его вторичных проявлений, а также средств пожаротушения.

Потери части национального богатства от j-г o пожара (Пн.б j), руб, вычисляют по формуле

     (117)

где Пуп.о.ф j - потери в результате уничтожения j-м пожаром основных производственных фондов, руб.;

Ппп.о.ф j - потери в результате повреждения j-м пожаром основных производственных фондов, руб.;

Пун.о.ф j - потери в результате уничтожения j-м пожаром основных непроизводствен ных фондов, руб.;

Ппн.о.ф j - потери в результате повреждения j-м пожаром основных непроизводственных фондов, руб.;

Пу(п)т.м.ц j - потери в результате уничтожения (поврежде ния) j-м пожаром товарно-материальных ценностей (оборотных фондов, материа льных ресурсов текущего потребления) руб.;

Пу(п)и.м j - потери в результате уничтожения (повреждения) j-м пожаром личного имущества населения, руб.;

Пупр.р j - потери в результате уничтожения j-м пожаром природных ресурсов, руб.;

2.4. Потери в результате отвлечения ресурсов на компенсацию последствий пожара - приведенные затраты на восстановительные работы на объекте, на котором произо шел пожар.

Потери в результате отвлечения ресурсов на компенсацию последствий j-го пожара (По.р j), руб. вычисляют по формуле

                  (11 8)

где Поо.р j - потери в результате отвлечения ресурсов на восстановление объекта после j-го пожара, руб.;

Ппо.р j - потери в результате отвлечения ресурсов на восстановление природных ресурсов, пострадавших от j-го пожара, руб.;

2.5. Потери из-за неиспользования возможностей - часть прибыли, недополученная объектом в результате его простоя и выбытия трудовых ресурсов из производственной деятель ности в результате пожара.

Потери из-за неиспользования возможностей вследствие j-го пожара Пн.в j руб.; вычисляют по формуле

                 (119)

где Пп.о j - потери от простоя объекта в результате j-го пожара, руб.;

Пв.тр j - потери при выбытии трудовых ресурсов из производственной деятельности в результате j-го пожара, руб.

2.6. Социально-экономические потери - затраты на проведение мероприятий вследствие гибели и травмирования людей на пожаре.

Социально-экономические потери от j-го пожара (Пс.э j), руб., вычисляют по формуле

                    (1 20)

где Птс.э j - социально-экономические потери от травмирования людей на j-м пожаре, руб.;

Пгс.э j - социально-экономические потери от гибели людей на j-м пожаре, руб.

Социально-экономические потери от травмирования людей на j-м пожаре (Птс.э j) вычисляют по формуле

       (121)

где Sв j - выплаты пособий по временной нетрудоспособности травмированным на j-м пожаре людям, руб.;

Sи.п j - выплаты пенсий лицам, ставшим инвалидами в результате j-го пожара, руб.;

Sкл j - расходы на клиническое лечение лиц, травмированных на j-м пожаре, руб.;

S cк.л j - расходы на санаторно-курортное лечение лиц, травмированных на j-м пожаре, руб.

Социаль но-экономические потери при гибели людей в результате j-го пожара (Пгс.э j), руб., вычисляют по формуле

                     (122)

где Sпог - выплаты пособий на погребение погибших в результате j-го пожара лиц, руб.;

Sп.к j - выплаты пенсий по случаю потери кормильца в результате j-го пожара, руб.

2.7. Расчет составляющих экономических потерь от пожара

Потери в результате уничтожения j-м пожаром основных производственных фондов ( Пуп.о.ф j), руб., вычисляют по формуле

            ( 123)

где S oi - остаточная стоимость основных фондов i-го вида, руб. ×ед-1;

Sп.к j - стоимость материальных ценностей i-го вида, годных для дальнейшего использования, руб. ×ед-1;

Sл i - ликвидационная стоимость материальных   ценностей i-го вида, руб. ×ед-1;

п - количество видов основных фондов, ед.

2.8. Потери в результате повреждения j-м пожаром основных производственных фондов (Ппп.о.ф), руб., вычисляют по формуле

              ( 124)

где g - коэффициент, учитывающий повр еждение материальных ценностей;

Кэ - удельный вес стоимости конструктивных элементов в общей стоимости материальных ценностей, %.

2.9. Потери в результате уничтожения и повреждения j-м пожаром основных непроизводственных фондов вычисляют следующим образом.

Если по основным непроизводственным фондам начисляются амортизационные отчисления, то потери стоимости при их уничтожении вычисляют по формуле (123), а при повреждении - по формуле (124).

Если по основным непроизводственным фондам не начисляются амортизационные отчисления, то потери стоимости вычисляют по формулам:

при уничтожении

         (125)

при повреждении

(126)

где Sп i - первоначальная стоимость основных фондов i-то вида, руб. ×ед-1.

2.10. Потери в результате уничтожения (повреждения) товарно-материальных ценностей (оборотных фондов, материальных ресурсов текущего потребления) j-м пожаром (Пу(п)т.м.ц), руб., вычисляют по формуле

  (127)

где Sт.м.ц i - общая стоимость товарно-материальных ценностей i-го вида на момент пожара, руб.;

Sнт.м.ц i - стоимость товарно-материальных ценностей i-го вида, оставшихся после пожара, руб.;

Sопт.м.ц i - стоимость поврежденных товарно-материальных ценностей i-го вида с учетом их обесценивания, руб.;

2.11. Потери, связанные с уничтожением (повреждением) личного имущества населения j-м пожаром, вычисляют следующим образом:

по застрахованному имуществу на основе данных органов государственного страхования по расчетной сумме потерь, исходя из государственных розничных цен, действующих на момент пожара, за вычетом стоимости износа и остатков, годных к дальнейшему использованию;

по незастрахованному имуществу при отсутствии достоверных данных исходя из средних статистических потерь от пожара.

2.12. Потери в результате отвлечения ресурсов на компенсацию последствий j-го пожара (на восстановление объекта и природных ресурсов после пожара (По.р j), руб., вычисляют по формуле

                     (128)

где И i - i- e издержки при восстановительных работах, руб.;

K i - i-e единовременные дополнительные вложения, руб.;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

m - количество видов затрат на восстановительные работы.

2.13. Потери от простоя объекта в результате j- ro пожара (Пп.о j), руб., вычисляют по формуле

           (129)

где ПЗ.П.П j - заработная плата и условно-постоянные расходы за время простоя объекта в результате j-го пожара, руб.;

ПН.Пj - прибыль, недополученная за период простоя объекта в результате j-го пожара, руб.;

2.14. Потери при выбытии трудовых ресурсов из производственной деятельности в результате j-го пожара (ПВ.Т.Р j), руб. рассчитывают только для сферы материального производства по формуле

        (130)

где ПВТ.Т.Р j - потери при выбытии трудовых ресурсов из производственной деятельности в результате их травмирования в процессе j-го пожара, руб.;

ПВГ.Т.Р j - потери при выбытии трудовых ресурсов из производственной деятельности в результате их гибели на j-м пожаре, руб.

2.15. Потери при выбытии трудовых ресурсов из производственной деятельности в результате их травмирования в процессе j-го пожара (ПВ.Т.Р j) вычисляют по формуле

                        (131)

где КИ.Д - коэффициент, учитывающий потерю части национального дохода;

ЗД j - заработная плата i-го работника, руб. ×дни-1;

ТВ..Т j - продолжительность выбытия из производственной деятельности i-го травмированного, дни;

s - количество травмированных, чел.

2.16. Потери при выбытии трудовых ресурсов из производственной деятельности в результате их гибели на j-м пожаре (ПВ.Т.Р j), руб., вычисляют по формуле

                                    (132)

где H t - доля национального дохода, недоданная одним работающим, по отраслям народного хозяйства, руб. ×дни-1;

TР.Д - потеря рабочих дней в результате гибели одного работающего;

X - количество погибших, чел.

2.17. Социально-экономические потери при травмировании людей под воздействием j-го пожара включают: выплаты пособий по временной нетрудоспособно сти (без учета выплаты по инвалидности) пострадавшим на j-м пожаре ( S Bj), руб., вычисляют по формуле

                              (133)

где WВ i - значение i-го пособия по временной нетрудоспособности, руб. ×дни-1;

ТВ i - период выплаты i-го пособия по времен ной нетрудоспособности, дни;

sВ - количество травмированных (без оформления инвалидности), чел.

2.18. Выплаты пенсий инвалидам, пострадавшим на j-м пожаре ( SИ j), руб., вычисляют по формуле

                          (134)

где  - значение i-й пенсии инвалидам i-й группы, руб. ×дни-1;

sН - количество травмирован ных, получивших инвалидность, чел.;

TИ i - период выплаты i-й пенсии (пособия) по инвалидности, дни.

2.19. Расходы на клиническое лечение пострадавшим на j-м пожаре ( SКЛ j), руб., вычисляют по формуле

                    ( 135)

где SД - средняя стоимость доставки одного пострадавшего в больницу, руб.;

Sб - средние расходы больницы на одного пострадавшего, руб. ×дни-1;

Тб - период нахождения в больнице i-го пострадавшего, дни;

sб - количество травмированных, прошедших клиническое лечение, чел.

2.20. Расходы на санаторно-курортное лечение пострадавших на j-м пожаре ( S C. K.Л j), руб., вычисляют по формуле

               (136)

где Sп.с i - средние расходы на проезд в санаторий i-го пострадавшего, руб.;

Sс i - средние расходы санатория на i-го пострадавшего, руб.;

s c - количество травмированных, прошедших курс лечения в санатории, чел.

2.21. Социально-экономические потери при гибели людей в результате i-го пожара включают: выплаты пособий на погребение погибших на i-м пожаре ( Sпо r j), руб., вычисляют по формуле

                         (137)

где Wпо ril - значение i-го пособия на погребение l-й группы погибших,

руб./чел-1;

x l - количество погибших l-й группы, чел.

2.22. Выплаты пенсий по случаю потери кормильца на j-м пожаре ( Sп.к j), руб., вычисляют по формуле

                   (138)

где Wп.к il - значение i-й пенсии по случаю потери кормильца l-й группы, руб. ×дни-1;

xп.к - количество погибших, имевших кого-либо на иждивении, чел.;

Тп.к i - период выплаты пенсии по случаю потери   кормильца i-й семье погибшего, дни.

3. Расчет ожидаемых эконом ических потерь от возможного пожара

Прогноз экономических потерь от возможного пожара производится на основе расчета параметров развития пожара на объекте (в здании), а также данных об эффективности элементов и систем обеспечения пожарной безопасности.

Математическое ожидание экономических потерь от пожара (М (П)) вычисляют по формуле

                 (139)

где М (Пн.б) - математическое ожидание потерь от пожара части национального богатства, руб. ×год-1;

М (По.р) - математическое ожидание потерь в результате отвлечения ресурсов на компенсацию последствий пожара, руб. ×год-1:

М (Пп.о) - математическое ожидание потерь от простоя объекта, обусловленного пожаром, руб. ×год-1.

