§ 3. Дымовые люки и легкосбрасываемые конструкции зданий

Назначение и область применения. Дымовые люки предназначаются для удаления продуктов горения, обеспечения незадымляемости смежных помещений и «управления» процессом горения на пожарах (с тем, чтобы придать пламени желаемое направление).

Этим достигается создание необходимых условий для эвакуации людей и проведения спасательных работ, облегчается обнаружение очага пожара и действия по тушению.
Дымовые люки устраивают в покрытиях сцен театров, в подвальных помещениях, в покрытиях складских и бесфонарных производственных зданий, в зданиях холодильников и др.
Легкосбрасываемые конструкции предназначаются для удаления продуктов горения при взрыве с целью снижения давления до величин, безопасных для прочности и устойчивости строительных конструкций.
Площадь сечения дымовых люков может определяться расчетом, а gt;в ряде случаев она нормируется в процентном отношении к площади помещений, для которых они предназначаются.
Так, например, площадь дымовых люков для сцен театров принимается равной 2,5% от площади планшета сцены на каждые. 10 м высоты сценической коробки. При этом высота сценической коробки принимается от пола нижнего трюма до наивысшей отметки покрытия над сценой.
Анализ данных по пожарам в театрах показывает, что в этом случае обеспечивается незадымляемость зрительного зала и, что не менее важно, направление движения продуктов горения происходит вверх по сценической коробке, в сторону от зрительного зала. Таким образом, при возникновении пожара в пределах сцены (что наиболее вероятно) снижается угроза распространения огня на зрительный зал. В то же время при открытом дымовом люке, хотя и достигается локализация пожара, процесс горения на сцене интенсифицируется вследствие искусственно созданного воздухообмена с удалением продуктов горения и достаточным притоком свежего воздуха. Поэтому дымовые люки при тушении пожара на сцене открывают лишь в том случае, если нельзя потушить его в течение короткого срока.
Дымовые люки обязательно должны быть в производственных помещениях без фонарей (т. е. в помещениях без естественного освещения), относимых по пожарной опасности к категориям Л, Б и В. В этом случае площадь поперечного сечения дымовых шахт (люков) принимается не менее 0,2% от площади производственных помещений. В помещениях с оконными проемами дымовых шахт не предусматривают, если глубина этих помещений не превышает 30 м. Однако принятое нормами сечение дымовых люков для бесфонарных зданий является минимальным и может отвечать требованиям безопасности лишь для зданий, имеющих автоматические средства тушения и при загрузке пола помещений сгораемыми веществами на сравнительно небольшой площади (в пределах 10%).
Сечение дымоудаляющих устройств для подвальных помещений принимается из расчета 0,9Х1,2жна каждый отсек подвала с площадью не более 1000 м2.
Для складских зданий без оконных проемов и фонарей площадь сечения дымовых люков принимается такой же как и для бесфонарных зданий.
Площадь сечения легкосбрасываемых конструкций согласно нормам определяется по расчету. В тех случаях, когда для этого отсутствуют необходимые данные, площадь сечения легкосбрасываемых конструкций (или взрывных люков) принимают из расчета 0,05 м2 на I ж3 объема здания при размещении в нем производств категории А по пожарной опасности и 0,03 м2 на I At3 при размещении производств категории Б. Однако этот норматив (0,05 м2!м3) для некоторых газовоздушных смесей недостаточен (для водородно-воздушных смесей его следует принимать не менее 0,1—0,13 м2 на I мъ объема здания).
При определении площади сечения дымовых люков расчетом исходят из теории аэрации зданий, применительно к которой приток воздуха в помещение и удаление нагретого воздуха при пожаре осуществляется за счет разности гидростатических давлений.

Общая схема распределения гидростатических давлений при пожаре в помещении с открытыми дымовыми люками приведена на рис. 5.5.

При этих условиях напор у дымового люка и напор у приточного отверстия по отношению к плоскости равных давлений определяются как:
(5.3)
(5.4)

Отсюда скорость истечения продуктов горения будет:
(5.5)

скорость притока воздуха через приточное отверстие
(5.6)
С учетом характеристики горения находящихся в здании материалов удельная площадь сечения дымового люка, приходящаяся на I м2 площади пола помещения, может быть определена по формуле

(5.7)
где /л — сечение дымового люка, м2/м2; п— весовая скорость выгорания вещества, кг!м2 • ч (некоторые данные по весовым скоростям выгорания в кГI м2* мин приведены в табл. 1.13 и 1.14); Wt — объем продуктов горения, получаемый с I кГ горючего вещества, с учетом поправки на температуру в м3/кг (некоторые данные по объему продуктов горения в

