СП 485.1311500.2020. Приложение В МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПРИНКЛЕРНОЙ АУП

В.1.1

Методика предназначена для оценки возможности применения спринклерной АУП или спринклерной АУП с принудительным пуском, проектируемой для защиты помещения от пожара класса A.

Использование спринклерной АУП допускается при выполнении следующих условий:

к моменту активации первого спринклерного оросителя площадь пожара Sп не превышает площади Sлик, защищаемой одним оросителем (см. рисунок В.1)

Sп < Sлик; (В.1)

время активации tакт.орос оросителя меньше времени, соответствующего развитию пожара на площади Sлик

tакт.орос < tлик = (Sлик / π)^0,5 / V. (В.2)

Если к моменту активации первого спринклерного оросителя условия (В.1) и (В.2) не выполняются, то использование спринклерной АУП может оказаться неэффективным и целесообразно использовать другие способы защиты, например, дренчерную АУП или спринклерную АУП с принудительным пуском.

Формула (В.1)

Sп < Sлик; (В.1)

S_п < S_лик (В.1)

Формула (В.2)

tакт.орос < tлик = (Sлик / π)^0,5 / V. (В.2)

t_{акт.орос} < t_лик = (S_лик / π)^0,5 / V (В.2)

В.1.2

Проверка выполнения условий (В.1) и (В.2) осуществляется при следующих допущениях:

а) используется зонная модель, согласно которой весь объем помещения разделяется на зону горения, зону конвективного движения продуктов горения и зону, не затронутую пожаром (рисунок В.1);

б) высота защищаемого помещения H; перекрытие защищаемого помещения горизонтальное; спринклерные оросители установлены непосредственно под перекрытием на расстоянии L друг от друга;

в) пожарная нагрузка размещена в помещении равномерно, поверхность пожарной нагрузки горизонтальная;

г) при пожаре с единицы площади пожара выделяется тепловая мощность q, пламя распространяется со скоростью V, а площадь пожара Sп имеет круговую форму, оцениваемую из выражения:

Sп = π(Vt)^2; (В.3)

д) продукты горения свободно и концентрично распространяются под перекрытием в горизонтальных направлениях и не накапливаются в припотолочном слое, влияние бокового воздушного потока на конвективную колонку незначительно;

е) максимальная величина расстояния r (рисунок В.1) определяется из выражения:

r = λL, (В.4)

где λ - коэффициент, учитывающий расположение оросителей (если очаг пожара находится между оросителями, расположенными в линию, λ = 0,50; если очаг пожара находится в центре квадрата, образованного четырьмя оросителями, λ ≈ 0,71);

Рисунок В.1 - Расчетная схема

ж) инерционность колбы спринклерного оросителя характеризуется коэффициентом тепловой инерционности K;

з) теплоотдача от термочувствительной колбы к корпусу оросителя мала по сравнению с подводом к ней тепла из окружающей среды;

и) в течение времени tакт.орос не происходит полного выгорания пожарной нагрузки на какой-либо части площади Sп;

к) активация спринклерного оросителя может происходить от термического разрушения колбы, в момент времени tакт.орос, когда текущее значение температуры колбы Tкол достигнет паспортного значения номинальной температуры срабатывания оросителя Tпасп, т.е.:

Tкол = Tпасп; (В.5)

л) на момент пожара АУП полностью работоспособна, ее гидравлические параметры соответствуют нормативным требованиям настоящего свода правил (и в данной методике не рассматриваются).

Формула (В.3)

Sп = π(Vt)^2; (В.3)

S_п = π(Vt)² (В.3)

Формула (В.4)

r = λL, (В.4)

где λ - коэффициент, учитывающий расположение оросителей (если очаг пожара находится между оросителями, расположенными в линию, λ = 0,50; если очаг пожара находится в центре квадрата, образованного четырьмя оросителями, λ ≈ 0,71);

r = λL (В.4)

где λ - коэффициент, учитывающий расположение оросителей (если очаг пожара находится между оросителями, расположенными в линию, λ = 0,50; если очаг пожара находится в центре квадрата, образованного четырьмя оросителями, λ ≈ 0,71);

Формула (В.5)

Tкол = Tпасп; (В.5)

T_кол = T_пасп (В.5)

В.1.3

Выполнение условий (В.1) и (В.2) обеспечивается, когда на момент достижения пожаром площади Sп = Sлик:

высота помещения меньше критической H < Hкр;

температура колбы Tкол оросителя оказывается не меньше номинальной температуры срабатывания Tпасп, т.е. Tкол ≥ Tпасп.