3.1. Математическое ожидание потерь от пожара части национального богатства (М(Пн.б)) вычисляют по формуле

                (140)

где Fп - площадь возможного пожара на объекте, м2;

См.удц - удельная стоимость материальных ценностей, руб. ×м-2;

Rу - доля уничтоженных материальных ценностей на площади пожара на объекте;

Сруд - удельная стоимость ремонтных работ, руб ×м-2;

Rп - доля поврежденных материальных ценностей на площади пожара на объекте;

Qп - вероятность возникновения пожара в объекте, год-1 (см. приложение 3).

3.2. Математическое ожидание потерь в результате отвлечения ресурсов на компенсацию последствий пожара (М(По.р)) вычисляют по формуле

             (141)

где Иуд - удельные издержки при восстановительных работах, руб. ×м-2;

Кзуд - удельные единовременные вложения в здание (сооружение), руб. ×м-2,

Коуд - удельные единовременные вложения в оборудование, руб. ×м-2.

3.3. Математическое ожидание потерь от обусловленного пожаром простоя объекта (недополученная прибыль) (М(Пп.о)) вычисляют по формуле

               (142)

где Ппр - прибыль объекта, руб. ×дни-1;

Тпр - продолжительность простоя объекта, дни.

4. Метод определения площади пожара

Настоящий метод предназначен для определения площади пожара, значение которой необходимо при расчете потерь от пожара на объекте. Расчет площади пожара проводят для горючих и легковоспламеняющихся жидкостей принимается равным площади ее размещения или площади аварийного разлива.

4.1. Площадь пожара при свободном горении твердых горючих и трудногорючих материалов вычисляют:

для помещений с объемом V<400 м3 по формуле

                  ( 143)

где И - линейная скорость распространения по поверхности материала пожарной нагрузки, м ×с-1;

Т - текущее время, с;

F - площадь, занимаемая пожарной нагрузкой м2;

для помещений с объемом V >400 м3 по формуле

             (144)

где t i - время локализации пожара, с;

tн.с.п - продолжительность начальной стадии пожара, с.

4.2. Минимальную продолжительность начальной стадии пожара в помещении определяют в зависимости от объема помещения высоты помещения и количества приведенной пожарной нагрузки ( черт. 7, 8).

4.3. Количество приведенной пожарной нагрузки ( g) вычисляют по формуле

                              (145)

где g i - количество пр иведенной пожарной нагрузки, состоящей из i-го горючего и трудногорючего материала.

  H=6,6; 1- g=(2,4-14) кг ×м-2 ; 2- g=(67-110) кг ×м-2; 3- g=640 кг ×м-2 ;

  H=7,2 м; 1- g=(60-66) кг ×м-2; 2- g=(82-155) кг ×м-2 ; 3- g=200 кг ×м-2 ;

H=8м; 1- g=60 кг ×м-2 ; 2- g=(140-160) кг ×м-2 ; 3- g=(210-250) кг ×м-2 ;

  H=4,8; g=(169-70) кг ×м-2

Черт. 7

1- H=3 м; 2- H=6 м; 3- H=12 м

Черт. 8

Значение ( g i) вычисляют по формуле

                                  (146)

где gм i - количество горючего и трудногорючего i-го материала на единицу площади, кг ×м-2;

Qрн i - теплота сгорания i-го материала, мДж ×кг-1.

4.4. Вычисляют продолжительность начальной стадии пожара по формулам:

для помещений с объемом V £3 ×103 ×м3:

  (147)

для помещений с объемом V>3 ×103 ×м3:

              (148)

где tпрн.с.п - минимальная продолжительность начальной стадии пожара, с, определяют в соответствии с черт. 7, 8;

yср - средняя скорость потери массы пожарной нагрузки в начальной стадии пожара, кг ×м-2 ×с-1, вычисляют по формуле

                             (149)

где y i - скорость потери массы в начальной стадии пожара i-го материала пожарной нагрузки, кг ×м-2 ×с-2.

Qрн.ср - средняя теплота сгорания пожарной нагрузки, МДж ×кг-1, вычисляют по формуле

              (150)

u - линейная скорость распространения пламени, м ×с-1.

Допускается в качестве величины и брать максимальное значение для составляющих пожарную нагрузку материалов.

Значения величин yср, Qнр, и для основных горючих материалов приведе ны в табл. 11, 12.

Таблица 11

Линейная скорость распространения пламени по поверхности материалов

Материал

Линейная скорость распространения пламени по поверхности Х102 м × с-1

1. Угары текстильного производства в разрыхленном состоянии

10

2. Корд

1,7

3. Хлопок разрыхленный

4,2

4. Лен разрыхленный

5,0

5. Хлопок+капрон (3:1)

2,8

6. Древесина в штабелях при влажности, %:

8-12

6,7

16-18

3,8

18-20

2,7

20-30

2,0

более 30

l ,7

7. Подвешенные ворсистые ткани

6,7-10

8. Текстильные изделия в закрытом складе при загрузке .100 от м-2

0,6

9. Бумага в рулонах в закрытом складе при загрузке 140 от м-2

0,5

10. Синтетический каучук в закрытом складе при загрузке свыше 290 от м-2

0,7

11. Деревянные покрытия цехов большой площади, деревянные стены, отделанные древесноволокнистыми плитами

2,8-5,3

12. Печные ограждающие конструкции с утеплителем из заливочного ППУ

7,5-10

13. Соломенные и камышитовые изделия

6,7

14. Ткани (холст, байка, бязь):

по горизонтали

1,3

в вертикальном направлении

30

в направлении, нормальном к поверхности тканей, при расстоянии между ними 0,2 м

4,0

15. Листовой ППУ

5,0

16. Резинотехнические изделия в штабелях

l ,7-2

17. Синтетическое покрытие «Скортон» при Т= 180 °С

0,07

18. Торфоплиты в штабелях

1,7

19. Кабель ААШв1х120; АПВГЭЗх35+1х25; АВВГЗх35+1х25:

в горизонтальном тоннели сверху вниз при расстоянии между полками 0,2 м

0,3

в горизонтальном направлении

0,33

в вертикаль ном тоннели в горизонталь ном направлении при расстоянии между рядами 0,2-0,4

0,083

Таблица 12

Средняя скорость выгорания и низшая теплота сгорания ве ществ и материалов

Вещества и материалы

Скорость потери массы х103, кг × м-2 × с-1

Низшая теплота сгорания, кДж × кг-1

Бензин

61,7

41870

Ацетон

44,0

2 8890

Диэтиловый спирт

60,0

33500

Бензол

73,3

38520

Дизельное топливо

42,0

48870

Керосин

48,3

43540

Мазут

34,7

39770

Нефть

28,3

41870

Этиловый спирт

33,0

272 00

Турб инное масло (ТП-22)

30,0

41870

Изопропиловый спирт

31,3

30145

Изопентан

10,3

45220

Толуол

48,3

41030

Натрий металлический

17,5

10900

Древесина (бруски) 13,7 %

39,3

13800

Древесина (мебель в жилых и административных зда ниях 8-10 %)

1 4,0

13800

Бумага разрыхленная

8,0

13400

Бумага (книги, журналы)

4,2

134 00

Книги на деревянных стеллажах

16,7

13400

Кинопленка триацетатная

9,0

18800

Карболитовые изделия

9,5

26900

Каучук CKC

13,0

43890

Каучук натураль ный

19,0

44725

Органическое стекло

16,1

27670

Полистирол

14,4

39000

Резина

11,2

33520

Текстолит

6,7

20900

Пенополиуретан

2,8

24300

Волокно штапельное

6,7

13800

Волокно штапельное в кипах 40х40х40 см

22,5

13800

Полиэтилен

10,3

47140

Полипропилен

14,5

45670

Хлопок в тюках 190 кгхм-3

2,4

16750

Хлопок разрыхленный

21 ,3

15700

Лен разрыхленный

21,3

15700

Хлопок+капрон (3:1)

12,5

16200

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Обязательное

МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРА В (ОТ) ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ

Настоящий метод рас пространяется на электротехнические изделия, радиоэлектронную аппаратуру и средства вычислительной техники (электрические изделия) и устанавливает порядок экспериментального определения вероятности во зникновения пожара в (от) них.

Параметры и условия испытаний для конкретного изделия должны содержаться в нормативно-технической документации на изделие.

1. Сущность метода

1.1. Метод разработан в соответствии с приложением 3.

1.2. Вероятность возникновения пожара в (от) электрическом (го) изделии(я) является интегральным показателем, учитывающим как над ежность (интенсивность отказов) самого изделия и его защитной аппаратуры (тепловой и электрической), так и в ероятность загорания (достижения критической температуры) частями изделия, поддерживающими конструкционными материалами или веществами и материалами, нахо дящимися в зоне его радиационного излучения либо в зоне поражения электродугой или разлетающимися раскаленными (горящими) частями (частицами) от изделия.

1.3. Изделие считается удовлетворяющим требования настоящего стандарта, если оно прошло испытание в характерном пожароопасном режиме и вероятность возникновения пожара в нем (от него) не превысит 10-6 в год.

Комплектующие изделия (резисторы, конденсаторы, транзисторы, трансформаторы, клеммные зажимы, реле и т. д.) допускаются к применению, если они отвечают требованиям пожарной безопасности соответствующих нормативно-технических документов и для них определены интенсивности пожароопасных отказов, необходимые для оценки вероятности возникновения пожара в конечном изделии.

1.4. Характерный аварийный пожароопасный режим (далее - характерный пожароопасный режим) электротехнического изделия - это такой режим работы, при котором нарушается соответствие номинальных параметров и нормальных условий эксплуатации изделия или его составных частей, приводящий его к выходу из строя и создающий условия возникновения загорания.

1.5. Характерный пожароопасный режим устанавливают в ходе предварительных испытаний. Он должен быть из числа наиболее опасных в пожарном отношении режимов, которые возникают в эксплуатации и, по возможности, имеют наибольшую вероятность. В дальнейшем выбранный пожароопасный режим указывают в методике испытания на пожарную опасность.

