Расчет системы подпора воздуха в лестничную клетку

Уральский институт Государственной противопожарной

_______________________службы МЧС России__________________________

Кафедра: Пожарной профилактики

 

 

Утверждаю

Начальник кафедры

пожарная безопасность в строительстве

подполковник внутренней службы

_______________О.А. Мокроусова

«_____»____________2007 год.

 

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

на проведение практического занятия с курсантами V курса

по дисциплине: «Пожарная безопасность в строительстве».

РАЗДЕЛ № 6 «Противодымная защита зданий и сооружений»

ТЕМА № 20 «Системы противопожарной защиты зданий повышенной этажности»

ЗАНЯТИЕ № 2 «Расчет системы подпора воздуха в лестничную клетку»

 

Цели занятия:

 

1. Учебные:

1.1. Закрепить теоретические знания курсантов по теме № 20.

1.2. Развить практические навыки работы с нормативными документами.

1.3. На примере расчета ознакомить курсантов с методикой расчета системы подпора воздуха в лестничную клетку.

1.4. Отработка результатов расчета системы подпора воздуха в лестничную клетку.

2. Воспитательные:

2.1. В целях профессиональной подготовки увязать данные занятия с будущей профессиональной деятельностью.

2.2. Совершенствование навыков оформления служебных документов.

3. Развивающие:

3.1. Добиваться умения сравнивать и обобщать.

3.2. Совершенствовать навыки самостоятельного мышления путем постановки проблемных задач.

3.3. Воспитывать умение грамотно излагать свои мысли.

Время занятия: 4 часа (двумя преподавателями).

Метод проведения: Практическое, системы противопожарной защиты зданий повышенной этажности.

Место проведения: УМК - 213

Материальное обеспечение:

1. ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.

2. ГОСТ 12.1.005-76. Воздух рабочей зоны.

3. Томин СВ., Токарев В.Н. Задачник по пожарной профилактике в строительстве.-М.: ВИПТШ ШД России, 1995. -218 с.

4. Есин В.М. Противодымная защита зданий и сооружений. – М.:ВИПТШ МВД России, 1995г.

5. Светашов И.Т., Сидорук В.И. Практикум по пожарной профилактике систем отопление и вентиляции. Ч. II. Вентиляция. – М.: ВИПТШ МВД СССР, 1974.

6. Справочник проектировщика. Часть II. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под редакцией И.Г. Староверова. –М.: Стройиздат, 1982.

7. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССр. 1988.-64с.

 

Подготовка к занятию.

Накануне занятия курсантам дается задание:

1. Проработать методические указания и вопросы для подготовки к практическому занятию (выдается преподавателем).

2. Подготовить нормативные документы по 15 экз. каждого.

3. Подготовить конспекты, линейки и письменные принадлежности.

Организация и ход проведения занятия:

1. Занятие проводится двумя преподавателями.

2. Учебная группа делится на две подгруппы в двух аудиториях.

3. Объявляется тема и цель занятия.

4. Проверяется подготовленность курсантов к занятию.

 

Расчет системы подпора воздуха в лестничную клетку

Задача. Рассчитать требуемые производительность Q_В и давление ∆Р_В вентилятора для системы подпора воздуха в незадымляемой лестничной клетке 2-го типа 11-этажного общественного здания, расположенного во Владимире.

В лестничной клетке, имеющей естественное освещение, рассечка не предусмотрена. Площадь одинарного спаренного окна на каждом этаже F_ОК=0,45м², его воздухопроницаемость I_ОК= 0,0075 кг/(см²·Па^0,5). Температура воздуха внутри здания t_В=18⁰С. Площадь лестничной клетки (в плане) F_ЛК=15,5 м². Вход в здание выполнен в виде тамбура, состоящего из двух последовательно расположенных двухстворчатых дверей высотой 2,0 м и шириной 1,32 м. Такие же размеры имеет двухстворчатая дверь из лестничной клетки в вестибюль. Двери в лестничной клетке на остальных этажах имеют размеры створки: высоту 2,05 м и ширину 0,8 м.

В лестничной клетке, имеющей естественное освещение, рассечка не предусмотрена. Площадь одинарного спаренного окна на каждом этаже F_ОК=0,45м², его воздухопроницаемость I_ОК= 0,0075 кг/(см²·Па^0,5). Температура воздуха внутри здания t_В=18⁰С. Площадь лестничной клетки (в плане) F_ЛК=15,5 м². Вход в здание выполнен в виде тамбура, состоящего из двух последовательно расположенных двухстворчатых дверей высотой 2,0 м и шириной 1,32 м. Такие же размеры имеет двухстворчатая дверь из лестничной клетки в вестибюль. Двери в лестничной клетке на остальных этажах имеют размеры створки: высоту 2,05 м и ширину 0,8 м.

Отметка уровня земли составляет h= -1,0 м, отметка пола 1-го этажа ±0,0 м, высота 1-го этажа 5 м, 2-го этажа - 4 м, а всех остальных этажей – 3 м, отметка уровня воздухозаборного отверстия +43 м (рис. 1). Площадь клапана, через который подается воздух в лестничную клетку, f_КЛ=2 м².

Рисунок 1 Разрез здания с указанием расчетных высот.

 

Решение. Расчет проведем в соответствии с методикой [4] и схемой расчёта на рис. 2.

Рисунок 2

 

Температура наружного воздуха и скорость ветра в соответствии с п. 5.17 [16] определяется для холодного периода года по параметрам Б, тогда для Владимира t_Н = - 28° С и υ_В=3,5 м/с.

