МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА “ЗНАК ПОЧЕТА” НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ

ПОСОБИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НПБ 105-95 "ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ" ПРИ РАССМОТРЕНИИ ПРОЕКТНО-СМЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

МОСКВА 1998

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА “ЗНАК ПОЧЕТА” НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ

ПОСОБИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НПБ 105-95 "ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ" ПРИ РАССМОТРЕНИИ ПРОЕКТНО-СМЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

МОСКВА 1 998

АР = 2,831 • Ю'⁵ ■ —

Чсв

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

-    для м-ксилола

АР = 1,496 ■ 10³ ■ (m/V_ce);    (23)

-    для гексана

АР = 1,277 -10³ ■ (m/V_oe)\    (24)

-    для бензина АИ-93 зимнего

АР = 1,251 ■ 10³ ■ (m/V_ce)\    (25)

-    для дизельного топлива зимнего

АР = 1,234 ■ id • (m/Vce)\    (26)

-    для толуола

АР = 1,159 ■ id ■ (m/V_ce);    (27)

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

АР = 966,8 ■ (m/V_ce)\'    (28)

-    для ацетона

АР = 887,8 ■ (m/V_ce)\    (29)

-    для этилового спирта

АР = 865,2 (m/V_ce).    (30)

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

- для ацетона
при tp=20 °С АР = 338,4. (тЖв):	(31)
при tp = 25 °С АР = 404,1 ■ (тЖв)\	(32)
при tp = 30 °С АР = 410,9 ■ (тЖв)-,	(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

.    .    (42)

3.17^ Определяется категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности на основании полученного значения величины избыточного давления взрыва АР (кПа). Если АР > 5 кПа, то поме

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

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

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

АР = 47,18-^-,    (43)

*Св

где Нт - теплота сгорания вещества, МДж - кг'¹.

4.3.    Для горючих пылей полиэтилена, алюминия и пшеничной муки избыточное давление взрыва АР (кПа) согласно п. 3.6 НПБ 105-95 в зависимости от параметра m/V_ce (г • м'³) может быть определено по номограмме (рис. 28).

11

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

5. ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРОЩЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ И ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

5.1.    Если в помещении присутствуют различные горючие вещества и материалы, то оценку пожарной опасности (категории В1 - В4) допускается проводить по веществу, имеющему наибольшую низшую теплоту сгорания 0%, принимая массу этого

вещества равной полной массе горючих веществ, присутствующих в помещении, а площадь размещения - полной площади, занятой горючими веществами.

5.2.    Для приближенной оценки категории используются номограммы вида G = f(S), где G - количество вещества или материала данного вида, 5 - площадь, на которой размещено данное вещество или материал (рис. 29). Прямые I, II, III являются графиками следующих функций:

I: G = 2200 S/Q%;

II: G = 1400 S/Q";    (44)

III: G = 180 S/Qfi, где G выражено в кг, S - в м², Q% - в МДж • кг"¹.

5.3.    На этой номограмме проводится вертикальная линия, отвечающая предельной площади размещения пожарной нагрузки S_nped - 0,64 ■ Н² (Н - величина, определенная в п. 1 примечания к табл. 4 НПБ 105-95).

5.4.    Если точка, отвечающая реальным для помещения величинам G и S, лежит ниже прямой III (точка 1), то проверяется принадлежность помещения к категории В4 по п. 1 примечания к табл. 4 НПБ 105-95. Если сформулированные там условия выполняются, помещение относится к категории В4, в противном случае - к категории ВЗ.

5.5.    Если точка лежит между прямыми II и III (I и II соответственно) - точка 2 (3) и левее прямой S = S_npea, то помещение относится к категории ВЗ (В2). Если указанные точки лежат правее прямой S = S_nped (точки 2 и 3 соответственно), то помещение относится к категории В2 (В1).

5.6.    Если точка лежит выше прямой I (точка 4), помещение относится к категории В1.

5.7.    Значения q£ берутся по справочным данным [5; приложения 2 - 4].

5.8.    Номограммы вида (1) для конкретных материалов, составляющих пожарную нагрузку помещений, приведены на рис. 29 -39. Определение по ним пожароопасных категорий производится согласно процедуре, изложенной в пп. 5.1 - 5.6.

6. ТИПОВЫЕ ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

6.1. Помещения с горючими газами

Пример 1

1. Исходные данные.

1.1.    Аккумуляторное Помещение объемом V_n = 27,2 м³ оборудуется аккумуляторными батареями СК-4 из 12 аккумуляторов и СК-1 из 13 аккумуляторов.

1.2.    Максимальная абсолютная температура воздуха согласно СНиП 2.01.01-82 [1] в районе строительства 38 °С (г. Екатеринбург).

1.3.    Обоснование расчетного варианта наиболее неблагоприятного в отношении взрыва периода.

1.3.1. При расчете избыточного давления взрыва в качестве расчетного варианта принимается наиболее неблагоприятный

13

в отношении взрыва период, связанный с формовкой и зарядкой полностью разряженных батарей с напряжением более 2,3 В на элемент и наибольшим значением зарядного тока, превышающим в четыре раза максимальный зарядный ток.

1.3.2.    Происходит зарядка аккумуляторных батарей с максимальной номинальной емкостью (А • ч). Количество одновременно заряжаемых батарей устанавливается в зависимости от эксплуатационных условий, мощности и напряжения внешнего источника тока. Продолжительность поступления водорода в помещение соответствует конечному периоду зарядки при обильном газовыделении и принимается равным 1 ч (Г = 3600 с).