В зависимости от вида и назначения изделия характерные испытательные пожароопасные режимы создают путем:

увеличения силы тока, протекающего через исследуемое электрическое изделие или его составную часть (повышение напряжения, короткое замыкание, перегрузка, двухфазное включение электротехнических устройств трехфазного тока, заклинивание ротора или других подвижных частей электрических машин и аппаратов и др.);

снижения эффективности теплоотвода от нагреваемых электрическим током деталей и поверхностей электр ических устройств (закрытие поверхностей горючими материалами с малым коэффициентом теплопрово дности, отсутствие жидкости в водоналивных приборах, выключение вентилятора в электрокалориферах и теплоэлектровентиляторах, понижение уровня масла или другой диэлектрической жидкости в маслонаполненных установках, сниже ние уровня жидкости, используемой в качестве теплоносителя и др.);

увеличения переходного сопротивления (значение падения напряжения, выделяющейся мощности) в контактных соединениях или ком мутационных элементах;

повышения коэффициента трения в движущихся (вращающихся) элементах (имитация отсутствия смазки, изн ос поверхностей и т. п.);

воздействия на детали электроустановок электрических луг (ре зкое перенапряжение, отсутствие дугогасительных решеток, выход из строя элементов, шунтирующих дугу, круговой огонь ко ллектора);

сбрасывания раскаленных (горящих) част иц, образующихся при аварийных режимах в электроустановках, на горючие элементы (частиц от оплавления никелевы х электродов в лампах накаливания, частиц металлов, образующихся при коротких замыканиях в электропроводках, и т. п .);

расположения горючих материалов в зоне радиационного нагрева, создаваемого электроустановками;

пропускания тока по констру кциям и элементам, которые нормально не обтекаются током, но могут им обтекаться в аварийных условиях;

создания непредусмотренного условиями работы, но во зможного в аварийном режиме нагрева за счет электромагнитных полей.

2. Расчет вероятности возникновения пожара от электрического изделия

2.1. Вероятность воз никновения пож ара в (от) электрических изделий и условия пожаробезопасности ( п. 1.3) записывают следующим выражени ем:

                (151)

где Qп.р - вероятность возникновения характерного пожароопасного режима в составной части изделия (возни кновения K3. перегрузки, повышения переходного сопротивления и т. п .), 1 /г од ;

Qп.з - вероятность т ого, что значение (характерного электротехнического параметра (тока, переходного сопротивления и др.) лежит в диапазоне пожароопасных значений;

Qн.з - вероятность не срабаты вания аппарата защиты (электрической, тепловой и т. п .);

Qв - вероятность достижения горючим материалом критичес кой температуры или его воспламенения.

2.2. За положительный исход опыта в данном случае в зависимости от вида электрического изделия принимают: воспламенение, появление дыма, достижение критического значения температуры при нагреве и т. п.

2.3. Вероятность возникновения характерного пожароопасного режима Qп.р, опре деляют статистич ески по данным испытательных лабораторий предприят ий и изготовителей и эксплуатационных служб.

При наличии соответствующих справочных данных Qп.р может быть определена через общую интенсивность отказов изделия с введением коэффициента, учитывающего долю пожароопасных отказов.

2.4. Вероятность ( Qн.з) в общем виде рассчитывается по формуле

    (152)

где Р - вероятность загрубления защиты (устанавливается обследованием или принимается как среднестатистическое значение, имеющее место на объектах, где преимущественно используется изделие);

lэ - эксплуатационная интенсивность отказов аппаратов защиты, 1/ч;

lр - рабочая (аппаратная) интенсивность отказов защиты (определяется no теории над ежности техническ их систем), 1/ч;

lз - инте нсивность отказов загрубленной защиты, 1/ч;

t - текущее время работы, ч.

Для а ппаратов защиты, находящихся в эксплуатации более 1,5-2 лет, для ра счета ( Qн.з) может быть использовано упрощенное выражение:

                           (153)

2.5. Характерный пожароопасный режим изделия определяется з начени ем электрот ехничес кого парам етра, при котором возможно появление признаков его загорания. Например, характерный пожароопасный режи м - короткое замыкание (КЗ); характерный электротехнический параметр этого режима - значение тока КЗ. Зажигание изделия возможно только в определенном диапазоне токов КЗ. В общем виде:

                    (154)

где Nп, Nэ - соответственно диапазоны пожароопасных и возможных в эксплуатации значений характерного электротехнического параметра.

В случае использования для оценки зажигательной спос обности электротехнических факторов их энерге тических характеристик - энергии, мощности, плотности теплового потока, т емпературы и т. п. опр еделяется вероятность того, как часто или как долго значение соответствующего энергетического параметра за определенный промежуток времени (например в течение года) будет превышать его м инимальное пожароопас ное значение. Нахож дение минимальных пожароопасных значени й производится в ходе выполнения экспериментальных исследований при определении Qв.

2.6. Вероятность Qв положительного исхода опыта (воспламенения, появления дыма или достижения критической температуры) опр еделяется после проведения лабораторных испытаний в условиях равенства Qп.р= Qн.з= Qп.з= l;

                       (155)

где m - число опытов с по л ожительным исходам;

п - число опытов.

В случа е m ³0,76 (п-1), принимают Qв= l.

При использовании в качестве крит ерия положительного ис хода опыта достижение горючим материалом критической температуры Qв определяется из формулы

                           (156)

где Q i - безразмерный парамет р, значение которого выбирается по табличным данным, в зависимости от безразмерного параметра a в распределении Стьюдента.

                             (157)

где Тк - критическая темп ература нагрева горючего материала, К;

Тср - среднее арифметическое значение температур в испытаниях в наиболее нагретом месте изделия, К;

s - среднее квадратическое отклонение.

В качестве критич еской т емп ературы, в зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации и возможных источников зажигания может быть принята температура, составляющая в 80 % температуры воспламенения изоляционного (конструкционного) материала.

2.7. Допускается при опред елении Qв заменять со здан ие характерного пожароопасного режима на использование стандартизованного эквивалентного по т епл овому воздействию источника зажигания, т. е. с эквивалентными пара метрами, характ еризующ ими воспламеня ющую способность (мощность, площадь, перио дичность и вр емя воз де йствия).

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Справочное

П РИМЕРЫ РАСЧЕТА

1. Рассчитать вероятность возникновения пожара и взрыва в отделен ии ко мпр е ссии.

1.1. Данные для расчета

Отделение компресси и этилена расположено в одно этажном производстве нно м здани и размерам и в плане 20х12 м и высотой 10 м. Стены здан ия - кирпичные с ленточным остеклен ием. Перекрытие - из ребристых железобетонных плит. Освещен ие цеха - электрическое, отопление - центральное. Ц ех оборудован аварийной вентиляцией с кратностью воздухоо бмена ( n), равно й в ось ми.

В помещении цеха ра змещается компре ссор, которы й повышает давление поступающего из магистрального трубопровода этилена с 11 ×105 до 275 ×105 Па. Д иаметр трубопров одов с этиленом равен 150 мм, тем пература этилена достига ет 130 о C. Здание имеет молниезащиту т ипа Б.

Ниж ний кон центра ционный предел воспламенения этилена (Сн.к.п.в в см еси с воздухом равен 2,75 %, поэтому, в соответствии с СНиП П-90-81: производство по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности относится к категори и А, то есть в цехе возможно возникно вение как пожара, так и взрыва. По условиям технологического процес са возникновен ие взрывоопасной концентрации в объеме помещения возможно только в аварийных условиях, поэтому помещение по классификации взрывоопасных зон относится к классу В-1а.

Пожар ная опасность отделения ко мпресси и складывается из пожарной опасности компрессорной установки и пожарной опасности помещения. Пожарная опасность ком пре ссора обусловлена опасностью возникновения взрыва этиленовоздушной смес и внутри а ппарата.

Пожарная опасность помещения обу словлена опасностью возникновения пожара в цехе, а также опасностью возн икновени я в з рыва этиленовоздушной смеси в объ еме цеха при выходе этилена из газов ых коммун икаций при авари и.

1 .2. Расч ет

Возникнове ние в зрыва в к омпрессоре обусловлено одновременным появлен ием в цилиндре горючего газа, окислителя и источника зажигания.

По у слов иям т ехнологич еского процесса в цилиндре компрессора постоянно обращается этилен, поэтому вероятность появления в компресс оре горючего газа равна единице

Появл ение окислителя (воздуха) в цилин дре компресс ора воз можно при заклинивании всасывающего клапана. В этом случае в цилиндре создается разряжен ие, обуславливающее подсос воздуха чере з сальниковые уплотнения. Для отключения компрессора при заклинивании всасывающего клапана имеется сист ема контроля давления, которая отключает компрессор через 10 с после заклинивания клапана. Обследование показало, что за год наблюдалось 10 случае в заклинивания клапанов. Тогда вероятность ра згерметизации компрессора равна

Анализируемый компрессор в течение года находился в рабоч ем состоя нии 4000 ч, поэтому вероятность его нахождения под разряжением равна

Откуда вероятность подсоса воздуха в компресс ор составит значение

Так им образом, вероятность появления в цили ндре ко мпре ссора достаточного количества окислителя в соответствии с формуло й (44) приложения 3 равна

Откуда вероятность образования горючей среды в цилиндре компре cсора в соответствии с формулой ( 40) приложения 3 а будет равна

Источник ом зажигания этиленовоздушной смеси в цилиндре компрессора могут быть толь ко искры механичес кого про исхождения, возникающ ие при разрушении узл ов и деталей п оршневой группы из- за потери прочн ости материала или при ослаблении болтовых соединений.

Статистические данные п оказывают, что за анализиру емый период времени наблю дался один случай разрушения деталей поршневой группы, в результат е чего в цилиндре компрессора в течение 2 мин наблюдалось искрение. П оэтому вероятн ость появлен ия в цилиндре компрессора фрикционных искр в соответств ии с фо рмулами ( 42 и 47) прил ожения 3 ра вна

Оценим энергию искр, возникающих при разрушении деталей поршневой группы компрессора. Зная, что скорость движения этих деталей составляет 20 м × c-1, а их ма сса равна 10 кг и б олее, най дем эн ергию соу дарения (Е), Дж, по формуле

Известно, что фрикционные ис кры твердых сталей при энергиях соударения порядка 1000 Дж поджигают метановоздушные смеси с минимальной энер гией зажигания 0,28 мДж.

Минимальная энергия зажигания этиленовоздушной смеси равна 0,12 мДж, а энергия соударения тел значительно пр евышает 1000 Дж, следовател ьно:

Тогда вероятн ость появления в цил индре ком прессора источника зажигания в соответств ии с формулой (46) приложения 3 равна

Так им образом, вероятность в зрыва этиленовоздушной смеси вну тр и компрессора будет равна

Наблюден ие за произво дством показало, что т риж ды за год ( m-3) отмечалась разгерметизация коммуникаций с этиленом и газ выходил в объем пом еще ния. Рассчитаем время образования взрывоопа сной концентрации в локальном обла ке, занимающем 5 % объема цеха.

Режим истечения этилена из труб опровода при ра згерметизации фланцевых соединен ий вычисляют из выражения

где Ратм - атмо сф ерное давление, Па;

Pраб - рабочее давление в трубопрово дах с эт иленом, Па;

vкр - критическое отн ошение.

То есть истечение происходит со звуковой скоростью w, равной

Площадь щели F при разгерметизации ф ланцевого сое динения трубопровода диаметром 150мм и тол щиной щели 0,5 мм равна

Расход этилена - g через такое отверстие будет равен

Тогда время образования локального взрывоопасного облака, занимающего 5 % объема цеха при ра боте вентиляции, б удет равно

Учитывая, что из всей массы этилена, вышедшего в объем помещения, только 70 % участвуют в образовании локального взрывоопасного облака, время образования этого облака и время его существования после устранен ия утеч ки этилена бу дет равно: .