В.1.4

Для проверки первого условия рассчитывается высота Hкр, при превышении которой над очагом пожара не будет достигнута температура Tпасп:

H < Hкр = 5,45·(q·Sлик)^0,4 / (Tпасп − T0)^0,6. (В.6)

Если условие (В.6) не выполняется, то для защищаемого помещения использование спринклерной АУП может оказаться неэффективным и целесообразно использовать другие способы защиты, например дренчерную АУП или спринклерную АУП с принудительным пуском.

Формула (В.6)

H < Hкр = 5,45·(q·Sлик)^0,4 / (Tпасп − T0)^0,6. (В.6)

H < H_кр = 5,45·(q·S_лик)^0,4 / (T_пасп − T₀)^0,6 (В.6)

В.1.5

В случае выполнения условия (В.6) осуществляется оценка температуры колбы Tкол к моменту достижения пожаром площади Sп = Sлик при максимально возможном расстоянии от оси очага пожара до спринклерного оросителя r = L/2.

Оценка значения температуры колбы Tкол осуществляется на основе решения уравнения теплового баланса колбы с учетом динамики температуры продуктов горения:

Tкол = T0 + kT·[kS·Sлик^(2/3) + exp(−kS·Sлик^(2/3)) − 1], (В.7)

где kS = 0,35kfV-4/3;

kT = 28,76·K·q^0,5·V·(H^1,25·r^0,25)^-1 при H < 5,577r; 90,42·K·q^0,5·V·r^(5/12) / H^(23/12) при 5,577r < H ≤ 6,775r; 40,76·K·q^0,5·V / H^1,5 при H ≥ 6,775r; kf = 1,19·(q·V^2 / H)^(1/6) / K при H > 6,775r; 0,53·(q·V^2)^(1/6)·H^(1/4)·(K·r^(5/12))^-1 при H ≤ 6,775r.

Если выполняется неравенство Tкол ≥ Tпасп (В.5), то спринклерная АУП может использоваться; если неравенство не выполняется, то целесообразно проверить возможность использования спринклерных оросителей с меньшим коэффициентом тепловой инерционности либо использовать другие способы защиты, например дренчерную АУП или спринклерную АУП с принудительным пуском.

Формула (В.7)

Tкол = T0 + kT·[kS·Sлик^(2/3) + exp(−kS·Sлик^(2/3)) − 1], (В.7)

где kS = 0,35kfV-4/3;

kT = 28,76·K·q^0,5·V·(H^1,25·r^0,25)^-1 при H < 5,577r; 90,42·K·q^0,5·V·r^(5/12) / H^(23/12) при 5,577r < H ≤ 6,775r; 40,76·K·q^0,5·V / H^1,5 при H ≥ 6,775r; kf = 1,19·(q·V^2 / H)^(1/6) / K при H > 6,775r; 0,53·(q·V^2)^(1/6)·H^(1/4)·(K·r^(5/12))^-1 при H ≤ 6,775r.

T_кол = T₀ + k_T·[k_S·S_лик^2/3 + exp(−k_S·S_лик^2/3) − 1] (В.7)

где kS = 0,35kfV-4/3;

kT = 28,76·K·q^0,5·V·(H^1,25·r^0,25)^-1 при H < 5,577r; 90,42·K·q^0,5·V·r^(5/12) / H^(23/12) при 5,577r < H ≤ 6,775r; 40,76·K·q^0,5·V / H^1,5 при H ≥ 6,775r; kf = 1,19·(q·V^2 / H)^(1/6) / K при H > 6,775r; 0,53·(q·V^2)^(1/6)·H^(1/4)·(K·r^(5/12))^-1 при H ≤ 6,775r.

В.2.1

Время активации tакт.орос спринклерного оросителя может быть определено из решения уравнения:

Tпасп = T0 + kT[X + exp(-X) - 1], (В.8)

где X = 0,75kftакт.орос4/3.

Данные для интерполяционного определения времени активации спринклерного оросителя могут быть получены из графика, приведенного на рисунке В.2. По безразмерному параметру (Tпасп - T0) / kT определяется величина X, причем при (Tпасп - T0) / kT > 4 можно полагать:

X ≈ 1 + (Tпасп - T0) / kT. (В.9)

По величине X вычисляется искомое время активации оросителя:

tакт.орос = (1,33X / kf)^0,75. (В.10)

Формула (В.8)

Tпасп = T0 + kT[X + exp(-X) - 1], (В.8)

где X = 0,75kftакт.орос4/3.

T_пасп = T₀ + k_T[X + exp(-X) - 1] (В.8)

где X = 0,75kftакт.орос4/3.