1.3.3.    За расчетную температуру принимается максимальная абсолютная температура наружного воздуха в населенном пункте (климатической зоне) согласно СНиП 2.01.01-82 [1].

1.4. Расчет поступающего в помещение водорода при зарядке аккумуляторных батарей.

1.4.1. Масса водорода, выделившегося в одном элементе при установившемся динамическом равновесии между силой зарядного тока и количеством выделяемого газа, составляет

М 1 А 1    1Ю-³    .    _лов    мп.₈    _!

= 1,036 10 кг-А с,

где F = 9,65 • 10⁴ А • с • моль'¹ - постоянная Фарадея; А - атомная единица массы водорода, равная 1 а.е.м = 1-10 ³ кг • моль'¹; Z = 1 -валентность водорода; / - сила зарядного тока, А; Т - расчетное время зарядки, с.

1.4.2. Объем водорода, поступающего в помещение при зарядке нескольких батарей, м³, можно определить из выражения

V_h = 1036;■!о ⁸ . ₄ .1/ ^ + 1    /,.-пЛ-ЗбОО,

Рг

где рг - плотность водорода при расчетной температуре воздуха, кг • м'³; // - максимальный зарядный ток /-й батареи, А; п, - количество аккумуляторов /-й батареи.

Плотность водорода определяется по формуле

кг • м³,

УДК 614.841.33:614.83.833.075.5

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

Пособие по применению НПБ 105-95 “Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности” при рассмотрении проектно-сметной документации / Шебеко Ю.Н., Смолин ИМ, Молчадский И.С. идр. -М.: ВНИИПО, 1998. - 119 с.

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

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

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

Ил. 39, табл. 5, библиогр.: 6 назв., прил. 7.

© Всероссийский ордена “Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны, 1998

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

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

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

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

3

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2.6.    Плотность ГГ /% (кг • м'³) рассчитывается по формуле (2) НПБ 105-95 или определяется по номограммам (рис. 3-6) для конкретных значений М (кг • кмоль¹) и t_p (°С).

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

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

m

Усе • Рг • Сет

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

- для водорода (Z = 1,0) ¹

Ч»-а'

-    для метана (Z = 0,5)

Д р = 1,077-10³ —— ;

Ч» 'Ре

-    для этана (Z = 0,5)

АР = 1,718Ю³-^—\    (4)

^VcePs

-    для пропана (Z = 0,5)

АР = 3,115-10³ тт——;    (5)

^VcePa

-    для бутана (Z = 0,5)

АР = 4,015 Ю³-,^т .    (6)

Ч:в Рг

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

АР = 4,718 10~¹    (7)

Усе

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

-    для водорода (Z = 1,0)

Ыг = 1,14-10⁴    (8)

Усе

-    для метана (Z = 0,5)

АР = 2,36 Ю³ ~\    (9)

Усе

-    для этана (Z = 0,5)

АР = 2,47 -10³ ~ ]

Ксе

-    для пропана (Z = 0,5)

AP = 2,19 10³

"г.й

- для бутана (2 = 0,5)

ДР = 2,16-10³

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

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

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

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

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

3.3. Рассчитывается значение параметра х_в = B/(t_p + Сд) или определяется по номограмме (рис. 7). При значениях В_у, полученных из справочных данных, отличающихся от значений кривых В_х (х = 1+7) номограммы (рис. 7), выбирается кривая для меньшего по сравнению с В_у значения В_х и графически определяется значение параметра х_д = B,/(tp + Сд). При этом искомое

значение будет равно х_ву - (B/6J • х_в>.

7

3.4. Из номограммы (рис. 8) определяется значение параметра 1дР_н. При значениях А_у, отличающихся от соответствующих прямых для А_х (х = 1+6) номограммы (рис. 8), графически проводится прямая, параллельная прямым (х = 1+6), через точку х_в = А_у и по этой прямой для определенного значения х_ву нахо

дится искомое значение параметра 1дР_н.

3.5.    Исходя из значения 1дРн по номограммам (рис. 9, 10) определяется значение параметра давления насыщенного пара ЛВЖ или ГЖ Р_н (кПа).

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

3.7.    По номограмме (рис. 11) определяется значение параметра л/М.

3.8.    Исходя из значения параметра х_р = 4м ■ Р_н по номограммам (рис. 12,13) находится значение параметра х^ = 10³ ■ 4м ■ Р_н.

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

3.10.    Определяется значение параметра х_п = 10³ ■ т] ■ 4м ■ Р_н.

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

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

-.3 гг)

• Рп ■ ^Сст

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

- для дизельного топлива зимнего

АР =7,144 ■ 103 тт——; Ц* Рп (14) - для бензина АИ-93 зимнего АР = 3,936 ■ W3 ™...... ; Кв ■Рп (15) - для гексана АР ~ 3,507 ■ 103 ■ т ; (16) ^св ' Рп - для м-ксилола АР ~ 3,440 ■ 103 • т ; (17) Усе * Рп - для толуола ЛР - 2,379- 103 • т ; (18) со

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

АР = 1,859 ■ 10³---—;    (19)

Кв ' Рп

-    для ацетона

АР = 959,3 ■ ——;    (20)

^св ' Рп

-    для этилового спирта

АР = 902,2- ———.    (21)

^св ' Рп

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

9

1