Время истечения этилена п ри имевших место авариях за анализируемый период времени было равно 4,5, 5 и 5,5 мин. Тогда общее время существования взрывоопасного облака, занимающего 5 % объема помещения и представляющего опасность при в зрыве для целостности строительных конструкций и жи зни людей с учетом работы аварийной вентиля ции будет равно

Отку да вероятность появления в объеме п омещения, достаточного для образования горючей смеси количества этилена, равна

Учитывая, что в объеме помещения постоянно имеется окислитель, получим

Тогда вероятность образования горючей см еси этилена с воздухом в объ еме помещения будет равна

Основными источн иками зажигания взрывоопасного этиленовоздушного облака в помещении могут быть электроприборы (в с лучае их несоответств ия категории и группе взрывоопасной среды), открытый огонь (пр и проведен ии огне вых работ), и скры от удара (при различных ремонтных работах) и разряд атмосферного электриче ства.

Пожарно-техническим обследованием отделен ия компрессии установлено, что пять электросветильников ма рки ВЗГ в разное время в течение 12 0, 100, 80, 126 и 135 ч эксплуатировались с нарушением щелевой защиты.

Вероятность нахождения элек тро светиль н иков в неи справном состоянии равна

Так как т емпература колбы электролампочки мощностью 150 Вт равна 350 °С , а температура самовоспламенения этилена 540 °С, следовательно, нагретая колба не может быть источником зажигания этиленовоздушной смеси.

Установлено, что за анализируемый период времени в помещении 6 раз проводил ись газосварочные работы по 6, 8, 10, 4, 3 и 5 ч каждая. Поэтому вероятность появления в помещении открытого огня будет равна

Так как температура пламени газовой горелки и время ее действия значительно превышают температуру воспламенен ия и вр емя, необход имое для зажигания этиленовоздушной смеси, получаем, что

Ремонтные работы с пр име нением искроопасного инструмента в помещении за анализиру емый период времени не проводились.

Вычисляем вероятность появления в помещении разряда атмосферного электричества.

Помещение ра сположено в местности с пpoдoлжитeлънocтью грозовой деятельности 50 с ×год-1, поэтому п=6 км-2 ×год-1. Отсюда, в соответствии с формулой (5) приложения 3 число ударов молнии в здание равно

Тогда вероятность прямого удара молнии будет равна

Выч исляем вероят ность отказа и справной молниезащиты типа Б здания компрессорной по фо рмуле (52) п риложения 3

Таким образом, в ероятность поражения здания молнией равна

Пожарно-техническим обследованием установлено, что защитное заземление, имеющееся в здании, находится в исправном состоянии, поэтому

Тогда

Учитывая параметры молнии получим

Отк уда

Таким образом, вероятность взрыва этиленовоздушной смеси в объеме помещения будет равна:

Рассчитаем вероятность возникновен ия пожара в помещении комп ре ссорной. Наблюдение за объектом позволило установить, что примерно 255 ч ×год-1 в помещении компрессорной, в нарушение правил пож ар ной безопасности, хранил ись разнообразн ые горючие материалы (ветошь, деревянные конструкции, древесные отходы и т.п.), не предусмо тренные технологическим регла ментом. Поэтому в ероятность появления в помещении г орючих веще ств равна

Откуда вероятность образования в цехе пожароопасно й среды равна

Из зафиксированных т епловых источников, которые могут появиться в цехе, источником зажигания для твердых го рючих в еществ является только открытый огонь и ра зряды атмосферного электричества. Поэтому в ероятность возн икновения в отделен ии компрессии пожара равна

Таким образом, вероятность того, что в отделении компр есси и произойдет взрыв либо в самом ком пре ссоре, либо в объеме цеха составит значение

.

Вероятность того, что в к омпрессорной возникнет пожар или взрыв, равна:

1.3. Заключение

Вероятность возникновения в компре ссорной взрыва равна 2,7 ×10-7 в год, что соответствует одному взрыву в год в 3703704 аналогичных зданиях, а вероятность возникновения в нем или взрыва, или пожара равна 1,9 ×10-4 в год, т. е. один пожар или взрыв в год в 5263 аналогичных помещениях.

2. Рассчитать вероятность возникновения пожара в резервуаре РВС 20000 НПС «торголи»

2.1 . Данные для расчета

В качест ве пожарооп асного объ екта взят резе рвуа р с нефтью объемом 2 0000 м3. Ра счет ведется для нормальной эксп луатац ии техн иче ски исправного резервуара.

Средняя рабочая темп ература нефти Т=311 К. Нижний и верхний температурные пределы во спламенения нефти равны: Тн.п.в=249 К, Тв.п.в=265 К. Количество оборотов резервуара в год Поб=24 год -1. Время существования горючей среды в резервуаре при откачке за о дин оборот резервуара tотк=10 ч ( исключая длительный простой). Радиу с резервуара РВС=2000 R=22,81 м. Высота резервуара Hр==11,9 м. Число ударов молний п=6 км-2 ×год -1. На резервуа ре имеется молниезащита типа Б, поэтому bб=0,95.

Число искроопасных операций при ручном измерен ии уровня Nз.у=1100 год -1. Вероятность штиля ( скорость ветра и £1 м ×с-1), Qш ( u £1)=0,12. Число включени й электрозадвижек Nэ.з=40 × год-1. Число искроопасных опера ций при проведении техобслуживания резервуара NТ.О=24 год-1. Нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения нефтяных паров Си.к.п.в =0,0 2 % (по объему), Си.к.п.в=0,1 % (по объему). Производительность, операции наполнения g=0,56 м3 ×c-1. Рабочая концентрация паров в резервуаре С=0,4 % (по объему). Продолжительность выброса богатой смеси Тбог==5 ч.

2.2. Расчет

Так как на нефтепроводах средняя рабочая температура жидкости (нефти) выше среднемесячной температуры воздуха, то за расчетную температуру поверхностного слоя нефти принимаем .

Из условия задачи видно, что > в.к.п.в, поэтому при неподвижном уровне нефти вероятность образования горючей cмеси внутр и резервуара равна нулю QВН (ГС)=0, а при откачке нефти равна

.

Таким образом вероятность образования горючей среды внутри резервуара в течение года будет равна

.

Вычислим число попадании молнии в резервуар то формуле (51) приложения 3

.

Тогда вероятность прямого удара молнии в резервуар в течение года, вычисленная по формуле (49) приложения 3, равна

.

Вычислим вероятность отказа молниезащиты в течение года при исправности молниеотвода по формуле (52) приложения 3.

Таким образом, вероятность поражения молнией резервуара, в соответствии с формулой (48) приложения 3, равна

Обследованием установлено, что имеющееся на резервуаре защитное заземление находится в исправном состоянии, поэтому вероятность вторичного воздействия молнии на резервуар и заноса в него высокого потенциала равна нулю

Появление фрикционных искр в резервуаре возможно только при проведении искроопасных ручных операций при измерении уровня и отборе проб. Поэтому вероятность Qр( ТИ3) в соответствии с формулами ( 49 и 55) приложения 3 равна

В этой формуле Q(ОП) = 1,52 ×10-3 - вероятность ошибки оператора, выполняющего операции измерения уровня.

Таким образом, вероятность появления в резервуаре какого-либо теплового источника в соответствии с приложением 3 равна

Полагая, что энергия и время существования этих источников достаточны для воспламенения горючей среды, т. е Qр( B) = l из приложения 3 получим Qр (ИЗ/ГС) = 5,4 ×10-3.

Тогда вероятность возникновения пожара внутри резервуара в соответствии с формулой (38) приложения 3, равна

Из условия задачи следует, что рабочая концентрация паров в резервуаре выше верхнего концентрационного предела воспламенения, т. е, в резервуаре при неподвижном слое нефти находится негорючая среда. При наполнении резервуара нефтью в его окрестности образуется горючая среда, вероятность выброса которой можно вычислить по формуле (42) приложения 3

Во время тихой погоды (скорость ветра меньше 1 м ×с-1) около резервуара образуется взрывоопасная зона, вероятность появления которой равна

Диаметр этой взрывоопасной зоны равен

Определим число ударов молнии во взрывоопасную зону

Тогда вероятность прямого удара молнии в данную зону равна

Так как вероятность отказа молниезащиты Qр( t1) = 5 ×10-2, то вероятность поражения молнией взрывоопасной зоны равна

Откуда Qв.з(ТИ1)=7 ×10-3.

Вероятность появления около резервуара фрикционных искр равна

Наряду с фрикционными искрами в окрестностях резервуара возможно появление электрических искр замыкания и размыкания контактов электрозадвижек. Учитывая соответствие пополнения электрозадвижек категории и группе взрывоопасной смеси, вероятность появления электрических искр вычислим по формулам ( 49 и 54) приложения 3.

Таким образом, вероятность появления около резервуара какого-либо теплового источника в соответствии с приложением 3 составит значение

Полагая, что энергия и время существования этих источников достаточны для зажигания горючей среды, из формулы (49) приложения 3 получим при Qв=1

Тогда вероятность возникновения взрыва в окрестностя х резервуара в соответствии с формулой (39) приложения 3 равна

Откуда вероятность возникновения в зоне резервуара либо пожара, либо взрыва составит значение

2.3. Заключение

Вероятность возникновения в зоне резервуара пожара или взрыва составляет 2,0 ×10-4, что соответствует одному пожару или взрыву в год в массиве из 3448 резервуаров, работающих в условиях, аналогичных расчетному.

3. Определить вероятность воздействия ОФП на людей при пожаре в проектируемой 15-этажной гостинице при различных вариантах системы противопожарной защиты.

3.1. Данные для расчета

В здании предполагается устройство вентиляционной системы противодымной защиты (ПДЗ) с вероятностью эффективного срабатывания R1=0,95 и системы оповещения людей о пожаре(ОЛП) с вероятностью эффективного срабатывания R2=0,95. Продолжительность пребывания отдельного человека в объекте в среднем 18 ч ×сут-1 независимо от времени года. Статистическая вероятность возникновения пожара в аналогичных объектах в год равна 4 ×10-4. В качестве расчетной ситуации принимаем случай возникновения пожара на первом этаже. Этаж здания рассматриваем как одно помещение. Ширина поэтажного коридора 1,5 м, расстояние от наиболее удаленного помещения этажа до выхода в лестничную клетку 40 м, через один выход эвакуируются 50 человек, ширина выхода 1,21 м. Нормативную вероятность Qнв принимаем равной 1 ×10-6, вероятность Рдв, равной 1 ×10-3.

3.2. Расчет

Оценку уровня безопасности определяем для людей, находящихся на 15-м этаже гостиницы (наиболее удаленном от выхода в безопасную зону) при наличии систем ПДЗ и ОЛП. Так как здание оборудовано вентиляционной системой ПДЗ, его лестничные клетки считаем незадымляемыми. Вероятность Qв вычисляем по формуле (33) приложения 2

.