Формула (В.9)

X ≈ 1 + (Tпасп - T0) / kT. (В.9)

X ≈ 1 + (T_пасп - T₀) / k_T (В.9)

Формула (В.10)

tакт.орос = (1,33X / kf)^0,75. (В.10)

t_{акт.орос} = (1,33X / k_f)^0,75 (В.10)

В.2.2

Площадь пожара Sп на момент активации спринклерного оросителя может быть оценена по выражению (В.3), полагая t = tакт.орос:

Sп = π(tакт.оросV)^2. (В.11)

Рисунок В.2 - График для интерполяционного определения

времени активации спринклерного оросителя при термическом

разрушении колбы

Если при этом выполняются условия (В.1) и (В.2), то может быть сделан вывод об эффективности спринклерной АУП. В противном случае использование спринклерной АУП может оказаться неэффективным и целесообразно использовать другие способы защиты, например дренчерную АУП или спринклерную АУП с принудительным пуском.

Формула (В.11)

Sп = π(tакт.оросV)^2. (В.11)

S_п = π(t_{акт.орос}V)² (В.11)

В.3.1

АУП со спринклерными оросителями с управляемым приводом от извещателей пламени или от ДТПИ используется в том случае, если к водяным или пенным АУП предъявляются жесткие ограничения по времени срабатывания, например, при применении АУП для локализации или ликвидации пожаров в высотных стеллажных складах и т.п.

В.3.2

Время активации tакт.упр спринклерного оросителя с устройством принудительного пуска складывается из времени активации tакт.изв ДТПИ, времени передачи управляющего сигнала tупр с ДТПИ через приборы и каналы связи на устройство принудительного пуска спринклерного оросителя и собственного времени срабатывания tупр.орос устройства принудительного пуска оросителя:

tакт.упр = tакт.изв + tупр + tупр.орос. (В.12)

Значение tупр зависит от конкретного проектного решения (выбранных технических средств - аппаратуры и линий передачи сигнала), значение tупр.орос принимается по паспорту и составляет от 10 до 30 с.

Формула (В.12)

tакт.упр = tакт.изв + tупр + tупр.орос. (В.12)

t_{акт.упр} = t_{акт.изв} + t_упр + t_{упр.орос} (В.12)

В.3.3

При использовании для активации спринклерных оросителей извещателя пламени в данном расчете можно принять tакт.изв = 0.

В.3.4

Активация ДТПИ происходит в момент времени tакт.изв, когда скорость роста температуры продуктов горения dTг / dt достигнет паспортного значения θпасп ДТПИ:

dTг / dt ≥ θпасп. (В.13)

Время активации tакт.изв спринклерного оросителя от ДТПИ может быть найдено из выражения:

tакт.изв = kθ·θпасп^3·(q·V^2)^-2, (В.14)

где kθ = 8,86·10^-6·H^5 при H ≥ 5,577r; 2,75·10^-4·H^3·r^2 при H < 5,577r.

Площадь пожара на момент активации спринклерного оросителя от ДТПИ может быть оценена по выражению

Sп = π·(tакт.упр·V)^2. (В.15)

Полученные значения Sп и tакт.упр проверяются на соответствие условиям (В.1) и (В.2), после чего делается вывод об эффективности принятого решения.

Формула (В.13)

dTг / dt ≥ θпасп. (В.13)

dT_г / dt ≥ θ_пасп (В.13)

Формула (В.14)

tакт.изв = kθ·θпасп^3·(q·V^2)^-2, (В.14)

где kθ = 8,86·10^-6·H^5 при H ≥ 5,577r; 2,75·10^-4·H^3·r^2 при H < 5,577r.

t_{акт.изв} = k_θ·θ_пасп³·(q·V²)^-2 (В.14)

где kθ = 8,86·10^-6·H^5 при H ≥ 5,577r; 2,75·10^-4·H^3·r^2 при H < 5,577r.

Формула (В.15)

Sп = π·(tакт.упр·V)^2. (В.15)

S_п = π·(t_{акт.упр}·V)² (В.15)

В.4.1

Ориентировочные сведения по мощности тепловыделения с единицы поверхности пожарной нагрузки q и линейной скорости распространения пламени по горизонтальной плоскости V приведены в таблице В.1.

Таблица В.1

Примечания: 1) Допускается использовать недостающие сведения по мощности тепловыделения с единицы поверхности пожарной нагрузки q и линейной скорости распространения пламени по горизонтальной плоскости V, приведенные в технической литературе. 2) Скорость распространения пламени V для первых 10 мин пожара принимается равной половине табличной: V* = 0.5V.