Определим плотности наружного ρ_Н приточного р_П воздуха:

ρ_Н=352,7/(273+ t_Н)= 352,7/(273-28)=1,44кг/м³.

ρ_П=352,7/(273+ (t_Н+t_В)/2)=352,7/(273+(-28+18)/2)=1,31кг/м³.

Определим гравитационное давление ∆Р_ГР.ВХ и расчетные наружные давления с наветренной ∆Р_Н.Н.ВХ и подветренной ∆Р_Н.П.ВХ сторон для входа в лестничную клетку:

∆Р_ГР.ВХ =g∙h _ВХ (ρ_Н - ρ_П)=9,81∙1,0∙(1,44-1,31)=1,21 Па

∆Р_Н.Н.ВХ =К_Н∙ ρ_Н ∙ υ_В ² / 2- ∆Р_ГР.ВХ =0,8∙1,44∙3,5²/2-1,21=5,83 Па,

∆Р_Н.П.ВХ =К_П∙ ρ_Н ∙ υ_В ² / 2- ∆Р_ГР.ВХ =-0,6∙1,44∙3,5²/2-1,21=-6,49 Па,

где К_Н и К_П - аэроданамические коэффициенты соответственно для наветренного и подветренного фасада здания, h_ВХ расчетная высота дверного проема при входе в лестничную клетку от уровня земли до середины дверного проема, м.

Аналогично определяются гравитационное давление ∆Р_ГР.1 и расчетные наружные давления с наветренной ∆Р_Н.Н.1 и с подветренной ∆Р_Н.П.1 сторон по высоте здания для каждой расчетной высоты, а результаты расчетов вносятся в табл.1

Таблица 1

Этаж	Расчетная Высота, hi, м	Давление,Па	Расход воздуха, кг/с	Скорость воздуха в лестничной υЛК м/с
Гравита-ционное ∆РГР.1	с подве-тренной. стороны ∆РН.П.1	в лест-ничной клетке ∆РЛК.1	через щели дверей GДВ.1	через щели окон GОК.1	в лест- ничной клетке GЛК.1
Вход	1,0	1,210	-6,493	-	3,663	-	-	-
	2,0	2,420	-7,703	8,230	3,233	0,030	6,925	0,340
	7,0	8,471	-13,754	12,788	0,151	0,056	7,132	0,350
	10,0	12,102	-17,384	17,621	0,173	0,064	7,369 7,	0,362
	13,0	15,732	-21,015	22,781	0,193	0,072	7,634	0,375
	16,0	19,363	-24,645	28,320	0,213	0,079	7,926	0,389
	19,0	22,993	-28,276	34,290	0,231	0,086	8,243	0,405
	22,0	26,624	-31,906	40,747	0,249	0,093	8,585	0,422
	25,0	30,254	-35,537	47,751	0,267	0,099	8,951	0,439
	28,0	33,885	-39,167	55,365	0,284	0,106	9,341	0,459
	31,0	37,515	-42,796	63,656	0,301	0,112	9,755	0,479
	34,0	41,146	-46,429	72,698	0,319	0,119	10,192	-
Воздухозабор	43,0	52,036	-57,320

 

Определим эквивалентную площадь трех последовательно расположенных открытых дверей на уровне 1-го этажа при выходе из лестничной клетки до выхода наружу F_ДВ.ВХ. учитывая, что в расчет принимается только одна большая створка двухстворчатой двери (п.5.17 [7])

Определим давление в лестничной клетке на уровне 1-го этажа ΔP_ЛК.1

Где -коэффициент гидравлического сопротивления дверного проема [4],

- нормативная скорость в дверном проеме из лестничной клетки в коридор, принимается равной 1,3 м/с - для жилых зданий 1,5 м/с - для общественных зданий.

Определим расход воздуха G_ДВ.ВХ. через открытые двери здания из объма лестничной клетки:

Где - коэффициент расхода для дверей.

Определим расход воздуха G_ОК.1 через щели оконных проемов 1-го этажа.

Где - воздухопроницаемость оконных переплетов, кг/(c∙м²∙Па^0,5)

Определим расход воздуха через открытую дверь в поэтажный коридор

Тогда расход воздуха со второго этажа на первый составит

Определим скорость воздуха в лестничной клетке между 2-м и 1-м этажами.

Определим давление в лестничной клетке на уровне 2-го этажа

Где - коэффициент гидравлического сопротивления двухмаршевой лестничной клетки в пределах одного этажа [4].

Определим расходы воздуха через щели окон и дверей для второго этажа:

Где - характеристика гидравлического сопротивления двери, , определяемая как:

Тогда расход воздуха

Аналогичные вычисления приведем для оставшихся расчетных высот здания и результаты вычислений внесем в табл.

Объемный расход воздуха в лестничную клетку Q_В. составит

Требуемое давление вентилятора составит

где - потери давления в сети обвязки вентилятора, которые определяются при расходе как сумма линейных и местных потерь для соответствующего вентилятора и его обвязки. Па (в примере принимаются без расчета равными 700Па); - потери давления в клапане площадью f_КЛ.=2м², через который подается в объем лестничной клетки, Па, определяется как:

Тогда:

 

 

составил старший преподаватель

подполковник внутренней службы Пестерев В.А.

 

План обсужден на заседании методической секции

«Здания, сооружения и метрология, сертификация».

Протокол № ___от«___» _____________ 2007 г.