Учитывая, что отдельный человек находится в гостинице 18 ч, то вероятность его присутствия в здании при пожаре принимаем   равной отношению . С учетом этого окончательно значение будет равно 0,75 ×10 -6, что меньше Qнв. Условие формулы (2) приложения 2 выполняется, поэтому безопасность людей в здании на случай возникновения пожара обеспечена. Рассмотрим вариант компоновки противопожарной защиты без системы оповещения. При этом время блокирования эвакуационных путей tбл на этаже пожара принимаем равным 1 мин в соответствии с требованиями строительных норм и правил проектирования зданий и сооружений. Расчетное время эвакуации tр, определенное в соответствии с теми же нормами, равно 0,47 мин. Время начала эвакуации tн.э, принимаем равным 2 мин. Вероятность эвакуации Pэ.п для этажа пожара вычисляем по формуле (5) приложения 2.

.

Вероятность Qв вычисляем по формуле (3) приложения 2.

Поскольку Qв> Q нв, то условие безопасности для людей по формуле (2) приложения 2 на этаже пожара не отвечает требуемому, - и, следовательно, в рассматриваемом объекте не выполняется при отсутствии системы оповещения.

4. Определить категорию и класс взрывоопасной зоны помещения, в котором размещается технологический процесс с использованием ацетона.

4.1. Данные для расчета

Ацетон находится в аппарате с максимальным объемом заполнения Vаи, равным 0,07 м3, и в центре помещения над уровнем пола. Длина L1 напорного и обводящего трубопроводов диаметром d 0,05. м равна соответственно 3 и 10м. Производительность q насоса 0,01 м ×мин-1. Отключение насоса автоматическое. Объем Vл помещения составляет 10000 м3 (48х24х8,7). Основные строительные конструкции здания железобетонные, и предельно допустимый прирост давления  для них составляет 25 кПа. Кратность А аварийной вентиляции равна 10 ч-1.

Скорость воздушного потока и в помеще нии при работе аварийной вентиляции равна 1,0 м ×с-1. Температура ацетона равна температуре воздуха и составляет 293 К. Плотность r ацетона 792 кг ×м-3.

4.2. Расчет

Объем ацетона м3, вышедшего из труб опроводо в, составляет

где t - время автоматического отключения насоса, равное 2 мин.

Объем поступившего ацетона, м3, в помещение

.

Площадь разлива ацетона принимаем равной 116 м2.

Скорость испарения ( Wисп), кг ×с-1 ×м, равна

Масса паров ацетона (Мп), кг, образующихся при аварийном разливе равна

Следовательно, принимаем, что весь разлившийся ацетон, кг, за время аварийной ситуа ции, равное 3600 с, испарится в объем помещения, т. е.

Стехиометрическая концентрация паров ацетона при b=4 равна

Концентрация насыщенных паров получается равной

Отношение Сн/(1,9 ×Сст)>1, следовательно, принимаем Z=0,3.

Свободный объем помещения, м3

Время испарения, ч, составит

.

Коэффициент получается равным

Максимально возможная масса ацетона, кг

Поскольку mп(91,9 кг)< mmax(249,8 кг) , то помещение в целом относится к невзрывопожароопасным.

Расстояния Xн.к.п.в, Yн.к.п.в и Zн.к.п.в составляют при уровне значимости Q=5 ×10-2

где

4.3. Заключение

Таким образом, взрывобезопасные расстояния составляют соответственно Rб>7,85 м и Zб>3 м.

Взрывоопасная зона с размерами Rб £7,85 м и Zб £3 м относится к классу В-1а. Схематически взрывоопасная зона изображена на черт. 9.

1 - помещение; 2 - аппарат; 3 - взрывоопасная зона

Черт. 9

5. Определить категорию производства, в котором на ходится участок обработки зерна и циклон для определения зерново й пыли в системе вентиляции.

5.1. Данные для расчета

Масса зерновой пыли, скапливающейся в циклоне mа, составляет 20000 г. Производительность циклона q по пы ли составляет 100 г ×мин-1. Время t автоматического отключения циклона не более 2 мин. Свободный объем помещения Vсв, равен 10000 м3. Остальные исходные данные: m x=500 г; b1=1; п=14; Kу=0,6; Кл=1; Кв.з=1; Q=16700 кДж ×кг-1; То=300 К; Ср=1,0 кДж ×кг-1; То=300 К; Cр= l,0 кДж ×кг-1; rв=1,29 кг ×м-3; Рдоп=25 кПа; Ро=101 кПа; Z=1,0.

5.2. Расчет

Масса отложившейся пыли к моменту очередной уборки г, составит

Расчетная масса пыли, г, участвующей в образовании взрывоопасной смеси, равна

Ма ксимально возможную массу горючей пыли, кг, вычисля ем по формуле

5.3. Заключение

Значение mр не превышает m max, следовательно, помещение не относится к взрывопожароопасным.

6. Рассчитать вероятность возникновения пожара от емкостного пускорегулирующего аппарата (ПРА) для люминесцентных ламп на W=40 Вт и U=220 В.

6.1. Данные для расчета приведены в табл. 13.

В результате испытаний получено:

Таблица 13

Температура оболочки в наиболее нагретом месте при работе в аномальных режимах, К

Параметр

Длительный пус ковой режим

Режим с короткозамкнутым конденсатором

Длительный пусковой режим с короткозамкнутым конденсатором

Т

375

380

430

s

6,80

5,16

7,38

6.2. Расчет

Расчет возникновения пожара от ПРА ведем по приложению 5, ПРА является составной частью изделия с наличием вокруг него горючего материала (компаунд, клеммная колодка); произведение вероятностей Q(ПР Q(НЗ) обозначим через Q(а i); тогда из приложения 5 можно записать

где Qа - нормативная вероятность возникновения пожара при восплам енении аппарата, равная 10-6;

Q( B) - вероятн ость воспламенения аппарата или выброса из него пламени при температуре поверхности ПРА (в наиболее нагретом месте), равной или превышающей критическую;

Q(а i) - вероятность работы аппарата в i-м (пожароопасном) режиме;

Q i( T i) - вероятность достижения поверхностью аппарата (в наиболее нагретом месте) критической (пожароопасной) температуры, которая равна температуре воспламенения (самовоспламенения) изоляционного материала;

k - число пожароопасных аномальных режимов работы, характерное для конкретного исполнения ПРА.

Для оценки пожарной опасности проводим испытание на десяти образцах ПРА. За температуру в наиболее нагретом месте принимаем среднее арифметическое значение температур в испытаниях

Дополнительно определяет среднее квадратическое отклонение

Вероятность ( Q( T i)) вычисляем по формуле (156) приложения 5

где Qi - безразмерный параметр, значение которого выбирается по табличным данным, в зависимости от безразмерного параметра a i, в распределении Стьюдента.

Вычисляем ( a i) по формуле

где Tк - критическая температура.

Значение (Тк) применительно для ПРА вычисляем по формуле

где Tд j, Tв j - температура ; j-го аппарата (в наиболее нагретом месте), соответственно, при появлении первого дыма и при «выходе» аппарата из строя (прекращении тока в цепи).

Значение Q( B) вычисляем по формуле (155) приложения 5 при п=10.

Значение критической температуры ( Tк) составило 442,1 К, при этом из десяти испытуемых аппаратов у двух был зафиксирован выброс пламени ( m=1 Q( B)=0,36).

Результаты расчета указаны в табл. 14.

Таблица 14

Параметр

Длительный пусковой режим ( i =1)

Режим с короткозамкнутым конденсатором (i=2)

Длительный пусковой режим с короткозамкнутым конденсатором (i=3)

0,06

0,1

0,006

30,9

37,8

4,967

1

1

0,99967

0

0

0,00033

6.3. Заключение

Таким образом, расчетная вероятность возникновения пожара от ПРА равна Qп= l (0,06 ×0+0,l ×0+0,006 ×0,00033) ×0,36=7,1 ×10-7, что меньше 1 ×10-6,. т. е. ПРА пожаробезопасен.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Справочное

ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПО СОВМЕСТНОМУ ХРАНЕНИЮ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Требования предназначаются для всех предприятий, организаций и объектов независ имо от их ведомственной подчиненности, имеющих склады или базы для хранения веществ и материалов.

Требования не распространяются на взрывчатые и радиоактивные вещества и материалы, которые должны храниться и перевозиться по специальным правилам.

Ведомственные документы, регламентирующие пожарную безопасность при хранении веществ и материалов, должны быть приведены в соответствии с настоящими Требованиями.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Возможность совместного хранения веществ и материалов определяется на основании количественного учета показателей пожарной опасности, токсичности, химической активности, а также однородности средств пожаротушения.

1.2. В зависимости от сочетания свойств, перечисленных в п. 1.1, вещества и материалы могут быть совместимыми или несовместимыми друг с другом при хранении.

1.3. Несовместимыми называются такие вещества и материалы, которые при хранении совместно (без учета защит ных свойств тары или упаковки);

увеличивают пожарную опасность каждого из рассматриваемых материалов и веществ в отдельности;

вызывают дополнительные трудности при тушении пожара;

усугубляют экологическую обстановку при пожаре (по сравнению с пожар ом отдельных веществ и материалов, взятых в соответствующем кол ичестве);

вступают в реакцию взаимодействия друг с другом с образованием опасных веществ.

1.4. По потенциальной опасности вызывать пожар, усиливать опасные факторы пожара, отравлять среду обитания (воздух, воду, почву, флору, фауну и т. д.), воздействовать на человека через кожу, слизистые оболочки дыхательных путей путем непосредственного контакта или на расстоянии как при нормальных условиях, так и при пожаре, вещества и материалы делятся на разряды:

безопасные;

малоопасные;

опасные;

особоопасные.

В зав ис имости от разряда вещества и материала назначаются условия его хранения (см. п. 1.5-1.9).

1.5. К безопасным относят негорючие вещества и материалы в негорючей упаковке, которые в условиях пожара не выделяют опасных (горючих, ядовитых, едких) продуктов разложения или окисления, не образуют взрывчатых или пожароопасных, ядовитых, едких, экзотермических смесей с другими веществами.

Безопасные вещества и материалы следует хранить в помещениях или на площадках любого типа (если это не противоречит техническим условиям на вещество) .

1.6. К малоопасным относят такие горючие и трудногорючие вещества и материалы, которые не относятся к безо пасным ( п. 1.5) и на которые не распространяются требования ГОСТ 19433.