MzIкг даны в табл. 1.2; ф —коэффициент расхода (можно принять 0,6); аи — коэффициент избытка воздуха (при горении твердых горючих материалов аи = 2, при горении волокнистых материалов аж = 5 и при горении жидкостей (хи = 2); v — скорость истечения продуктов горения, м/сек; р — коэффициент, учитывающий возможную площадь поверхности горения, определяется как отношение возможной площади горения к площади пола. Величину коэффициента |3 можно принимать равной р = 0,4 (в закрытых помещениях площадь горения обычно не превышает 40% от площади пола).
При пользовании формулой 5.7 объем продуктов горения можно считать равным количеству воздуха, необходимого для горения веществ, с учетом температуры отходящих газов:

(5.8)'
где Vn.r — полный объем продуктов горения, мъ/кг\ tn.T — температура отходящих продуктов горения.
Среднюю температуру отходящих продуктов, применительно к бесфонарным и безоконным производственным помещениям, можно принимать:
для волокнистых веществ                            300°С
для изделий из твердых горючих              веществ .              .              .              450° С
для жидких горючих веществ                            600° С
При применении автоматических              средств              тушения в
виде, например, спринклерного и дренчерного оборудования температуру отходящих продуктов горения можно считать:
для волокнистых веществ                            150° С
изделий из твердых горючих веществ . . . 70—80°С
Положение плоскости равных давлений принимается из условия незадымляемости смежных помещений. Это условие удовлетворяется в том случае, когда плоскость равных давлений находится на уровне притолоки дверного (т. е. приточного) проема. Таким образом,
/^2               H — /^двgt;
где H — высота от пола помещения до верха вытяжной шахты; Лдв — высота дверных проемов (или других приточных отверстий), м.
Опыты и расчеты показывают, что удовлетворительная работа дымовых люков обеспечивается, если сече-

ние приточных отверстий в 1,5—2 раза больше вытяжных.
Сечение легкосбрасываемых конструкций (легкосбра- сываемых ограждающих конструкций в стенах и покрытиях зданий), взрывных люков определяют с учетом ряда допущений по формуле

(5.9)
где /л.к — удельное сечение легкосбрасываемых конструкций, м2!ж3; kWBt — избыточный объем продуктов горения при взрыве, м3/мг\ V — скорость истечения продуктов горения при взрыве, м/сек; тв — время горения при взрыве, сек; ф'—коэффициент расхода.

Скорость истечения продуктов горения определяют по формулам, выведенным для случая адиабатического сжатия смеси. Время горения при взрыве пылевых смесей принимают 0,4—0,5 сек, газовоздушных смесей — 0,2 сек, а паровоздушных — 0,3 сек. В настоящее время проводятся научно-исследовательские работы для уточнения приведенных значений времени горения различных смесей при взрыве. С учетом сказанного сечение легко- сбрасывармыу кпнг.тгшктшй пппрттрлятпт ттп Жппмуле

(5.10)
где Tb — температура горения при взрыве, °К; Рamp; — начальное давление смеси до взрыва, кГ/см2; Яд0п — допускаемое давление на конструкции, кГ\см2\ k — показатель адиабаты, принимаемый 1,4.
Для частных случаев, когда 0,15,

(5.11)
Устройство дымовых клапанов, дымовые люки перекрывают конструкциями, которые именуют клапанами. Механизм открывания и закрывания клапанов должен обеспечивать их безотказное действие при пожаре. Это достигается тем, что клапан, как правило, открывается под действием собственного веса при ослаблении натяжных устройств. Для того чтобы дымовые клапаны легко
открывались, их оборудуют отжимными рычагами или грузами (рис. 5.6).
Управление приводом клапанов может быть местным и централизованным. Лебедки для привода клапанов устанавливают в пункте противопожарной защиты здания. Однако для уменьшения количества канатов и блоков в зданиях с большой площадью допускается установка лебедок и в непосредственной близости к дымовому клапану на колоннах здания.

Рис. 5.6. Принципиальная схема устройства дымового клапана:
I — жалюзи; 2 — клапан; 3 — отжимной рычаг; 4 — трос к лебедке; 5 — направляющие

При проектировании дымоудайяющих устройств для производственных зданий предусматривают, кроме ручного открывания дымового клапана, и автоматическое.
Общий вид устройства дымовых вытяжных шахт представлен на рис. 5.7. Автоматическое открывание клапана достигается, например, устройством, приведенным на рис. 5.8. Это устройство представляет собой пластинки 13, приваренные к полотнищу клапана и к раме 11.
К пластинкам прибалчиваются два уголка 14, которые спаяны между собой легкоплавким сплавом 15. При повышении температуры сплав плавится, в результате чего полотнище клапана, не будучи связанным с рамой, поворачивается под действием собственного веса и опускается. При этом одна пластинка автоматического устройства поворачивается вместе с клапаном, а вторая остается на месте с рамой И. При ослаблении каната

вручную клапан вместе с рамой и автоматическим устройством поворачивается вокруг внецентренно насаженной оси и открывает люк.
Кроме специальных клапанов, для дымоудаления используют оконные проемы и фонари, которые в этом случае оборудуются специальными устройствами для открывания.