Малоопасные вещества разделяют на следующие группы:

а) жидкие вещества с температурой вспышки более 90 °С;

б) твердые вещества и материалы, воспламеняющиеся от действия газовой горелки в течение 120 с и более;

в) вещества и материалы, которые в условиях специальных испытаний способны самонагреваться до температуры ниже 150 оС за время более 24 ч при температуре окружающей среды 140 °С;

г) вещества и материалы, которые при взаимодействии с водой выделяю воспламеняющиеся газы с интенсивностью менее 0,5 дм3 кг-1 ×ч-1;

д) вещества и материалы ядовитые со среднесмертельной дозой при введении в желудок более 500 мг ×кг-1 (если они жидкие) или более 2000 мг ×м-1 (если они твердые) или со среднесмертельной дозой при нанесении на кожу более 2500 мг ×кг-1 или со среднесмертельной дозой при вдыхании более 20 мг ×дм-3;

е) вещества и материалы слабые едкие и (или) коррозионные со следующими показателями: время контакта, в течение которого возникает видимый некроз кожной ткани животных (белых крыс) более 2 4 ч, скорость коррозии стальной (Ст3) и алюминиевой (А6) поверхности менее 1 мм в год.

1.7. К малоопасным относятся также негорючие вещества и материалы по п. 1.6 в горючей упаковке.

Малоопасные вещества и материалы допускается хранить в помещениях всех степеней огнестойкости (кроме V степени).

1.8. К опасным относятся горючие и негорючие вещества и материалы, обладающие свойствами, проявление которых может привести к взрыву, пожару, гибели, травмированию, отравлению, облучению, заболеванию людей и животных, повреждению сооружений, транспортных средств. Опасные свойства могут проявляться как при нормальных условиях, так и при аварийных, как у веществ в чистом виде, так и при взаимодействии их с веществами и материалами других категорий по ГОСТ 19433.

Опасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости.

1.9. К особоопасным относятся такие опасные (см. п. 1.8) вещества и материалы, которые несовместимы с веществами и материалами одной с ними категории по ГОСТ 19433.

Особоопасные вещества и материалы необходимо хранить в складах I и II степени огнестойкости преимущественно в отдельно стоящих зданиях.

2. УСЛОВИЯ СОВМЕСТНОГО ХРАНЕНИЯ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

2.1. Вещества и материалы, относящиеся к разряду особоопасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 15.

2.2. Вещества и материалы, относящиеся к разряду опасных, при хранении необходимо располагать так, как указано в табл. 16.

2.3. В порядке исключения допускается хранение особоопасных и опасных веществ и материалов в одном складе. При этом их необходимо располагать так, как указано в табл. 17.

2.4. В одном помещении склада запрещается хранить вещества и материалы, имеющие неоднородные средства пожаротушения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ПЛОЩАДИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ

Настоящий метод предназначен для определения безопасной площади разгерметизации (такая площадь сбросного сечения предохранительного устройства, вскрытие которой в процессе сгорания смеси внутри оборудования, например, аппарата, позволяет сохранить последний от разрушения или деформации) технологического оборудования, в котором обращаются, перерабатываются или получаются горючие газы, жидкости, способные создавать с воздухом или друг с другом взрывоопасные смеси, сгорающие ламинарно или турбулентно во фронтальном режиме. Разгерметизация - наиболее распространенный способ пожаровзрывозащиты технологического оборудования, заключающийся в оснащении его предохранительными мембранами и (или) другими разгерметизирующими устройствами с такой площадью сбросного сечения, которая достаточна для того, чтобы предотвратить разрушение оборудования от взрыва и исключить последующее поступление всей массы горючего вещества в окружающее пространство, т. е. вторичный пожар.

Метод не распространяется на системы, склонные к детонации или объемному самовоспламенению.

1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Безопасную площадь разгерметизации определяют по расчетным формулам на основе данных о параметрах технологического оборудования, условиях ведения процесса и показателях пожаровзрывоопасности веществ.

Метод устанавливает зависимость безопасной площади разгерметизации от объема и максимально допустимого давления внутри него, давления и температуры технологической среды, термодинамических и термокинетических параметров горючей смеси, условий истечения, степени турбулизации.

2. ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА БЕЗОПАСНОЙ ПЛОЩАДИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ

2.1. Безопасную площадь разгерметизации технологического оборудования с газопаровыми смесями определяют по следующим безраз мерным критериальным соотношениям:

                              (158)

для оборудования, рассчитанного на максимальное относитель ное давление взрыва  (при одновременном выполнении условия  в знаменат еле формулы (158) сомножитель  отсутствует), и

                           (159)

для обору дования, выдерживающего давление взрыва в д иапазоне относительных значений .

В ф ормулах (158) и (159) приняты следующие обозначения (индексы i, u, e, m относятся соответствен но к начальным параметрам, параметрам г орючей смеси, характеристикам горения в замкнутом сосуде, максимальным допустимым значениям). Комплекс подобия

               (160)

т. е. представл яет собой с точностью до постоянного множ ителя произведение двух отношений - эффективной площа ди разгерметизации к внутре нней пов ерхности сферического сосуда равного объема и скорости звука в исходной смеси к начальной нормальной скорости пламени. В выражении для комплекса подобия W (160):

 - ч ис ло «пи»;

 - коэффициент расхода при истечении свежей смеси и (или) продуктов сгорания через устройство взрыворазрежения (предохранительная мембрана, клапан, разгерметизатор и т. п.);

F - площадь разгермет изации (сбросного сечения), м2;

V - .максимальный внутренний объем сосуда, в котором возможно образование горючей газопаровой смеси, м3;

R = 8314 Дж ×кмоль-1 K-1 - универсальная газовая постоянная;

T ui - температура горючей смеси. К;

М i - .молекулярная масса горючей смеси, кг ×кмоль-1;

S ui - нормальная скорость распространения пламени при начальных значениях давления и температуры горючей смеси, м ×с-1.

Другие обозначения в формулах (158) и ( 159):

 - относительное максимально допустимое давление в аппарате, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению;

P m - абсолютное максимально допустимое давление внутри аппарата, которое не приводит к его деформации и (или) разрушению, Па;

P i - абсолютное начальное давление горючей смеси в аппарате, при котором происходит инициирование горения, Па;

Р' - абсолютное давление в пространстве, в котором происходит истечение, в момент достижения максимального давления взрыва внутри аппарата (атмосфера, буферная емкость и т. п.), Па;

 - относительное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде;

Ре - абсолютное максимальное давление взрыва данной горючей смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси Р i, Па;

E i - коэффициент расширения продуктов сгорания смеси при начальных значениях давления и температуры;

 - фактор турбулизации, представляющий собой в соответствии с принципом Гуи-Михельсона отношение действительной поверхности фронта пламени в аппарате к поверхности сферы, в которую можно собрать продукты сгорания, находящиеся в данный момент времени внутри сосуда.

2.2. Формулы (158) и (159) могут быть использованы как для определения безопасной площади разгерметизации при .проектировании оборудования по максимально допустимому относительному давлению взрыва в аппарате  (прямая задача), так и для определения максимально допустимого начального давления горючей смеси Р i в аппарате, рассчитанном на максимальное давление Р m, с уже имеющимся сбросным люком площадью F, например при анализе аварий (обратная задача).

2.3. Формулы (158) и (159) охватывают весь диапазон возможных давлений взрыва в оборудовании с различной степенью негерметичности .

2.4. Формулы (158) и (159) записаны в безразмерных независимых переменных, вытекающих из условия автомодельности процесса развития взрыва в негерметичном сосуде, что делает их более универсальными и наглядными. Максимальное давление взрыва в негерметичном сосуде является инвариантом решения системы уравнений динамики развития взрыва при постоянном отношении фактора турбулизации  к комплексу подобия W.

Погрешность определения диаметра сбросного сечения по инженерным формулам (158), (159) в сравнении с точным компьютерным решением системы дифференциальных уравнений динамики развития взрыва составляет около 10 %.

3. СТЕПЕНЬ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА БЕЗОПАСНУЮ ПЛОЩАДЬ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ

3.1. В настоящем методе реализован единый подход к расчету площади сбросного сечения, заключающийся в учете влияния различных параметров и условий на величину безопасной площади разгерметизации посредством соответствующего изменения значения фактора турбулизации.

3.2. Фактор турбулизации - основной параметр, оказывающий определяющее влияние на величину безопасной площади разгерметизации,

Погрешность определения термодинамических параметров - Е i, p e, , где  - показатель адиабаты продуктов сгорания смеси, входящих в расчетные формулы (158) и (159), составляет проценты, погрешность определения коэффициента расхода m, молекулярной массы горючей смеси и нормальной скорости распространения пламени составляет десятки процентов. Ош ибка в выборе значений объема аппарата, температуры и давления смеси также не превышает процентов или десятков процентов. Погрешность же в определении значения фактора турбулизации может составлять сотни процентов.

3.3. Расчет безопасной площади разгерметизации проводят для наиболее взрывоопасных (околостехиометрических) смесей, если не доказана невозможность их образования внутри аппарата.

4. ЗАВИСИМОСТЬ ФАКТОРА ТУРБУЛИЗАЦИИ ОТ УСЛОВИЙ РАЗВИТИЯ ВЗРЫВА

4.1. Зависимость фактора турбулизации от условий развития горения может быть представлена формулой

       (161)

в которой эмпирические коэффициенты a1, a2, a3, a4 определяют по табл. 15.

Таблица 15

Эмпирические коэффициенты для расчета фактора турбулизации*

Условия развития горения**

эмпирические коэффициенты

a 1

a 2

a 3

a 4

Объем сосуда V до 10 м3; степень негерметичности F / V 2/3 до 0,25

0,15

4

1

0

Объем сосуда V до 200 м3, :

начально открытые сбросные сечения

0

0

2

0

начально закрытые сбросные сечения

0

0

8

0

Объем сосуда V до 200м3, :

начально открытые сбросные сечения

0

0

0,8

1,2

начально закрытые сбросные сечения

0

0

2

6

Объем сосуда V до 10 м3; степень негерметичности F / V 2/3 до 0,04; наличие сбросного трубопровода, :

без орошения истекающих газов

0

0

4

0

с орошением истекающих газов

0,15

4

1

0

_______________

* Для отсутствующих в таблице условий развития горения, например для оборудования объемом более 200 м3, значение фактора турбулизации определяют экспортно.

** Если в условиях развития горения значение какого-либо параметра не оговорено, то оно может быть любым в допустимом диапазоне.

4.2. Влияние объема аппарата

Для полых аппаратов объемом менее 1 м3 значение фактора турбулизации c =1 ¸2.

С ростом объема аппарата значение фактора турбулизации увеличивается и для полых аппаратов объемом около 10 м3 c=2,5 ¸5 в зависимости от сте пени негерметичности (отношение F/ V2/3) аппарата.

Для сосудов объемом до 200 м3 различной формы с незначительными встроенными внутрь элементами значение фактора турбулизации не превышает c=8.

4.3. Влияние формы аппарата

Для технологического оборудования с отношением длины к диаметру до 5:1 можно считать, что форма аппарата не влияет на значение фактора турбулизации, так как увеличение поверхности пламени из-за его вытягивания во форме аппарата компенсируется уменьшением поверхности в результате более раннего касания пламенем стенок сосуда.

4.4. Влияние начальной герметизации аппарата

Для полых аппаратов объемом до 200 м3 с начально открытыми сбросными сечениями, например люками, значение фактора турбулизации не превышает c=2, для аппаратов с начально закрытыми сбросными сечениями (мембраны, разгерметизаторы и т. д.) не превышает c=8.

4.5. Влияние степени негерметичности аппарата F / V 2/3

Увеличение степени негерметичности F/ V2/3 в 10 раз (от 0,025 до 0,25), что равнозначно увеличению площади разгерметизации в 10 раз для одного и того же аппарата, приводит к возрастанию фактора турбулизации в 2 раза (для аппаратов объемом около 10 м3 с c=2,5 до c=5).

4.6. Влияние максимально допустимого давления взрыва в аппарате (коррелирует с влиянием давления разгерметизации)

При увеличении относительного максимально допустимого давления взрыва внутри оборудования (прочности оборудования) в диапазоне 1< p m £2 значение фактора турбулизации не изменяется. С ростом относительного максимально допустимого давления взрыва выше p m>2 ( до p m= p e) для начально открытых сбросных сечений значение фактора турбулизации снижается с 2 до 0,8, для начально закрытых - с 8 до 2. Этот результат согласуется с физическими представлениями о том, что при большем значении давления взрыва, которое выдерживает аппарат, меньше площадь сбросного сечения, а следовательно, фронт пламени подвергается меньшему возмущающему воздействию.

4.7. Влияние условий истечения

Если истечение горючей смеси и продуктов сгорания осуществляется через сбросный трубопровод, расположенный за разгерметизирующим элементом и имеющий диаметр, приблизительно равный диаметру сбросного отверстия, то значение фактора турбулизации вне зависимости от объема сосуда (до 15 м3) принимают c=4 (для сосудов со степенью негерметичности F/ V2/3 около 0,015 ¸0,035, когда оснащение сосудов сбросным трубопроводом оправдано по соображениям разумного соотношения характерных размеров сосуда и трубопровода) при условии p m<2.

При оснащении системы разгерметизации оросителем или другим аналогичным устройством, установленным в трубопроводе непосредственно за разгерметизатором для подачи хладагента в истекающую из аппарата смесь, значение фактора турбулизации принимают таким же, как при истечении непосредственно из аппарата в атмосферу. Эффект интенсификации горения в сосуде при cб poce газов через трубопровод исчезает при увеличении давления разгерметизации до 0,2 МПа при начальном давлении 0,1 МПа.

4.8. Влияние условий разгерметизации

«Мгновенное» вскрытие сбросного сечения повышает вероятность возникновения вибрационного горения внутри аппарата. Амплитуда в акустической волне вибрационного горения может достигать значений ±0,1 МПа. Перемешивание смеси, например вентилятором, в процессе развития взрыва приводит к уменьшению амплитуды колебаний давления.

Плавное вскрытие сбросного отверстия, например с помощью малоинерционных крышек, снижает значение фактора турбулизации. В тех случаях, когда время срабатывания разгерметизирующего устройства соизмеримо с временем горения смеси в сосуде, при определении безопасной площади разгерметизации необходимо учитывать динамику вскрытия сбросного отверстия.

4.9. Влияние препятствий и турбулизаторов

Вопрос о влиянии различных препятствий на пути распространения пламени и турбулентности в смеси перед фронтом пламени является одним из определяющих в выборе значения фактора турбулизации. Наиболее правильным методом определения значения фактора турбулизации при наличии внутри аппарата сложных препятствий и турбулизованной смеси можно считать метод, основанный на сравнении расчетной и экспериментальной динамики (зависимость давление - время) взрыва.

Ускорение пламени на специальных препятствиях достигает значений c »15 и более уже в сосудах объемом около 10 м3.

Для углеводородовоздушных смесей турбулентное распространение пламени с автономной генерацией турбулентности внутри зоны горения характеризуется максимальным значением фактора турбулизации c=3 ¸4.

При искусственно создаваемой изотропной турбулентности максимальное значение фактора турбулизации при точечном зажигании не превышает c=4 ¸6. Дальнейшее увеличение степени изотропной турбулентности приводит к гашению пламени.

Для сосудов со встроенными и подвижными элементами, влияние которых на значение фактора турбулизации не может быть в настоящее время оценено, например с использованием литературных данных или экспертным методом, выбор фактора турбулизации должен быть ограничен снизу значением c=8.

4.10. Коэффициент расхода m

Коэффициент расхода m является эмпирическим коэффициентом, учитывающим влияние реальных условий истечения на величину расхода газа, определенную по известным теоретическим модельным соотношениям.

Для предохранительных мембран и разгерметизирующих устройств с непосредственным сбросом продукта взрыва в атмосферу, как правило, m=0,6 ¸1. При наличии сбросных трубопроводов m=0,4 ¸1 (включая случай с подачей хладагента в трубопровод непосредственно за мембраной).

Значение коэффициента расхода возрастает в указанном диапазоне с увеличением скорости истечения и температуры истекающего газа, с ростам фактора турбулизации.

Произведение коэффициента расхода на площадь разгерметизации m F представляет собой эффективную площадь разгерметизации.

4.11. Аналог принципа Ле Шателье-Брауна

Согласно критериальному соотношению (158)   относительное избыточное давл ение взрыва

~                  (162)

Теоретические и экспериментальные исследования процесса сгорания газа в негерметичном сосуде позволили установить аналог принципа Ле Шателье-Брауна: газодинамика горения газа в негерметичном сосуде реагирует на внешнее изменение условий протекания процесса в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Так, увеличение с целью снизить давление взрыва площади разгерметизации F в 10 раз в сосуде объемом порядка 10 м3 сопровождается увеличением фактора турбул изации c в 2 раза. Физическое объяснение наблюдаемого явления достаточно простое: с увеличением площади разгерметизации возрастает возмущающее воздействие на фронт пламени.

Избыточное давление взрыва коррелирует согласно критериальному соотношению (162) с отношением ( c / m)2, а не просто c. Уменьшение размера ячейки турбулизирующей решетки, приводящее к возрастанию фактора турбулизации в 1,7 5 раза (с 8 до 14), сопровождается существенно меньшим увеличением отношения c / m - лишь в 1,1 раза. Сказанное необходимо учитывать при значениях фактора турбулизации c ³5.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

5.1. Нормальная скорость характеризует реакционную способность горючих газовых смесей при фронтальных режимах горения. Наиболее перспективным является экспериментально-расчетный м етод оптимизации, позволяющий oпpедeлять нор мальную скорость в бомб е постоянного объема в широком диапазоне температур и давлений. Метод изложен в ГОСТ 12.1.044.

Входящее в критериальные соотношения (158) и (159) в составе комплекса W значение нормальной скорости распространения пламени S ui при давлении и температуре, соответствующих началу развития взрыва, может быть определено экспериментально на аттестованном оборудовании или взято из научно-технической литературы, прошедшей оценку достоверности приведенных в ней данных. Если данные о нормальной скорости при характерных для технологического процесса давлении Р и температуре Т отсутствуют, то в ограниченном диапазоне экстраполяции можно воспользоваться для оценки формулой

                      (163)

где S uo - известное значение нормальной скорости при давлении Р o и температуре Т o,

n и m - соответственно барический и температурный показатели.

В диапазоне давлений 0,04 ¸1,00 МПа и температур 293 ¸500 К для стехиометрических смесей метана, пропана, гексана, гептана, ацетона, изопропанола и бензола с воздухом значение барического показателя с ростом давления и температуры свежей смеси увеличивается и лежит в интервале - 0,5 ¸0,2, а значение температурного показателя уменьшается и находится в диапазоне 3,1 ¸0,6. При значениях давления и температуры, близких к атмосферным, значения барического и температурного показателя для горючих газопаровоздушных смесей могут быть приняты в первом приближении соответственно п=-0,5 и m=2,0.

5.2. Термодинамические параметры Е i, p e, g b определяют путем термодинамического расчета, например на компьютерах, по известным методикам.

Значение коэффициента расширения по определению

где T bi и M bi - соответственно температура и молекулярная масса продуктов сгорания горючей смеси при начальных давлении и температуре. Молекулярную ма ссу смеси идеальных газов определяют по формуле

                        (164)

где M j и n j - соответственно молекулярная масса и молярная доля j-го компонента смеси.

Значения коэффициента расширения могут быть также определены из приближенного уравнения

                     (165)

В табл. 16 приведены рассчитанные на компьютере значения термодинамических параметров для некот орых стехиометрических газопаровых смесей в предположении, что продукты сгорания состоят из следующих 19 компонентов в газовой фазе: Н2, Н2 O, CO2, N2, А r, С, Н, О, N, CO, СН4, HCN, 02, O3, ОН, NO, NO2, NH3, HNO3. Стехиометрическую концентрацию горючего j в воздухе средней влажности определяли по известной формуле

                (166)

г де b - стехиометрический коэффициент, равный количеству молекул кислорода, необходимых для сгорания молекулы горючего.

Таблица 16

Результаты расчета з начений pе, g b, Е i, Т bi и экспериментальные значения нормальной скорости S u для некоторых стехиометрических газопаровых смесей при начальном давлении 0,1 МПа и температуре 298,15 К

Горючее

Формула

j ст , % об.

p е

g b

E i

Т bi

Su , м × с -1

Метан

СН4

9,355

8,71

1,25

7,44

2204

0,305

Пропан

C 3 H 8

3,964

9,23

1,25

7,90

2245

0,32

н-Гексан

С6Н14

2,126

9,38

1,25

8,03

2252

0,29

н-Гептан

С7Н16

1,842

9,40

1,25

8,05

2253

0,295

Ацетон

C 3 H 6 O

4,907

9,28

1,25

7,96

2242

0,315

Изопропанол

C 3 H 8 O

4,386

9,34

1,24

8,00

2220

0,295

Бензол

C 6 H 6

2,679

9,30

1,25

7,99

2321

0,36

Для многокомпонентных смесей и смесей, проведение расчетов по которым по тем или иным причинам вызывает трудности, определение максимального относительного давления взрыва pе, а следовательно, и коэффициента расширения E i по формуле (165) проводят по соответствующей методике ГОСТ 12.1.044.

6. ВЛИЯНИЕ СБРОСНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

6.1. Сбросные трубопроводы используются для отвода продуктов горе ния в б езопасное место, например в приемную буферную емкость или за территорию цеха, что позволяет существенно снизить вероятность возникновения в нутри производственных помещений вторичных пожаров и взрывов, ущерб от которых значительно выше, чем потери от первичных взрывов.

6.2. Наличие сбросного трубопровода может приводить к значительному (на порядок) увелич ению избыточного давления взрыва в сравнении со случаем разгерметизации аппарата непосре дственно в атмосферу. Характерное з начение фактора турбулизации при использовании сбросного труб опровода с диаметром, равным диаметру предохранительной мембраны, и без орошения истекающих газов хладагентом c=4 вне зависимости от объема защищаемого полого оборудования с нетурбулизованной cмесью.