Рис. 5.7. Общий вид шахты для удаления дыма (конструкции Госхимпроекта):
/ — трубка для отвода конденсата; 2— железобетонный стакан; 3 — стальная труба; 4 — дефлектор; 5 — колпак; 6 — стальное кольцо; 7 — противовес; 8 — легкоплавкая вставка; 9 — упор; 10 — утепленный клапан; И — подшипник; 12 — блок

Легкосбрасываемые конструкции представляют собой элементы наружных ограждающих стен и покрытий. Они вскрываются при повышении давления в здании и тем самым способствуют стравливанию продуктов горения при взрыве. Эти конструкции иногда называют также «вышибными».

Рис. 5.8. Деталь автоматического устройства для открывания клапана: — железобетонная плита покрытия; 2 — паро- изоляция; 3 — утеплитель; 4 — выравнивающий слой; 5 — кровля; 6 — защитный слой; 7 — фартук из кровельной стали; 8 — заполнение каркаса шахты несгораемыми или трудносгораемыми материалами; 9 — каркас шахты; 10 — нащельник; — рама из уголков; 12 — клапан; 13 — фасонные части из полосовой стали; 14 — уголки; 15 — легкоплавкий сплав; 16 — блок; 17 — трос; 18 —
косынка или закладная деталь

Соответственно различают крышевые и стеновые легкосбрасываемые панели (клапаны).
Стеновые легкосбрасываемые конструкции представляют собой легкие навесные панели или остекленные каркасы. Надежность срабатывания навесных панелей обеспечивается слабым креплением их к каркасу стен, а вскрытие остекленных каркасов достигается в результате разрушения стекол при повышении давления.
Принципиальная схема крепления стеновых панелей к колонне показана на рис. 5.9. Как видно из рисунка, панели крепятся к каркасу стен с помощью Т-образных анкеров 3 и вертикальных нащельников из алюминиевых профилей 5. С целью уменьшения сопротивления панели

Рис. 5.9. Деталь крепления вышибной панели к железобетонной колонне:
/ — железобетонная колонна; 2 — вышибная панель; 3 — фасонная часть (анкер); 4 — болт; 5 — нащельник; 6 — уплотнение

взрывной волне в углах наружного асбестоцементного листа делаются вырезы для опирания крепежного болта непосредственно на деревянную бобышку, закладываемую в панель во время ее изготовления. Опытные образцы стеновых панелей и деталей их крепления для промышленных зданий со взрывоопасными производствами разработаны ЦНИИпромзданий и Госхимпроектом.
Крышевые легкосбрасываемые конструкции обычно применяют в тех случаях, когда площадь стеновых вышибных панелей недостаточна или когда эти панели по каким-либо обстоятельствам нельзя применить.
Для оценки качества легкосбрасываемых покрытий вводится понятие коэффициента проемности, который представляет собой отношение вскрываемой площади к

Рис. 5.10. Легкосбрасываемое покрытие из плит ПНСЛ:

а — плач раскладки плит; б — вариант с плоской кровлей- в ваоиант кровли со скатами; I — плиты ПНСЛ с отверстиями; 2 — плиты ПНСЛ без
отверстий
площади всего покрытия. В типовых конструкциях легко- сбрасываемых покрытий этот коэффициент колеблется от 0,4 до I.
В качестве несущих .элементов покрытия избираются типовые панели с отверстиями (чаще всего ПНСЛ). На эти панели укладывается волнистая асбофанера усиленного профиля, утеплитель, стяжка и кровельный покров. Для того чтобы облегчить сбрасывание утеплителя, кровля разрезается на карты площадью 240 м2 и менее. План легкосбрасываемого покрытия представлен на рис. 5.10. В качестве легкосбрасываемых могут считаться укрытия из асбофанеры, а также остекление. Последнее рекомендуется выполнять одинарным, открывающимся наружу на горизонтальном шарнире.

<< | >>

↑

Источник: М. В. Алексеев, П. Г. Демидов, М. Я. Ронтман, II. А. Тарасов-Агалаков. Основы пожарной безопасности. Учеб. пособие для высших учебных заведений. 1971

Еще по теме § 3. Дымовые люки и легкосбрасываемые конструкции зданий:

- Основы БЖД - Пожарная безопасность - Чрезвычайные ситуации - Школа выживания -