Прочностные характеристики сбросного трубопровода должны быть не ниже соответствующих характеристик защищаемого аппарата.

6.3. При проектировании систем сброса газообразных продуктов в случае взрыва газопаровых смесей внутри технологического оборудования необходимо принимать во внимание возможность интенсивного догорания эвакуируемой смеси в сбросном трубопроводе, являющегося причиной турбулизации горения внутри защищаемого объема.

Наилучший способ ликвидировать эффект увеличения давления взрыва при наличии в системе противовзрывной защиты технологического оборудования методом разгерметизации сбросного трубопровода - подача хладаг ента с интенсивностью (0,1 ¸0,5) 10-2 м3 ×м-2 ×с-1 в поперечное сечение трубопровода непосредственно за мембраной до ее срабатывания или одновременно с ним. При наличии орошения в трубопроводе и использовании приемной емкости, находящейся под разрешением, длина трубопровода (по результатам экспериментов до 30 м) не оказыва ет заметного вл ияния на максимальное давление взрыва.

Увел ичен ие давлен ия разг ерметизации до ~0,2 МПа (при начальном давлении т ехнологической среды 0,1 МПа) также приводит к исчезновению эффекта интенсификации взрыва.

Увеличение диаметра сбросного трубопровода относительно диаметра сбросного сечен ия способству ет с нижению воздействия данного эффекта интенсификации взрыва.

7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ

Пр им ер 1. Полый технологич еск ий аппар ат объ емом 12 м3 рассч итан на макс имально е избыточно е давление 0,2 МПа (абсолютное давление 0,3 МПа) и предназначен для работы при атмосферном давлении с содержащей ацетон реакционной массой. Аппарат име ет рубашку обогрева ( 80 °С). Н еобходимо определить безопасную площадь разгермет изаци и.

Нормальная скорость распространения пламени на иболее опасной околостехиометрической ацетоно-воздушной смеси при атмосферном давлении и температуре (298 К) составляет 0, 32 м ×с-1. Следовательно, при темп ературе в ап парате 80 °С (353 К) мак симальное значение нормал ьной скорост и распространения пламени в соответствии с формулой (163)

Для стехиометрической ацетоно-воздушной смеси pе=9,28; Е i=7,96; М i=(58x0,05+28х0,95) кг ×кмoль-1=29,5 кг ×кмоль-1. Поскольку p m=0,3 МПа/0,1 МПа=3 превышает значение 2, то для вычисления безопасной площади разгерметизации воспользуемся критериальным соотношением (159). Выражение для комплекса подобия W в соответствии с формулой (160) и определенными значениями S ui и M i может быть записано в виде

где F намеряют в м2.

Следовательно, критериальное соотношение (159) относительно F можно записать в виде

С увеличением степени негерметичности сосуда объемом около 10 м3 F/ V2/3 от 0,025 до 0,25 значение фактора турбулизации возрастает от 2,5 до 5. Предположим, что c=2,5 при m=1. При этом минимальная площадь разгерметизации F=0, 175 м2, а значит F/V2/3=0,03. Последнее подтверждает, что значение факт ора турбулизации выбрано правиль но. Действительно, если бы мы предполож или, что c=5, то получили бы слишком низкое для такой степени турбулизации значени е F/ V2/3=0,06 (вместо 0,25). Итак, безопасная площадь разгерметизации составляет в данном случае 0,175 м2, что равнозначно сбросн ому отверстию диметр ом 0,47 м.

Пример 2. Со суд объемом 4 м3 без встроенных внут рь элеме нтов для хранения бензола , рассчитанный на ма ксимальное абсолютное давление 0,2 МПа, необходимо оснастить надежной системой сброса давления взрыва с отводом продуктов взрыва по трубопроводу в безопасное место.

Для бензоло-воздушной смеси стехиометрического состава при атмосферных условиях S ui=0,36 м × c-1; E i=7,99; М i=(78х0,027+28х0,973) кг ×кмоль-1=29,35 кг ×кмоль-1. Для сист ем разгерметизации со сбросным трубопро вод ам без ороше ния истекающи х продуктов хладаг ентом вне зависимости от объема сосу да c=4. Так как p m=0,2 МПа/1 МПа =2, то расчет площади разгерметизации провод им по критериальному соотношению (158). Выбрав в качестве значения коэффициента расхода m=0,4, получаем выражение

т. е. диаметр сбросного трубопровода должен составлять около 0,7 м, что слишком много для сосуда, экв ивалентный диаметр которого (диаметр сферы объем ом 4 м 3) 1,97м.

Поэтому система сброса давления, включая трубопровод, до лжна быть снабжена системой орошения. При этом может быть принято c=1,5, а значит, как нетрудно вычислить , диа метр сбросного трубопро вода будет равен 0,4 м, что вполне приемлемо для данного сосуда, рассчитанного на достаточно низкое давление.

Пример 3. Реактор вместимостью 6 м3, в котором возможно образование изопропаноло-воздушной стехиометрической сме си при давлени и 0,2 МПа, содержит сложные вращающиеся детали. Требу ется определить безопасную площадь разгер мет изации пр и условии, что реактор рассчитан на избыточ ное давление 0,4 МПа (а бсолютное давлен ие 0,5 МПа).

Так как p m=0,5 МПа/0,2 МПа =2 ,5 больше 2, то расчет ведем по формуле (159). Для стехиометрической изопропаноло-воздушной смеси M i=(60 x0,044+28х0,956) кг ×кмоль-1=29,4 кг ×кмоль-1; S ui=0,295(0,2/0,1)-0,5=0,21 м ×с-1; pе=9,3; Е i=8.0. Поскольку влияние встроенных деталей на турбулизацию однозначно неизвестно и объем реактора относительно невелик, выбираем значение c=8. При значении коэффициента расхода m= l имеем

Отсюда нетруд но вычислить, что д иам етр пре до хранительной мембраны должен быть равен 0,5 м.

Пример 4 (обратная задача). В лабораторном сосуде объемом 0,01 м3, рас считанном на давлени е 2,0 МПа и имеющем сбросное отверстие для установк и предохра нительной мембраны д иаметром 2,5 см, проводят исследова ния по опре делению нормальных скорост ей распространения пламени для стехиометрических метано-воздушных смесей при различных давлениях. Требу ется опре дел ить, до какого макс имального началь ного давления мож но подавать в сосуд горючую смесь, чтобы после ее воспламенен ия в ц ентре сосуда давление взрыва не превысило допустимого давления 2,0 МПа.

Так как с ростом давления нормальная скорость падает, то с некоторым запасом в качестве S ui выбираем значение 0,305 м ×с-1, полученное для атмосферного давления. Для стехиометрической метано-воздушной смеси M i=(16х0,094+20х0,906) кг ×кмоль-1=26,9 кг ×кмоль-1; Е i=7,4; p e=8,7. Зна чения фактора турбулизации и коэффициента расхода могут быть приняты соотв етственно c=1 и m=0,8.

Искомое значение начального давлен ия взрыва в сосуде вход ит в значен ие pm=Pm/Pi, причем P m=2,0 МПа в соответствии с услов иями задачи. Записанное относительно p m критериальное соотношение (159) принимает вид

а следовательно, максимально допустимое начальное да вление горючей смеси в сосуде

т. е. не должно превышать 0,6 МПа».

(Введено дополнительно, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Ми нистерством внутренних дел СССР, Министерством химической промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

А. К. Микеев, канд. эконом. наук; Д. И. Юрченко; В. М. Гаврилей, канд. техн. наук; А. С. Турков; А. Я. Корольченко, д-р техн.наук; Г. И. Смелков, д-р техн. наук; А. Н. Баратов , д-р техн. наук; И. С. Молчадский , канд. техн. наук; А. В. Матюшин, канд. техн. наук; В. Н. Есин , канд. техн. наук; С. А. Никонов, канд. техн. наук; В. Н. Тарасов; А. Н. Кухто , канд. техн. наук; В. Н. Тимошенко, канд. техн. наук; Ю.С. Зотов, канд. техн. наук; А. К. Бурканов, канд. эконом. наук; Э. Г. Сон; А. В. Герасимов; М. С. Васильев; И. П. Сафронов ; В. Н. Парамонов; Н. В. Белкин ; Е. Ф . Захарова; Г. Т. Земский, канд. х им. наук; В. Н.,Битюцкий, канд. техн. наук; B. И. Горшков, д-р техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 14.06.91 № 875

3. ВЗАМЕН ГОСТ 12.1.004-85

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на к оторый дана ссылка

Номер пункта, подпункта, раздела, приложения

ГОСТ 2.106-68

Пр иложен ие 3

ГОСТ 2.118-73

Приложение 3

ГОСТ 2.119-7 3

Приложе ние 3

ГОСТ 2.120-73

Прилож ение 3

ГОСТ 12.0.003-74

1 .3

ГОСТ 12.1.010-76

1.5

ГОСТ 12.1. 01 1-78

2. 3

ГОС Т 12.1.018-93

2.3

ГОСТ 12.1.0 33-81

Приложени е 1

ГОСТ 12.4.009-83

Разд. 4

ГОСТ 15.001-88

Пр иложен ие 3

ГОСТ 1943 3-8 8

Пр иложение 7

СТ СЭВ 383-87

Прилож ен ие 1

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ (январь 1 996 г.) с Изменением № 1, утвержденным в октябре 1993 г. (ИУС 1-95)


Таблица 15

Таблица 16

Таблица 17


Содержание

1. Общие положения

2. Требования к способам обеспечения пожарной безопасности системы предотвращения пожара

3. Требования к способам обеспечения пожарной безопасности системы противопожарной защиты

4. Организационно-технические мероприятия по обеспечению пожарной безопасности

Приложение 1 Обязательное. Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения

Приложение 2 Обязательное. Метод определения уровня обеспечения пожарной безопасности людей

Приложение 3 Обязательное. Метод определения вероятности возникновения пожара (взрыва) в пожаровзрывоопасном объекте

Приложение 4 Справочное. Метод оценки экономической эффективности систем пожарной безопасности

Приложение 5 Обязательное. Метод экспериментального определения вероятности возникновения пожара в (ОТ) электрических изделиях

Приложение 6 Справочное. Примеры расчета

Приложение 7 Справочное. Требования пожарной безопасности по совместному хранению веществ и материалов

Приложение 8. Метод определения безопасной площади разгерметизации оборудования

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Автобусные Остановки Гайка гост Гост 17375 Гост бетон Железобетонные водоотбойные плиты Извещение об изменении Инструкция по переключениям в электроустановках Коническая резьба Лестничные марши гост Момент затяжки болтов Обозначение Приборов кип Обозначение насоса на схеме Плотность нефтепродуктов Рельс р50 Средства защиты в электроустановках